一种法兰连接超扭保护装置的制作方法

1.本发明涉及减速器极限安装技术领域，特别涉及一种法兰连接超扭保护装置。


背景技术：

2.减速器机匣在进行试验时，需要驱动电机提供动力，电机转动带动调速齿轮箱，调速齿轮箱再将减速器机匣所需的动力传递给减速器机匣的输入轴。调速齿轮箱的输出轴及减速器机匣的输入轴之间使用一根传动轴进行连接，连接结构一般采用法兰结构，法兰之间是通过膜片联轴器、螺栓、螺母等零件进行连接紧固。
3.这种传动结构存在以下问题：首先，螺栓长时间使用容易疲劳失效，另外当动力齿轮箱或减速器机匣出现机械故障时，法兰连接处的扭矩超出规定值，法兰处的螺栓可能会出现断裂，导致法兰之间产生相对转动。这种情况下，会对产品的安装法兰造成损伤，严重情况下，会导致减速器内传动链相关结构损坏，产生重大损失。其次，在高速重载情况下，一旦连接螺栓失效，在惯性作用下，无法短时间内停止调速齿轮箱的转动，调速齿轮箱仍然会带动传动轴旋转，由于传动轴一侧无法固定，可能导致传动轴飞出，对减速器机匣和其他设备造成二次损坏。
4.目前，对于产品法兰与设备法兰之间超扭保护的装置，没有专门的文献资料进行介绍和参阅，在国内尚没有安全有效的实施方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的：本发明的目的是提供一种可以对两个法兰轴之间进行超扭保护的装置，克服现有技术一旦法兰间紧固件失效损伤产品的缺点，在保证试验过程中可靠性的前提下，更好的实现对产品及设备的保护。
6.本发明的技术方案：
7.一种法兰连接超扭保护装置，包括轴承座连接法兰1、法兰轴2、外环挡板3、圆螺母5、内环衬套8、外环衬套9以及至少两套球轴承7，所述的轴承座连接法兰1、法兰轴2均为圆柱形中空结构，法兰轴2包括轴颈段及法兰段，所述的轴承座连接法兰1套设在法兰轴2轴颈段外部，并与法兰轴2法兰段端面连接，所述的轴承座连接法兰1的内圆柱面与法兰轴2轴颈段外圆柱面形成环状腔体，所述的至少两套球轴承7设置在所述的环状腔体内，每两个相邻的球轴承7之间设置有内环衬套8及外环衬套9，所述的外环衬套9的外圆柱面与轴承座连接法兰1的内圆柱面贴合，所述外环衬套9的两个端面与相邻两套球轴承7的外环端面相贴合，所述的内环衬套8的内圆柱面与法兰轴2轴颈段的外圆柱面贴合，所述内环衬套8的两个端面与相邻两套球轴承7的内环端面相贴合，所述的圆螺母5设置在法兰轴2轴颈段上，且所述的圆螺母5与法兰轴2轴颈段最外侧的球轴承7内环端面相贴合，所述的外环挡板3设置在轴承座连接法兰1的端面上，与法兰轴2轴颈段最外侧球轴承7外环端面相贴合，所述的圆螺母5与外环挡板3用于限制球轴承7在法兰轴2轴颈段沿轴向的串动。
8.进一步，所述的轴承座连接法兰1通过铰制孔螺栓与法兰轴2法兰段连接，使铰制
孔螺栓与轴承座连接法兰1、法兰轴2连接孔紧密配合，铰制孔螺栓抗冲击能力强。
9.进一步，还包括圆螺母止动垫圈6，所述的圆螺母止动垫片6设置在圆螺母5与法兰轴2轴颈段最外侧球轴承7内环端面之间，可防止圆螺母5的松动。
10.进一步，所述的轴承座连接法兰1外端面设置有与减速器机匣输入轴连接的连接孔。
11.进一步，所述的法兰轴2法兰段的外端面设置有与调速齿轮箱的输出轴连接的连接孔一。
12.进一步，所述的外环挡板3通过紧固螺钉4固定在轴承座连接法兰1的端面上。
13.进一步，所述法兰轴2轴颈段最内侧球轴承7内环端面与法兰段内侧端面之间也设置有内环衬套8。
14.进一步，所述轴承座连接法兰1、法兰轴2、外环挡板3、内环衬套8、外环衬套9使用碳钢或者合金钢制作。
15.本发明的有益效果：
16.本发明提供一种法兰连接超扭保护装置，首先，它可以保证法兰间的正常连接，对产品结构及设备结构无影响。其次，当连接螺栓被损坏后，不会破坏产品的结构。最后，当连接螺栓被损坏后，可以保证避免连接轴飞出，对产品及设备产生进一步的破坏。
附图说明
17.图1本发明结构示意图；
18.其中：1
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轴承座连接法兰，2
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法兰轴，3
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外环挡板，4
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紧固螺钉，5
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圆螺母，6
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圆螺母止动垫圈，7
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球轴承，8
