一种船用浮动结构空气弹簧联轴器的制作方法

1.本实用新型涉及联轴器技术领域，具体涉及一种船用浮动结构空气弹簧联轴器。


背景技术：

2.联轴器广泛应用于旋转机械中，有刚性联轴器、弹性联轴器等类型。船用弹性联轴器一般设置在主机的输出端，其功能在于传递扭矩；调整传动装置轴系扭转振动特性；补偿因振动、冲击引起的主、从动轴的中心位移；缓冲和吸振，起到保护主、从动机和整个传动装置运行可靠性的目的。由于现有的弹性联轴器的结构不甚合理，所能补偿的轴向、径向位移有时不能满足需要；或者是联轴器轴向、径向刚度过大，在较大的轴向、径向位移反复作用下，联接的动力装置容易发生疲劳破坏，直接影响到动力装置的使用性能和使用寿命。因此，研究具有较大的径向位移补偿量、较小的刚度性能并且结构紧凑的联轴器很有必要。
3.在现有技术中，舰船用联轴器一般采用橡胶块联轴器、膜片联轴器等结构型式，如德国vulkan公司的rato橡胶块联轴器、德国centa公司膜片联轴器。奥地利的艾勒根传动工程有限责任公司(实用新型专利：cn103075435a)研制了一种径向弹性联轴器，主要由若干径向支柱和角杆组成，可以抵消相互连接的机械部件的旋转轴可能存在的径向偏心，但是在角位移补偿能力方面比较有限；德国西门子公司(实用新型专利：cn102537097a)设计了一种同时包括橡胶联轴器和齿轮联轴器的传动装置，具有较好的径向、轴向位移补偿能力的同时可以传递较大扭矩。同时，以上这些结构联轴器结构复杂、安装和拆卸不变，联轴器结构尺寸和重量较大，受制于舰船舱室空间限制，在维修性、刚度性能等方面存在不足。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术提出了一种采用内部充有压缩空气的空气弹簧，实现轴系的良好缓冲、吸振和大扭矩传递性能，具有较小刚度和较好维修性的船用浮动结构空气弹簧联轴器。
5.具体的，一种船用浮动结构空气弹簧联轴器，其特征在于，所述空气弹簧联轴器包括主动鼓、从动盘、主动座、从动座、正车空气弹簧、倒车空气弹簧和多个球面滚子；
6.所述主动鼓与驱动轴连接，所述从动盘与所述主动鼓同轴且相邻设置，所述从动盘与从动轴连接；
7.所述主动座数量与所述从动座数量相同，且所述主动座与所述从动座间隔设置；所述主动座设置在所述主动鼓侧壁外侧，所述从动座设置在所述从动盘上与所述主动鼓相邻一侧；
8.所述正车空气弹簧和倒车空气弹簧是相同结构的空气弹簧，所述空气弹簧沿圆周方向设置在所述主动座与所述从动座之间；
9.所述空气弹簧还包括主动端法兰和从动端法兰；所述主动端法兰和从动端法兰分别设置在所述空气弹簧两端，所述主动端法兰与所述主动座固定连接，所述从动端法兰设有圆形凸台并与所述从动座浮动连接；
10.多个所述球面滚子环绕所述圆形凸台设置压在所述从动端法兰和从动座之间。
11.更进一步地，所述从动座的轴向厚度小于所述空气弹簧的直径，使所述空气弹簧侧壁高于所述从动座；
12.所述主动鼓外缘还安装有环形的限位板，所述限位板设置在空气弹簧侧壁的外侧，且所述限位板和空气弹簧侧壁间具有缝隙。
13.更进一步地，所述正车空气弹簧之间互相连通，所述倒车空气弹簧之间互相连通。
14.更进一步地，所述从动座与所述从动端法兰连接位置设有圆孔，所述圆孔与所述圆形凸台相配合，所述圆孔的直径大于所述圆形凸台，所述圆形凸台和所述圆孔同心且所述凸台插入所述圆孔内。
15.更进一步地，所述主动座和从动座均采用空心结构用于减轻所述空气弹簧联轴器的总量。
16.本实用新型的优点在于：
17.本实用新型中的船用浮动结构空气弹簧联轴器采用六对或八对空气弹簧构成空气弹簧联轴器，设备结构紧凑、重量轻，并具有良好的轴系缓冲、吸振性能；通过空气弹簧内部压力的调节，根据舰船动力装置的需求，可以实现不同的刚度特性。
