鼓形齿万向传动轴的制作方法

本发明涉及一种传动轴，尤其涉及一种应用于热轧板生产线或冷轧板生产线上配套于轧辊同电动机间的鼓形齿万向传动轴。

背景技术：

高速运转的传动轴是热轧/冷轧板生产线安装于电动机变速箱输出端同轧辊间的传动机构，它的安全运行和密封性能对于稳定热轧或冷轧生产及质量保证起关键作用。目前不论从国外（如从德或日本）引进的设备，还是国内自产的装置，都存在传动轴相连处密封不好和漏油的问题，严重影响生产及设备使用寿命，例如在冷轧板生产线上所使用的传动轴采用自存油脂润滑装置，这种润滑装置虽然结构简单，制造成本相对较低，但润滑不可靠；而在热轧板生产线上其传动轴采用外部强制供油润滑装置，这种装置虽然润滑可靠，润滑效果较好，但由于供油装置结构复杂、成本高，而且密封件容易损坏，使传动轴漏油严重，密封效果极差，给生产带来很大影响。在本领域的技术人员虽然提出过不少解决方案，但到目前为止还没有关于完全解决传动轴长时间可靠密封及不漏油难题的相关报导。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热轧板或冷轧板生产线及其它领域用的传动轴的密封性能好、不漏油及确保设备正常运行的鼓形齿万向传动轴。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的鼓形齿万向传动轴包括轴体、左第一弹性补偿器、左第二弹性补偿器、右第一弹性补偿器、右第二弹性补偿器、左第一压环、左第二压环、左第三压环、右第一压环、右第二压环、右第三压环、左第一密封圈套、左第二密封圈、左第三密封圈、左第四密封圈、左第五密封圈、右第一密封圈、右第二密封圈、右第三密封圈、左外凸球面套、右外凸球面套、左内凸球面套、右内凸球面套、左鼓形齿外齿套、右鼓形齿外齿套、左进油嘴、右进油嘴、左鼓形齿内齿圈、右鼓形齿内齿圈、限位块、左端定位板、右端定位板、活塞、左内凹球面套、右内凹球面套、左外凹球面套、右外凹球面套、右第四密封圈、右第五密封圈、半连轴套，以及压力弹簧。在轴体左端的中心内孔中放置有压力弹簧和活塞，位置在左端定位板中央孔中的限位块靠近活塞。

靠近左端定位板，在轴体的外周键槽式装配有左鼓形齿外齿套，左鼓形齿内齿圈套装在左鼓形齿外齿套上，使左鼓形齿外齿套上的外鼓形齿同左鼓形齿内齿圈上的内鼓形齿互为啮合。

靠近左鼓形齿外齿套，在轴体的外周装配有左内凸球面套，左内凸球面套同轴体之间配置有数量大于1的左第三密封圈，在左内凸球面套的球面上装有左外凹球面套，在左外凹球面套上有第一间隙d1。左内凸球面套同左外凹球面套之间配置有数量大于1的左第二密封圈，左外凹球面套的平面顶端卡装有左外凸球面套，于左外凸球面套同左外凹球面套之间配置有数量大于1的左第一密封圈。

在左鼓形齿外齿套同左外凸球面套之间有第一油腔a。

在左外凸球面套的右端面处连接有左第一压环，安装在左第一压环上的数量大于1均匀或非均匀布置的左第一弹性补偿器顶靠左外凹球面套上的凹球面活动套，既调节第一间隙d1的大小，又可消除凹凸球面套之间空隙。在左外凸球面套的球面上装有左内凹球面套，在左内凹球面套上有第二间隙d2。于左外凸球面套同左内凹球面套之间配置有数量大于1的左第四密封圈，在左内凹球面套的平面顶端卡装有左第三压环，于左第三压环同左内凹球面套之间配置有数量大于1的左第五密封圈，左第三压环同左鼓形齿内齿圈相连接。在左外凸球面套外周的左第二压环同左第三压环相连接。安装在左第二压环上数量大于1均匀或非均匀布置的左第二弹性补偿器顶靠左内凹球面套上的凹球面活动套，既调节第二间隙d2的大小，又可消除凹凸球面套之间的空隙。

靠近右端定位板，在轴体的外周键槽式装配有右鼓形齿外齿套，右鼓形齿内齿圈套装在右鼓形齿外齿套上，使右鼓形齿外齿套上的外鼓形齿同右鼓形齿内齿圈上内鼓形齿互为啮合。右鼓形齿内齿圈同半连轴套为花键连接，在半连轴套上加工有数量大于1的右进油嘴。