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内环衬套，9
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外环衬套，10
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球轴承，11
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内环衬套。
具体实施方式
19.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：
20.本发明的一个实施例：
21.如图1所示，一种法兰连接超扭保护装置，包括轴承座连接法兰1、法兰轴2、外环挡板3、紧固螺钉4、圆螺母5、圆螺母止动垫圈6、内环衬套8、外环衬套9以及至少两套球轴承7，所述的轴承座连接法兰1、法兰轴2均为圆柱形中空结构，法兰轴2包括轴颈段及法兰段，所述的轴承座连接法兰1套设在法兰轴2轴颈段外部，所述的轴承座连接法兰1通过铰制孔螺栓与法兰轴2法兰段连接，使铰制孔螺栓与轴承座连接法兰1、法兰轴2连接孔紧密配合，铰制孔螺栓抗冲击能力强，所述的轴承座连接法兰1的内圆柱面与法兰轴2轴颈段外圆柱面形成环状腔体，所述的至少两套球轴承7设置在所述的环状腔体内，每两个相邻的球轴承7之间设置有内环衬套8及外环衬套9，法兰轴2轴颈段最内侧球轴承7内环端面与法兰段内侧端面之间也设置有内环衬套8；所述的外环衬套9的外圆柱面与轴承座连接法兰1的内圆柱面贴合，所述外环衬套9的两个端面与相邻两套球轴承7的外环端面相贴合，所述的内环衬套8的内圆柱面与法兰轴2轴颈段的外圆柱面贴合，所述内环衬套8的两个端面与相邻两套球轴
承7的内环端面相贴合，所述的圆螺母5设置在法兰轴2轴颈段上，且所述的圆螺母5与法兰轴2轴颈段最外侧的球轴承7内环端面相贴合，所述的外环挡板3通过紧固螺钉4固定在轴承座连接法兰1的端面上，与法兰轴2轴颈段最外侧球轴承7外环端面相贴合，所述的圆螺母5与外环挡板3用于限制球轴承7在法兰轴2轴颈段沿轴向的串动。所述的圆螺母止动垫片6设置在圆螺母5与法兰轴2轴颈段最外侧球轴承7内环端面之间，可防止圆螺母5的松动。
22.所述的轴承座连接法兰1外端面设置有与减速器机匣输入轴连接的连接孔，所述的法兰轴2法兰段的外端面设置有与调速齿轮箱的输出轴连接的连接孔一。
23.进一步，所述轴承座连接法兰1、法兰轴2、外环挡板3、内环衬套8、外环衬套9使用碳钢或者合金钢制作，合金钢的机械强度高，且塑性韧性较好，焊接性能号，热压加工性能也较好。
24.本发明的另一个实施例：
25.本发明的具体方案是：在轴承座连接法兰1及法兰轴2的法兰段连接使用铰制孔螺栓进行连接，即连接螺栓。先将一个将内环衬套8装入到法兰轴2的轴颈段追内侧上，再依次装入球轴承7、其余的内环衬套8、外环衬套9，球轴承7，用圆螺母5和圆螺母止动垫圈6锁紧到法兰轴2上，最后，安装外环挡板3完成装配。
26.在使用过程中，轴承座连接法兰1外端面连接减速器机匣输入轴，法兰轴2的法兰段外端面连接调速齿轮箱的输出轴。根据减速器机匣输入轴处的转速、扭矩、功率等参数，计算轴承座连接法兰1内端面与法兰轴2的法兰段内端面连接处连接螺栓的许用剪切应力，确定轴承座连接法兰1内端面与法兰轴2的法兰段内端面连接处连接螺栓的规格，当螺栓受力超出规定范围会被剪断，轴承座连接法兰1及法兰轴2之间的法兰会产生相对转动。而在轴承座连接法兰1外端面与减速器机匣输入轴连接处、法兰轴2的法兰段外端面与调速齿轮箱的输出轴的连接处，紧固螺栓的强度要求大于轴承座连接法兰1内端面与法兰轴2的法兰段内端面连接处连接螺栓的强度，这样可以保证当轴承座连接法兰1内端面与法兰轴2的法兰段内端面连接处连接螺栓剪断时，轴承座连接法兰1外端面与减速器机匣输入轴连接处、法兰轴2的法兰段外端面与调速齿轮箱的输出轴的连接处的连接螺栓不会被破坏，这两处的法兰不会产生相对转动，可以保护减速器机匣的输入轴及调速齿轮箱的输出轴。
27.本发明的第三个实施例：
28.本发明的工作过程：使用本发明时，检查轴承座连接法兰1内端面与法兰轴2的法兰段内端面连接处连接螺栓固定紧固。将轴承座连接法兰1外端面法兰连接减速器机匣输入轴，法兰轴2的法兰段外端面连接调速齿轮箱的输出轴。在正常传动过程中，轴承座连接法兰1及法兰轴2之间同步运转，没有相对转动，可以正常起到传递扭矩的作用。当产品或设备产生故障，传递的扭矩超出正常工作范围，轴承座连接法兰1内端面与法兰轴2的法兰段内端面连接处连接螺栓因超出许用剪切应力而被剪断，轴承座连接法兰1及法兰轴2之间产生相对转动，由于轴承座连接法兰1上安装的球轴承7，可以保证轴承座连接法兰1及法兰轴2不会脱开，只是转速不同而产生相对转动，操作人员可以及时停止设备进行检查。
29.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。