18.本实用新型中的船用浮动结构空气弹簧联轴器在轴向上采用限位板与空气弹簧侧壁相配合，当发生轴向位移时，空气弹簧首先与限位板相接触，避免了主动鼓与从动盘直接接触，现有技术的联轴器无法承受轴向力，而造成结构上的损坏；当轴向力消除后，主动鼓和从动盘之间距离能够通过空气弹簧的弹性进行复位；同时当轴向力较小时，能够通过空气弹簧自身弹性克服轴向力，提高联轴器的稳定性。
19.本实用新型中的船用浮动结构空气弹簧联轴器采用滑动连接，替代了传统的固定连接，从动端法兰和从动端之间可以产生相对滑移，极大提高了空气弹簧联轴器的轴向位移补偿能力，极大降低轴向刚度；同时，可以增加空气弹簧联轴器的径向位移补偿能力，降低径向刚度。
20.本实用新型中的船用浮动结构空气弹簧联轴器通过球面滚子采用滚动连接，可以进一步降低空气弹簧联轴器的轴向刚度和径向刚度。
21.本实用新型中的船用浮动结构空气弹簧联轴器采用浮动式连接，将正倒车空气弹簧压力空气放泄后，只需拆卸主动端法兰与主动座之间的固定螺栓，就可将空气弹簧取出进行维修更换，结构简单合理，提高空气弹簧联轴器的维修性。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的一种船用浮动结构空气弹簧联轴器的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的一种船用浮动结构空气弹簧联轴器的侧视图(剖面经过从动座)；
24.图3是本实用新型实施例提供的一种船用浮动结构空气弹簧联轴器中空气弹簧的结构示意图；
25.图4是本实用新型实施例提供的一种船用浮动结构空气弹簧联轴器中空气弹簧和球面滚子的结构示意图；
26.图5是本实用新型实施例提供的一种船用浮动结构空气弹簧联轴器中限位板的结构示意图(剖面经过从动座)。
27.其中，1-主动座、2-正车空气弹簧、3-倒车空气弹簧、4-从动座、5-主动端法兰、6-从动端法兰、8-球面滚子、9-主动鼓、10-从动盘和11-限位板。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，本实用新型包括但不仅限于下述实施例。
29.如附图1所示，本实用新型提出一种船用浮动结构空气弹簧联轴器，包括主动鼓9、从动盘10、主动座1、从动座4、正车空气弹簧2、倒车空气弹簧3、主动端法兰5、从动端法兰6。
30.其中，主动鼓9为铃鼓状结构，从动盘10为圆形板，且从动盘10的直径大于主动鼓9的外径，从动盘10与主动鼓9同轴且相邻设置；主动鼓9背离从动盘10一侧与驱动轴连接；从动盘10背离主动鼓9一侧与从动轴连接。
31.多个主动座1均匀分布在主动鼓9侧壁外侧；从动盘10正面外沿均匀安装有与主动座1数量相同的从动座4，从动座4与主动座1间隔设置，从动座4与主动鼓9侧壁具有间隙，使主动鼓9转动时由主动座1驱动从动座4带动从动盘10转动。
32.在一种实施例中，空气弹簧联轴器包括6个主动座1与6个从动座4，主动座1与从动座4均为倒梯形结构，短边靠近主动鼓9；主动座1与从动座4具有相同的长边长度和两侧斜边的角度，且主动座1与从动座4长边与主动鼓9侧壁外侧距离相同；从动座4的高相比主动座1较短，与主动鼓9侧壁外侧具有间隙，从动座4通过螺栓固定在从动盘10上；主动座1与主动鼓9外壁连接，二者连接处设有安装翼部，通过螺栓将安装翼部固定在主动鼓9侧壁。主动座1与从动座4上相邻的斜边角度相互平行，两个侧面斜边的面设有圆孔；主动座1与从动座4均采用中空结构，主动座1与从动座4朝向主动轴一侧的表面均为敞口。
