一种刚性缓冲套的制作方法

本实用新型属于机械设备制造加工技术领域，涉及一种在温度较高状态工作下的机械设备中用于固定部件与活动部件之间的刚性缓冲套。

背景技术：

在一些较高环境温度的机械设备使用中，在固定部件和活动部件之间，存在轴和轴套连接，为了减轻两者之间的直接机械冲击，常在两者之间使用橡胶材料制作的缓冲套(见图3所示)。但是，由于该部件处于高温环境，又受到冲击力，而橡胶耐温性能十分有限，弹性性能失效很快，因此容易导致橡胶缓冲套破损、失效，进而影响机械设备的使用寿命及精度。

技术实现要素：

为了解决上述机械设备使用中存在的问题，本实用新型提供了一种刚性缓冲套，如图1所示，刚性缓冲套为金属环套，刚性缓冲套的横截面形状是以内、外同心的圆环为基础，以偏离圆环中心e1的位置为外沿切除圆心，e1取值为圆环外径的2.5％～10％，以Re为半径，Re取值为圆环外径的101.2％～110％，且Re小于圆环外径与e1之和，在圆环外沿切除圆心相对圆环中心相反方向的圆环外边沿做圆弧切除，并对称地在圆环外边沿另一方向做同样切除，即在圆环外沿对称方向各切除一部分；在相对圆环中心与外沿切除圆心成90度角的方向，以偏离圆环中心e2的位置为内沿切除圆心，e2取值为圆环内径的2％～8％，以Rb为半径，Rb取值为圆环内径的90％～98.5％，且Rb大于圆环内径与e2之差，在圆环内沿切除圆心相对圆环中心相同方向的圆环内边沿做圆弧切除，并对称地在圆环内边沿另一方向做同样切除，即在与圆环外沿切除位置垂直的另一方向的圆环内沿对称地各切除一部分；这样最终形成横截面内、外沿都为近似椭圆的环形套，这种金属材料制成的刚性缓冲套能够耐受较的温度，其截面形状的特殊性让刚性缓冲套在内部轴向受力时会产生细微变形，变形后的刚性缓冲套有一种要恢复原形状的趋向，在恢复原形状时产生金属弹力，这一过程就可以起到缓冲的作用。特别说明：上述对刚性缓冲套描述中所使用的‘切除’，只是为了更好地描述刚性缓冲套形状与结构方便，并非指本实用新型的刚性缓冲套经过切除工艺制作，应理解为对刚性缓冲套的静态形状或者结构的限定，不能理解为‘切除’工艺是对本实用新型的保护范围的限定；即只要与本实用新型的公开的刚性缓冲套最终形状或者结构一致，无论采用的是什么工艺过程制作而成，都在本实用新型要求的保护范围内。

作为优选方案，刚性缓冲套的厚度由横截面内、外同心的圆环的内、外沿半径决定，且同心圆环的外沿半径Rf为内沿半径Ra的1.2～2倍。在此厚度范围内，刚性缓冲套的缓冲效果更好。

刚性缓冲套的工作原理如附图2所示，当活动轴冲击受力F后，产生位移量b，轴将F'分力传递给缓冲钢套，刚性缓冲套产生弹性变形，产生横向位移量a；这个过程中轴上径向冲击力，得到刚性缓冲套圆周向的缓冲；当冲击力消失后，刚性缓冲套恢复时产生的反向弹性分力-F'将活动轴顶回原位置。刚性缓冲套采用金属材质环套形式，依靠环套金属材料的圆周弹性变形转移(缓解)环径向力的方式达到缓冲目的。

附图说明

图1为本实用新型的刚性缓冲套的横截面形状示意图；

图2为本实用新型的刚性缓冲套应用截面示意图；

图3为常规的橡胶缓冲套应用截面示意图；

图4为刚性缓冲套在某坯连铸机拉矫机的应用示意图。

图中：1-固定套，2-刚性缓冲套，3-轴，4-橡胶缓冲套。

具体实施方式

在某坯连铸机拉矫机的应用例，在连铸机等环境工作温度较高的设备中，用原有的橡胶类缓冲套无法长时间耐受较高的温度，橡胶缓冲套很容易破损、失效；尤其在连续工作的状态下，破损后不便更换，橡胶套失落后产生的间隙，不仅起不到缓冲作用，还会加剧了冲击力，设备的损坏频率增加。

本实用新型的刚性缓冲套是一个非常好的橡胶缓冲套替代品，刚性缓冲套采用金属材料制作，保证其对温度的耐受能力高，某坯连铸机拉矫机运动轴部位的外部固定套的横截面内径为Rf，内部安装的轴的半径为Ra，先分别以Ra和Rf为横截面的内、外半径制作成同心圆金属环套，再对金属环套做以下加工：以偏离圆环中心e1的位置为外沿切除圆心，e1取值为圆环外径的2.5％～10％，以Re为半径，Re取值为圆环外径的101.2％～110％，且Re小于圆环外径与e1之和，在圆环外沿切除圆心相对圆环中心相反方向的圆环外边沿做圆弧切除，并对称地在圆环外边沿另一方向做同样切除；在相对圆环中心与外沿切除圆心成90度角的方向，以偏离圆环中心e2的位置为内沿切除圆心，e2取值为圆环内径的2％～8％，以Rb为半径，Rb取值为圆环内径的90％～98.5％，且Rb大于圆环内径与e2之差，在圆环内沿切除圆心相对圆环中心相同方向的圆环内边沿做圆弧切除，并对称地在圆环内边沿另一方向做同样切除；制作完成后，对金属环套横截面外沿对称各切除了圆心角为α的弧面范围，对金属环套横截面内沿对称各切除了圆心角为δ的弧面范围，如图1所示，内沿切除的圆心角范围δ为外沿切除的圆心角范围α的65％～90％。这样最终形成横截面内、外沿都为近似椭圆的环形金属套，这种金属材料制成的刚性缓冲套能够耐受较的温度，经久耐用，其截面形状的特殊性让刚性缓冲套在内部轴向受力时会产生细微变形，变形后的刚性缓冲套有一种要恢复原形状的趋向，在恢复原形状时产生金属弹力，这一过程就可以起到缓冲的作用。

刚性缓冲套安装在设备上后，当活动轴冲击受力F后，产生位移量b，轴将F'分力传递给缓冲钢套，刚性缓冲套产生弹性变形，产生横向位移量a；这个过程中轴上径向冲击力，得到刚性缓冲套圆周向的缓冲；当冲击力消失后，刚性缓冲套恢复时产生的反向弹性分力-F'将活动轴顶回原位置。刚性缓冲套采用金属材质环套形式，依靠环套金属材料的圆周弹性变形转移(缓解)环径向力的方式达到缓冲目的。

若刚性缓冲套的材质是钢质，其耐温性可以达到300℃以上，工作寿命衰减很缓慢，刚性缓冲套的使用寿命将得到大大延长。