靠近右鼓形齿外齿套，在轴体的外表面装配有右内凸球面套，在右内凸球面套同轴体之间配置有数量大于1的右第三密封圈，于右凸球面套的球面上装有右外凹球面套，右外凹球面套上有第三间隙d3。在右内凸球面套同右外凹球面套之间配置有数量大于1的右第二密封圈，于右外凹球面套的平面顶端装配有右外凸球面套，右外凸球面套同右外凹球面套之间配置有数量大于1的右第一密封圈。在右鼓形齿外齿套同右外凸球面套之间有第二油腔b，右外凸球面套的右端头连接有右第一压环，在右第一压环上装有数量大于1的均匀或非均匀布置的右第一弹性补偿器，右第一弹性补偿器顶靠右外凹球面套上的凹球面活动套，既调节第三间隙d3的大小，又可消除凹凸球面套之间的空隙。

在右外凸球面套的球面顶端装有右内凹球面套，在右内凹球面套上有第四间隙d4。右内凹球面套同右外凸球面套之间配置有数量大于1的右第四密封圈，在右内凹球面套的平面顶端装有右第三压环，右第三压环同右内凹球面套之间配置有数量大于1的右第五密封圈，右第三压环的左端同装配在右外凸球面套外周的右第二压环相连，右第三压环的右端同半连轴套相连。

安装在右第二压环上的数量大于1均匀或非均匀布置的右第二弹性补偿器顶靠右内凹球面套上的凹球面活动套，既调节第四间隙d4的大小，又可消除凹凸球面套之间的空隙。

采用如上技术方案提供的鼓形齿万向传动轴与现有技术相比，技术效果在于：

①采用两处球面密封及多层密封圈密封结构形式。在万向传动轴轴体的两端对称安装的内凸球面套同轴体的外表面之间布置有多层内密封圈，既保证两者间的密封效果，又能保证轴体在内凸球面套间自由转动。在内凸球面套同外凹球面套间又布置有多层中间密封圈，在外凹球面套同外凸球面套之间布置有多层外密封圈；除此，还在各个压环同内凹球面套之间、内凹球面套同外凸球面套之间也布置在多层密封圈，各处的多层密封圈都能起密封、防止润滑油泄漏的作用，密封效果好。

②采用多个弹性补偿器实现弹性补偿。在轴体两端对称装配的各层压环上安装了多个弹性补偿器，各弹性补偿器的头部顶靠各自对应的凹球面套上的凹球面活动套，各弹性补偿器可调节各个凹球面套上的凹球面固定套同凹球面活动套之间的间隙d，并保证各个d值不为零，从而消除各个凹球面套同内/外凸球面套之间的间隙，达到长寿命可靠的密封效果。

③键槽式安装在轴体两端的鼓形齿外齿套上加工有外鼓形齿，使鼓形齿外齿套上的外鼓形齿与鼓形齿内齿圈上的内鼓形齿互相啮合，传力均匀，传动稳定，实现万向传动。

④靠近鼓形齿外齿套的鼓形齿处装有多个进油嘴，润滑油经各进油嘴流过鼓形齿再经各油腔a和b润滑各个凸球面套和凹球面套，运行中不漏油，密封效果好。

⑤在凸球面套的端头和凹球面套处、鼓形内齿套及半连轴套等地方都安装有压环，使万向传动轴结构紧密，稳定性好，不产生松动。

附图说明

图1为本发明所述的鼓形齿万向传动轴的局部剖视示意图。

图2为图1的a处放大示意图。

图3为图1的b处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

（如附图所示）本发明所述的鼓形齿万向传动轴主要是针对热轧板生产线或冷轧板生产线与动力部分同轧辊部分相连的传动轴而设计，它包括轴体1、左第一弹性补偿器2、左第二弹性补偿器5、右第二弹性补偿器35、右第二弹性补偿器26、左第一压环3、左第二压环6、左第三压环9、右第一压环24、右第二压环27、右第三压环29、左第一密封圈4、左第二密封圈22、左第三密封圈20、左第四密封圈19、左第五密封圈18、右第一密封圈37、右第二密封圈36、右第三密封圈45、左外凸球面套7、右外凸球面套25、左内凸球面套21、右内凸球面套38、左鼓形齿外齿套10、右鼓形齿外齿套31、左进油嘴11、右进油嘴44、左鼓形齿内齿圈12、右鼓形齿内齿圈32、限位块13、左端定位板14、右端定位板33、活塞15、左内凹球面套16、右内凹球面套41、左外凹球面套17、右外凹球面套40、右第四密封圈42、右第五密封圈28、半连轴套34，以及压力弹簧23。

