船用 “彈性聯(lián)軸器”的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)

杜世法，張洪博，張樹(shù)桐

(1.渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧葫蘆島 125000;2.天津新港船舶重工有限責(zé)任公司，天津 300456)

船用 “彈性聯(lián)軸器”的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)

杜世法1，張洪博2，張樹(shù)桐2

(1.渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧葫蘆島 125000;2.天津新港船舶重工有限責(zé)任公司，天津 300456)

原始的彈性聯(lián)軸器在使用中，經(jīng)常發(fā)生彈性橡膠件快速磨損，導(dǎo)致彈性橡膠件需經(jīng)常更換。文章介紹了一種新型“彈、剛性聯(lián)軸器”，在“彈性聯(lián)軸器”的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其既具有“彈性聯(lián)軸器”的裝配簡(jiǎn)單特點(diǎn)又具有“剛性聯(lián)軸器”的耐磨性。通過(guò)改善原始彈性聯(lián)軸器的受力情況和結(jié)構(gòu)的變化，使“彈、剛性聯(lián)軸器”便于維修。

制動(dòng)輪;聯(lián)軸器;連接銷(xiāo)釘;連接壓盤(pán);過(guò)渡套;彈性膠圈

“彈、剛性聯(lián)軸器”是基于原始“帶制動(dòng)輪彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器”(標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB 4323－1984)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)原始聯(lián)軸器)之上研制的。使用中，原始聯(lián)軸器發(fā)現(xiàn)有以下問(wèn)題:①?gòu)椥阅z圈經(jīng)常損壞;②彈性膠圈的連接孔出現(xiàn)鴨蛋圓;③連接銷(xiāo)釘經(jīng)常松動(dòng);④與銷(xiāo)釘配合連接的錐形孔出現(xiàn)變形。當(dāng)以上問(wèn)題同時(shí)出現(xiàn)的時(shí)候，此聯(lián)軸器就必須整體更換。而“彈、剛性聯(lián)軸器”的使用，使以上的4個(gè)問(wèn)題得到很大程度的改善。特別是高空作業(yè)和人員不便達(dá)到的地方，使用此“彈、剛性聯(lián)軸器”就方便多了。

1 原始聯(lián)軸器簡(jiǎn)述

原始聯(lián)軸器出現(xiàn)以上問(wèn)題的原因很簡(jiǎn)單:因“帶制動(dòng)輪彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器”是一種帶剎車(chē)轂子的聯(lián)軸器，當(dāng)?shù)踔匚飼r(shí)，經(jīng)常依靠剎車(chē)使重物懸在空中的某一位置，此時(shí)會(huì)造成彈性膠圈與連接孔的撞擊和擠壓，也會(huì)造成彈性膠圈與連接銷(xiāo)釘?shù)淖矒艉蛿D壓。這種撞擊和擠壓使得彈性膠圈的外徑表面磨損嚴(yán)重，外徑尺寸逐漸變小;內(nèi)徑表面也同樣磨損嚴(yán)重，內(nèi)孔尺寸逐漸變大。彈性膠圈失去正常的工作功能，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)脫落。一般情況下聯(lián)軸器的連接銷(xiāo)釘是6個(gè)，當(dāng)某個(gè)連接銷(xiāo)釘上的彈性膠圈壞損脫落后，就會(huì)使聯(lián)軸器少一個(gè)傳力點(diǎn)，那么剩下的5個(gè)連接銷(xiāo)釘上的彈性膠圈受力就會(huì)增大，壞損的速率就會(huì)加快，如果不及時(shí)更換彈性膠圈，最終將導(dǎo)致6個(gè)連接銷(xiāo)釘上的彈性膠圈全部脫落，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)膠圈脫落，連接銷(xiāo)釘將與聯(lián)軸器本體產(chǎn)生剛性撞擊，久而久之，連接銷(xiāo)釘出現(xiàn)彎曲，與連接銷(xiāo)釘連接的錐孔出現(xiàn)變形，連接銷(xiāo)釘出現(xiàn)松動(dòng)。最終造成聯(lián)軸器不能正常使用。

2 彈、剛性聯(lián)軸器簡(jiǎn)述

根據(jù)目前“帶制動(dòng)輪彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器”使用出現(xiàn)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)思考和現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研，對(duì)現(xiàn)在使用的“帶制動(dòng)輪彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器”進(jìn)行改造，吸取剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)，研制出新型的“彈、剛性組合聯(lián)軸器”。該新型“彈、剛性組合聯(lián)軸器”在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了如下的改動(dòng)。

1)原始聯(lián)軸器的彈性膠圈與其連接孔是直接接觸，現(xiàn)改為在二者之間增設(shè)一個(gè)過(guò)渡套，為保證耐磨，過(guò)渡套材質(zhì)選用65Mn。如長(zhǎng)期使用使過(guò)渡套出現(xiàn)磨損的話，也只需將其更換即可，不會(huì)使彈性膠圈連接孔出現(xiàn)鴨蛋圓，不會(huì)導(dǎo)致聯(lián)軸器整體更換。