33.正车空气弹簧2和倒车空气弹簧3沿圆周方向设置在主动座1和从动座4之间，用于传递正车扭矩的空气弹簧为正车空气弹簧2，用于传递倒车扭矩的空气弹簧为倒车空气弹簧3。各空气弹簧两端分别设有主动端法兰5和从动端法兰6，其中，主动端法兰5与主动座1连接，从动端法兰6与从动座4连接。传递正车扭矩的正车空气弹簧2之间互相连通，传递倒车扭矩的倒车空气弹簧3之间互相连通。同时，空气弹簧能够根据舰船动力装置的需求，调节空气弹簧内部压力，以实现空气弹簧联轴器不同的刚度特性。
34.在一种实施例中，空气弹簧采用圆柱形囊式橡胶气囊，圆柱形空气弹簧中心与主动座1和从动座4侧面圆孔同心设置。主动端法兰5与空气弹簧连接一侧设有与空气弹簧端头相匹配的凹槽，另一侧为平面；主动端法兰5与主动座1通过螺栓固定连接。从动端法兰6与空气弹簧连接一侧设有与空气弹簧端头相匹配的凹槽，另一侧设有直径小于圆孔且同心的圆形凸台。空气弹簧充气后，空气弹簧伸长使得空气弹簧从动端法兰6压在从动座4上。
35.在轴系正车运转过程中，传递正车扭矩的空气弹簧受压缩短，传递倒车扭矩的空气弹簧伸长，正车空气弹簧2和倒车空气弹簧3内空气都存在压力，保证从动端法兰6和从动座4之间始终不会脱开。
36.在轴系主动部分和从动部分发生轴向偏移时，主动端法兰5和主动座1跟随主动部分发生轴向移动，从动座4跟随从动部分发生轴向移动，从动端法兰6和从动座4之间发生相
对轴向滑移，补偿主动部分和从动部分之间的相对轴向位移，使得空气弹簧不用补偿轴向位移，几乎不会给轴系带来轴向反力，因此该结构可以补偿非常大的轴向位移，同时轴向刚度非常小。
37.同理，在轴系主动部分和从动部分发生径向偏移时，主动端法兰5和主动座1跟随主动部分发生径向移动，从动座4跟随从动部分发生径向移动，空气弹簧补偿主动部分和从动部分之间的相对径向位移，同时由于从动端法兰6和从动座4之间的摩擦力较小发生相对径向滑移，补偿一定的主动部分和从动部分之间的相对径向位移，降低空气弹簧联轴器的整体刚度和给轴系带来的径向反力。
38.在另一种实施例中，本实用新型的空气弹簧联轴器中从动端法兰6与从动座4接触面还设有与凸台同心的环形凹槽，凹槽与从动座4之间设有球面滚子8，通过滚动摩擦副进一步降低刚度和反力。
39.在另一种实施例中，本实用新型的空气弹簧联轴器也可以设置为空气弹簧从动端法兰6与从动座4通过螺栓固定连接，空气弹簧充气后，空气弹簧伸长使得空气弹簧主动端法兰5压在主动座1上。
40.如附图5所示，在另一种实施例中，本实用新型的空气弹簧联轴器中的从动座4轴向厚度均小于空气弹簧的直径，使空气弹簧安装后的侧壁位置高于从动座4；主动鼓9安装有环形的限位板11，限位板11与主动鼓9同心设置，限位板11设置空气弹簧外侧，限位板11和空气弹簧侧壁间具有缝隙。当主动鼓9和从动盘10发生轴向偏移时，限位板11与空气弹簧侧壁起到限位作用，防止主动鼓9及安装在主动鼓9上的主动座1与从动盘10及安装在从动盘10上的从动座4之间发生直接接触，造成结构的损伤。如果没有限位板，联轴器的主动端和从动端之间的缓冲装置均采用周向连接，无法承受轴向力，当产生轴向力时，容易造成主动端与从动端的结构损坏。
41.本实用新型的船用浮动结构空气弹簧联轴器维修时，将正倒车空气弹簧3压力空气放泄后，只需拆卸主动端法兰5与主动座1之间的固定螺栓，就可将空气弹簧取出进行维修更换。
42.本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变换或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。