专利名称：联轴器的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及联轴器，而更特别地涉及一种改进的联轴器。该联轴器用于在一对相连的轴端法兰盘之间传递扭矩，并保持相连的两轴是同轴线的。
在联轴器，例如在位于破碎机轧辊和驱动轴之间的联轴器中，特别重要的是提供有效地传递扭矩的手段，以及实现并维持这些部件的转动轴线之间的高度对中的手段。在许多早期的联轴器中，相连的轴具有轴端法兰盘，法兰盘具有相互配合的舌与槽，以便在轴间传递扭矩，以及周向分布的夹紧螺栓和螺母使法兰盘连接在一起。在这类联轴器中，零件数目多是明显的缺陷，这使联轴器的装拆费时费力。
在本领域中，特别有趣的一份在先专利是U.S.3，328，058号专利，它是本发明人作出的较早发明。该专利公开了一种用于带法兰盘的轴的联轴器，它利用周向分布的轴肩螺栓来传递扭矩，并保持对中，而用周向分布居于轴肩螺栓之间的夹紧螺栓，将法兰盘彼此夹紧。尽管零件的这种结构布置行之有效，但要拆卸该联轴器，仍需卸下相当多的零件。
虽然已知的联轴器采用了可与一个在两相连轴之间纵向延伸的键相配合并可调节的两个半联轴器套，但主要是用来传递扭矩，而实现并保持轴的同心度则是次要的。
本发明的联轴器，以现有技术未公开的方法解决了这些和其他一些问题。
该用于法兰盘连接轴的联轴器，包括一个用于传递轴间扭矩的改进型键联接装置和一个用于对中并连接两轴的封闭的外套装置。该联轴器只需少量的零件即可实现轴的联接。
该联轴器包括一根第一轴，它有一个具有端平面的法兰盘;一根第二轴，它有一个具有与第一轴法兰盘端平面作面对面配置的端平面的法兰盘;置于上述法兰盘之间的键联接装置，用于传递上述轴间的扭矩;外套装置，它包括多个封闭上述法兰盘的半外套以及在上述半外套间的紧固装置，用于将上述半外套联在一起。上述外套装置有助于在连接状态下，使上述二轴对中。
本发明一方面提供了一种由一对一般的半环形件组成的半外套，还进一步提供了一种横截面呈通常U形且形状与法兰盘精密配合的半外套。
本发明另一方面提供了一种法兰盘，每个法兰盘包括一环形内表面和一周向延伸的外表面，并提供了一种包括有两对置侧壁和一中间壁的半外套。上述中间壁包括有与上述法兰盘的外侧面邻接配置的弧形内表面，而上述侧壁包括有与上述法兰盘的关联环形内表面邻配置的环形内表面。
本发明再一方面，是提供的法兰盘的环形内表面和半外套的邻接环形表面具有相一致的锥形，以便在联接上述半外套时，使上述法兰盘进入接合状态。
本发明再一方面是提供的第一和第二轴的法兰盘具有基本相同的直径，而半外套的弧形内表面具有与上述法兰盘的外表面基本相同的外径，以便当上述半外套的上述弧形内表面与上述法兰盘的外表面紧密贴合时，上述轴能自动对中。
本发明再一方面提供了一种键装置，它包括设于每一法兰盘上的键槽以及与上述键槽精密配合，并在上述法兰盘之间延伸的键。
本发明再一方面是提供的每一键槽是在其法兰盘上形成的圆周上可进入的凹槽，而键是一装入上述键槽且形状相一致的零件。本发明的再另一方面提供的上述键槽是通常的U形，而上述键是通常的矩形。
本发明再另一方面提供了紧固装置，它包括一端与上述半外套之一铰支连接，而另一端可与一邻接的半外套相接合的系墙螺栓总成。
本发明再一方面提供的半外套实质上是相同的，而紧固装置包括对置的一对系墙螺栓总成。其中每个螺栓有一端与上述半外套之一铰支连接，而另一端加工有螺纹，以便装上一个可与邻接的半外套接合的螺母。