（如图1、2）在轴体1左端的中心内孔中放置有压力弹簧23和活塞15，活塞15可随压力弹簧23的伸缩在轴体1的左端中心内孔中移动。位置在左端定位板14中央孔中的限位块13靠近活塞15，使活塞15的移动距离不能超出其范围，保证万向传动轴的轴向蹿动在安全范围内，这是公知技术。靠近左端定位板14，在轴体1的外周键槽式装配有左鼓形齿外齿套10，在左鼓形齿外齿套10上加工有外鼓形齿。左鼓形齿内齿圈12套装在左鼓形齿外齿套10上，在左鼓形齿内齿圈12上加工有内鼓形齿，使左鼓形齿外齿套10上的外鼓形齿同左鼓形齿内齿圈12上的内鼓形齿互为啮合，左鼓形齿外齿套10的转动可带动左鼓形齿内齿圈12同步转动。

在左鼓形齿内齿圈12上加工有数量大于1的左进油嘴11，左进油嘴11在左鼓形齿内齿圈12上可均匀或非均匀分布，润滑油可经左进油嘴11直接润滑鼓形齿；除此，润滑油还可经由左鼓形齿外齿套10同左外凸球面套7之间的第一油腔a润滑轴体1。由于有多级密封，润滑油不会泄漏。

（如图2）靠近左鼓形齿外齿套10，在轴体1的外周装配有左内凸球面套21，左内凸球面套21同轴体1之间配置有数量大于1的左第三密封圈20。由于左第三密封圈20的作用，既保证轴体1的转动自如，可保证了轴体1同左内凸球面套21间的密封。在左内凸球面套21的球面上装有左外凹球面套17，所述左外凹球面套17分成两部分：凹球面活动套和凹球面固定套，此两部分之间有第一间隙d1，在设备运行中，d1≠0。在左内凸球面套21同左外凹球面套17（相接触面）之间配置有数量大于1的左第二封圈22，对轴体1起密封作用。在左外凹球面套17的平面顶端卡装有左外凸球面套7，于左外凸球面套7同左外凹球面套17之间配置有数量大于1的左第一密封圈4。可知，于轴体1、左内凸球面套21、左外凹球面套17及左外凸球面套7之间有三级密封，保证其密封效果。

在左外凸球面套7的右端面处连接有左第一压环3，所述“连接”可以是由数量大于1的连接螺钉连接，也可为焊接。在左第一压环3上装有数量大于1的均匀布置或非均匀布置的左第一弹性补偿器2，各个左第一弹性补偿器2均顶靠左外凹球面套17上的凹球面活动套，经左第一弹性补偿器2的作用，可使左外凹球面套17的凹球面活动套动作，既调节第一间隙d1的大小，又消除左外凹球面套17同左内凸球面套21之间的空隙，起第一级补偿作用，达到长寿命密封效果。

（如图2）在左外凸球面套7的球面上装有左内凹球面套16，所述左内凹球面套16亦分成两部分：凹球面活动套和凹球面固定套，凹球面活动套和凹球面固定套之间有第二间隙d2，在设备运行中，d2≠0。在左外凸球面套7同左内凹球面套16（接触面）之间配置有数量大于1的左第四密封圈19。在左内凹球面套16的平面顶端卡装有左第三压环9，左第三压环9同左内凹球面套16之间配置有数量大于1的左第五密封圈18，它们间形成二级密封。靠近左内凹球面套16凹球面固定套的左第三压环9同左鼓形齿内齿圈12相连接，所述“连接”可以由数量大于1的连接螺钉连接，也是焊接。靠近左内凹球面套16的凹球面活动套在左外凸球面套7外周的左第二压环6同左第三压环9相连接，所述“连接”可以是由数量大于1的连接螺钉连接，也可以是焊接。在左第二压环6上装有数量大于1的又均匀或非均匀布置的左第二弹性补偿器5，各个左第二弹性补偿器5均顶靠左内凹球面套16的凹球面活动套，由于左第二弹性补偿器5的作用，可调节左内凹球面套16的凹球面活动套和凹球面固定套之间的第二间隙d2，既调节第二间隙d2的大小，又消除左内凹球面套16同左外凸球面套7之间的空隙，起第二级补偿作用，达到长效密封。

（如图1、3）靠近右端定位板33端面的轴体1的外周键槽式装配有右鼓形齿外齿套31，在右鼓形齿外齿套31上加工有外鼓形齿，右鼓形齿内齿圈32套装在右鼓形齿外齿套31上，使右鼓形齿外齿套31的外鼓形齿同右鼓形齿内齿圈32上的内鼓形齿互为啮合，使两者同步转动。右鼓形齿内齿圈32同半连轴套34用花键连接，公知技术。在半连轴套34上加工有数量大于1的右进油嘴44，它们可均匀布置或非均匀布置。润滑油经右进油嘴44进入鼓形齿，对鼓形齿起润滑作用。除此，润滑油还可经由右鼓形齿外齿套31同右外凸球面套25之间的第二油腔b润滑轴体1，由于有多级密封，润滑油不会泄漏。