本发明的另一方面提供了半外套环形侧壁，每个侧壁有一远端与相连接的轴段邻接配置。上述半外套的尺寸设计成当上述半外套中间壁内表面与上述法兰盘的外表面接合时，上述环形壁端部离开上述轴段一间距。
本发明的另一方面，提供的第一和第二轴具有不同的直径，提供的半外套侧壁具有不同的长度。再另一方面提供了包括有一与上述相连的侧壁邻接的增大部分的第一轴。
本发明的一个方面是提供的联轴器其结构相当简单、制造费用低廉且装卸容易。
附图的简要说明
图1是联轴器的侧视图;
图2是沿图1的2-2线通过半外套剖开的剖视图;
图3是沿图1的3-3线通过系墙螺栓总成剖开的剖视图;
图4是沿图2的4-4线通过联轴器剖开的剖视图;
图5是沿图3的5-5线剖开的系墙螺栓总成的局部剖视图;
图6是沿图3的6-6线剖开的系墙螺栓总成的局部剖视图;
图7是各法兰盘切出的键槽和键的分解透视图;
图8是两个半外套之间的密封垫的透视图。
现在通过标号参见附图，首先参见图1和图4，从图中可知用标号10表示的联轴器，将一对轴，例如驱动轴12和轧辊轮毂轴14相连接。构成第一轴的驱动轴12由轴承11支承，并包括一同心的端部法兰盘16，而构成第二轴的轧辊轮毂轴14包括一同心的端部法兰盘18。法兰盘16和18分别有环形端面20和22，它们面对面地相互贴合在一起。在所示的实施方式中，驱动轴12的直径小于轧辊轮毂轴14的直径，并有一加大直径的部分23，这部分与法兰盘16邻接。该联轴器还包括安装在法兰盘16和18之间的键组件24，用于传递驱动轴12和轧辊轮毂轴14之间的扭矩。还包括由一对基本上相同的半环形半外套28和30以及用于将上述半外套紧固在一起的系墙螺栓总成32组成的外套总成26。
更详细地且如清楚地表示在图2、4和7中那样，键组件24包括一键块34和分别在法兰盘16与18上成U形状的凹槽或缺口的对置的键槽36与38。如图2所示，键块34紧密地配合在键槽36和38中，并在上述法兰盘之间延伸。上述键槽的尺寸基本上相等，且圆周上可进入，这样就简化了键块34的形状并便于其插入上述键槽中。
法兰盘16和18分别包括环形内表面40和42，以及周向延伸的外表面44和46。该外表面44和46基本上具有相等的直径与宽度，而环形内表面40和42虽然具有不同的内径，但它们分别相对于法兰盘16和18的平直外表面20和22，以基本上相同的角度倾斜。半外套28和30包围住法兰盘16和18，在所示的实施方式中，其横截面成通常的U形，如图4清楚示出的那样，包括对置的侧壁48和50以及中间壁52。侧壁48和50分别被倾斜的环形表面54和56及周向延伸的侧壁远端面58和60限定。中间壁52则由一弧形面62限定。每一侧壁端面58和60上分别有可容纳O形密封圈64和66的凹槽，且上述端面58和60分别与轴12和14的关联邻接部分有间隔。
如图1和图3清楚示出的那样，每一半外套28和30分别包括凹陷部分70和72，分别限定壁板部分74和76和分别具有切口82和84的基底部分78和80。如图3和5所示，每个系墙螺栓总成32包括一对系墙螺栓86，在其一端有环88，在其另一端带有法兰螺母90。每个系墙螺栓总成32还包括一横向枢轴销92，该枢轴销装入穿过壁板74的孔94中。该枢轴销均具有直径减小的两对置的端部，用以装入螺栓环88中。每个枢轴销还具有使上述螺栓定位的开口环96。如图5和6所示，基底部分80有一环形凹陷部分98，用以承纳法兰螺母90及关联的系墙螺栓86，以防止其从关联的切口中横向移出。容易理解系墙螺栓与关联的半外套的铰支连接和切口82与84的设置，使得上述螺栓在法兰螺母退出足够距离时，可以如图3所示的假想轮廓线那样向外摆出。另外，将螺栓86的端部螺纹压扁或者锤击螺栓端部，以提供一种将上述螺母保持在上述螺栓上的方法。
在所示的实施方式中，周向延伸的法兰盘外表面44和46的直径，基本上与半外套28和30的周向延伸的弧形表面62的直径相同。类似地，上述外表面44和46的联合宽度，基本上与上述弧向表面62的宽度相同。这种高精度公差配合以及法兰盘的环形表面40和42，分别与关联的侧壁环形表面54和56具有相同的倾斜度，使得当半环形的半外套28和30与法兰盘16和18相结合时，上述法兰盘和轴自动地进入轴线对中，并进入面对面相贴接合状态。可以看出，在半外套侧壁端面58和60与相邻轴段间，存在一个显着的间隔，就能保证在半外套和相邻轴段间发生接合之前，半外套和法兰盘处于接合状态。例如，环形半外套侧壁与相邻轴段之间的直径差，对于直径为4至5.5英寸(4″-51/2″)的轴而言，可以具有千分之三英寸(0.030″)的数量级。
图8示出的密封垫，置于半外套28和30之间，其每边具有的形状可以基本上密封上述半外套之间的间隙。
这种联轴器10的结构特征和功能上的优点，通过前面对零部件的描述，已经十分明显，从而可以想见了。但对该联轴器10的装配和拆卸还公开得不完整，故在下面作简略的描述。
为了装配该联轴器10，将法兰盘16和18以面对面的方式放置，即使环形表面20和22重合，且键槽36和38直接对准。从图7中可以明显地看出，在这个位置上，键块34能够很方便地插入键槽凹口36和38。接着使密封垫100就位，并使系墙螺栓86处于在外的可绕枢轴销转动的位置，然后将半外套28和30围绕法兰盘16和18安置就位。参见图4可以看出，由于上述半外套带锥度的壁48和50，使其可以很容易地套装在具有相应锥度的结合法兰盘上，故上述就位相当方便。当这一过程完成后，系墙螺栓86即可转入关联的切口82和84的位置，并将法兰螺母90拧紧，以使螺母90安置在凹陷部分98中。紧固后，法兰盘的端面20和22被拉紧在一起，并借助于两个半外套28和30的弧形表面62与上述法兰盘的周向延伸的外表面44和46之间的接合，使法兰盘准确而自动地进入同心的位置。
同样也容易看出，为了更换或修理例如轧辊轮毂而拆卸轴的联接是很简便的，只需将法兰螺母90退出一个短的距离，使其脱离关联的凹陷部分98，以致螺栓86在此时可以完全转出来，而半外套28和30可以方便地取下。可以看出，不必取下法兰螺母，而可通过锤击或压扁端部螺纹的方法，将法兰螺母保留住，从而避免其意外丢失。脱开联接的工作是通过将键块34从键槽36和38中取下来完成的。在取键块34时，可以用适当的工具，例如非金属的锤子，简单地轻轻敲出。从图3尤其可以看出，系墙螺栓86设置成在每个半外套28和30上正好相反的位置处，并构成铰支联接，这样就使得两个半外套完全相同，从而免于需要两种不同的半外套。
由上所述可以看出，本发明可以实现的各个方面和发明特征以及有益的效果。在示出并描述了本发明的最佳实施方式的同时，对本专业的技术人员来说，显然可以在不脱离本发明的情况下，在其更广泛的范围内进行变化和改进。
权利要求