靠近右鼓形齿外齿套31，在轴体1的外表面装配有右内凸球面套38，在右内凸球面套38同轴体1（表面）之间配置有数量大于1的右第三密封圈45，由于有右第三密封圈45的作用，既保证了轴体1在右内凸球面套38的自由转动，又保证了轴体1同右内凸球面套38之间的密封。在右内凸球面套38的球面上装有右外凹球面套40，所述右外凹球面套40分成凹球面活动套和凹球面固定套两部分，此两部分之间有第三间隙d3，在设备运行中，第三间隙d3的值不为零。在右内凸球面套38同右外凹球面套40之间配置有数量大于1的右第二密封圈36，于右外凹球面套40的平面顶端装配有右外凸球面套25，右外凸球面套25同右外凹球面套40之间配置有数量大于1的右第一密封圈37。可见由右第一密封圈37、右第二密封圈36、右第三密封圈45构成了多级密封层，保证其密封效果。

右外凸球面套25的右端头连接有右第一压环24，所述“连接”可以采用数量大于1的连接螺钉相连，也可以为焊接。在右第一压环24上装有数量大于1的为均匀布置或非均匀布置的右第一弹性补偿器35，（各个）右第一弹性补偿器35顶靠右外凹球面套40上的凹球面活动套，以调节右外凹球面套40上的第三间隙d3。右第一弹性补偿器35既调节d3的大小，又消除右内凸球面套38同右外凹球面套40之间的空隙，起第三级补偿作用，达到长效密封的效果。

在右外凸球面套25的球面顶端装有右内凹球面套41，于右内凹球面套41同右外凸球面套25之间配置有数量大于1的右第四密封圈42。右内凹球面套41分成两部分：凹球面活动套和凹球面固定套，凹球面活动套同凹球面固定套之间有第四间隙d4，在设备运行中，第四间隙d4不为零。在右内凹球面套41的平面顶端装有右第三压环29，右第三压环29同右内凹球面套41之间配置有数量大于1的右第五密封圈28。右第三压环29的左端同装配在右外凸球面套25外周的右第二压环27相连，所述“相连”可以用数量大于1的连接螺钉相连，也可为焊接，公知技术。

安装在右第二压环27上的数量大于1为均匀或非均匀布置的右第二弹性补偿器26顶靠右内凹球面套41上的凹球面活动套，在右第二弹性补偿器26的作用下，随时调整右内凹球面套41上的凹球面活动套同凹球面固定套的第四间隙d4大小，又可消除右外凸球面套25同右内凹球面套41之间的空隙，使右外凸球面套25同右内凹球面套41之间的密封作用不丧失，起第四级补偿作用，达到长效密封。

右第三压环29的右端同半连轴套34相连，这种“相连”既可采用数量大于1的连接螺钉相连，也可为焊接。半连轴套34同动力部分（如与电动机相配套的变速箱输出轴）相连接（公知技术）。

（如图1），实施时，将所述的鼓形齿万向传动轴的半连轴套34同动力部分相连，将左鼓形齿内齿圈12同轧辊（热轧板轧辊或冷轧板轧辊）相连（公知技术）。启动程序，半连轴套34的转动带动右鼓形齿内齿圈32、右鼓形齿外齿套31同步转动，进而使轴体1同速转动，并控制轴体1的转速在所设定的范围。轴体1的转动带动左鼓形齿外齿套10及左鼓形齿内齿圈12同步转动，它们的动作带动与左鼓形齿内齿圈12相连的轧辊转动，热轧板/冷轧板轧辊的转动实现轧材的目的。由于传动轴轴体两端对称安装有左/右鼓形齿外齿套及与之啮合的左/右鼓形齿内齿圈，可实现传动轴的万向传动；同时，由于在传动轴轴体两端对称采用了多级密封结构形式，保证了从左/右端进油嘴进入传动轴的润滑油不泄漏，密封效果好，相应提高了鼓形齿万向传动轴的使用寿命（5～10倍）。

本申请所述的左第一弹性补偿器2、左第二弹性补偿器5、右第一弹性补偿器35及右第二弹性补偿器26为已有技术，也可根据现场需要自行设计，通常在一中空管中放置一弹簧，使此弹簧的前头顶靠各自对应的内/外凹球面套上的凹球面活动套，而弹簧的未端与调节螺丝相接触。人工拨动调节螺丝，就可调节各个弹性补偿器。