1.连接一对轴的联轴器，它包括(a)具有平端面法兰盘的第一轴，(b)具有平端面法兰盘的第二轴，其法兰盘的平端面与第一轴的法兰盘的平端面呈面对面地配置，(c)在上述两法兰盘之间的键装置，用于传递上述两轴间的扭矩，和(d)有多个半外套的外套装置，用于封闭上述两个法兰盘以及在上述半外套之间用以将上述半外套连接在一起的紧固装置，上述外套装置有助于连接状态下的上述轴对中。
2.如权利要求1限定的联轴器，其中(e)半外套由一对大致为半环状的零件构成。
3.如权利要求2限定的联轴器，其中(f)半外套的横截面大致为U形且其形状与法兰盘精密配合。
4.如权利要求2限定的联轴器，其中(f)法兰盘各自有一环形内表面和一周向延伸的外表面，以及(g)半外套的横截面大致为U形，并有对置的侧壁和一中间壁，该中间壁有一与上述法兰盘的外表面邻接配置的弧形内表面，而上述侧壁有与上述法兰盘的关联环形内表面邻接配置的环形内表面。
5.如权利要求4限定的联轴器，其中(h)法兰盘的环形内表面和相邻接的半外套的环形表面具有相一致的锥度，有助于在上述半外套连接时，使上述法兰盘进入接合状态。
6.如权利要求4限定的联轴器，其中(h)第一和第二轴的法兰盘具有基本相同的直径，以及(i)半外套的弧形内表面与上述法兰盘的外表面具有基本相同的直径，有助于在上述半外套的上述弧形内表面与上述法兰盘的上述外表面进入紧密贴合时，使上述两轴自动对中。
7.如权利要求1限定的联轴器，其中(e)键装置包括设置在每个法兰盘上的键槽和一个与该键槽精密配合，并在上述法兰盘之间延伸的键。
8.如权利要求7限定的联轴器，其中(f)每个键槽是在法兰盘上形成的圆周可进入的凹槽，而键是一个有相同形状的被该键槽承纳的零件。
9.如权利要求8限定的联轴器，其中(g)上述键槽大致为U形，而上述键大致为 矩形。
10.如权利要求1限定的联轴器，其中(e)紧固装置包括系墙螺栓总成，其一端与上述半外套铰支连接，其另一端与相邻的半外套可接合。
11.如权利要求2限定的联轴器，其中(f)半外套基本上相同，而紧固装置包括一对彼此对置的系墙螺栓总成，每个螺栓的一端与上述半外套之一铰支连接，而另一端制有装上螺母的螺纹可与相邻的半外套接合。
12.如权利要求6限定的联轴器，其中(j)半外套的环形侧壁各自包括一个与一关联轴段邻接配置的远端，上述半外套的尺寸设计成当上述半外套的中间壁内表面与上述法兰盘的外表面接合时，上述环形壁两端离开上述轴段一间距。
13.如权利要求12限定的联轴器，其中(k)第一和第二轴具有不等的直径，且半外套的对置侧壁具有不等的长度。
14.如权利要求13限定的联轴器，其中(l)第一轴有一段与上述关联侧壁邻接的增大部分。
全文摘要
本联轴器用于将第一轴与第二轴相连，上述每一个轴分别具有端部法兰盘。该联轴器带有用于传递二轴间扭矩的键组件，以及用于将二轴对中并相连的外套装置。键组件包括一个插入对准的圆周可进入键槽的键块，而键槽在相应的法兰盘上形成。外套装置包括一对半环形的横截面为通常的U形的半外套，用以封闭法兰盘，而完全相反配置的铰支安装的系墙螺栓总成有利于快速连接和脱开该联轴器。外套侧壁和法兰盘表面具有相一致的锥度，以利于使法兰盘面对面并使二轴精确对中。
文档编号F16D1/08GK1044156SQ9010076
公开日1990年7月25日 申请日期1990年1月9日 优先权日1989年1月9日
发明者西奥多·F·冈拉克 申请人:T·J·冈拉克机械公司