2)改善受力情況，原始聯(lián)軸器連接銷(xiāo)釘是懸臂式、單支撐點(diǎn)受力，現(xiàn)改為雙支撐點(diǎn)受力，可改善連接銷(xiāo)釘?shù)腻F孔受力情況，使錐孔不易變形，從而使聯(lián)軸器維持長(zhǎng)時(shí)間的正常使用。

3)原連接銷(xiāo)釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)是:一端為錐體形式，另一端為凸緣形式，現(xiàn)改為兩端均為錐體形式。

4)為實(shí)現(xiàn)剛性連接，需增設(shè)一個(gè)連接壓盤(pán)。在連接壓盤(pán)上開(kāi)設(shè)錐孔和連接螺栓的光孔，錐孔與銷(xiāo)釘錐體相配，光孔用于連接固定螺栓。

3 彈、剛性聯(lián)軸器技術(shù)方案

3.1 結(jié)構(gòu)說(shuō)明(參考圖1)

本裝置有7組零件組成，制動(dòng)輪 (剎車(chē)轂)1個(gè)、聯(lián)軸節(jié)1個(gè)、連接壓盤(pán)1個(gè)、過(guò)渡套6個(gè)、連接銷(xiāo)釘6個(gè)、彈性膠圈6組、緊固螺栓6個(gè)。

本裝置上有6個(gè)連接銷(xiāo)釘，每個(gè)銷(xiāo)釘?shù)膬啥司鶠殄F體形式 (錐度1∶10)，其中一端帶有螺紋(M12)，另一端不帶螺紋，銷(xiāo)釘直徑為D15。在聯(lián)軸節(jié)上開(kāi)有6個(gè)錐孔 (錐度1∶10)，將銷(xiāo)釘帶有螺紋的一端的錐體與聯(lián)軸節(jié)錐孔配合安裝，并用螺母鎖緊固定。制動(dòng)輪本體上開(kāi)有6個(gè)D38的孔和6個(gè)M12的螺孔。D38的孔用來(lái)安裝過(guò)渡套和彈性膠圈，M12的螺孔用來(lái)固定連接壓盤(pán)用。D15連接銷(xiāo)釘在D38孔中穿過(guò)，在銷(xiāo)釘與孔內(nèi)壁之間放置過(guò)渡套，過(guò)渡套與D38的孔為小間隙配合，過(guò)渡套的壁厚為3 mm，其內(nèi)徑為D32 mm。同樣D15連接銷(xiāo)釘也在過(guò)渡套的孔中穿過(guò)，且銷(xiāo)釘與過(guò)渡套內(nèi)壁之間仍有較大的間隙空間，用來(lái)安裝彈性膠圈，膠圈的厚度為8 mm，每個(gè)過(guò)渡套的孔中可放置4個(gè)膠圈，膠圈外徑過(guò)渡套內(nèi)孔為小間隙配合，內(nèi)徑與連接銷(xiāo)釘稍緊的過(guò)渡配合。連接壓盤(pán)上開(kāi)有6個(gè)錐孔、6個(gè)D13的光孔，安裝連接壓盤(pán)時(shí)要將6個(gè)錐孔與6個(gè)連接銷(xiāo)釘錐體套裝在一起，為使連接壓盤(pán)與連接銷(xiāo)釘形成緊密配合，需用6個(gè)M12的螺釘通過(guò)D13的光孔并旋入制動(dòng)輪本體的螺孔中緊固。

通過(guò)上述結(jié)構(gòu)分析可知，聯(lián)軸器的剛性是指:連接銷(xiāo)釘?shù)囊欢伺c聯(lián)軸節(jié)錐孔緊密配合，并用螺母緊固，連接銷(xiāo)釘?shù)牧硪欢伺c連接壓盤(pán)的錐孔緊密配合，并用螺釘通過(guò)連接壓盤(pán)的光孔旋入制動(dòng)輪本體的螺孔中將連接壓盤(pán)固緊，使連接銷(xiāo)釘兩端受壓力而處于平衡狀態(tài)，從而使得聯(lián)軸節(jié)、連接銷(xiāo)釘、連接壓盤(pán)、制動(dòng)輪本體形成一個(gè)剛性整體。聯(lián)軸器的彈性是指:將彈性橡膠圈套裝在連接銷(xiāo)釘上，并置于制動(dòng)輪本體D38的孔中。為了使得聯(lián)軸器經(jīng)久耐用且維修方便，在制動(dòng)輪本體D38的內(nèi)孔表面與彈性橡膠圈之間放置一個(gè)過(guò)渡套，起到代磨件的作用，隨著天長(zhǎng)日久的磨損只需更換過(guò)渡套即可，從而保護(hù)了聯(lián)軸器的整體。為使維修時(shí)連接壓盤(pán)拆卸方便，在連接壓盤(pán)上還設(shè)有2個(gè)M12的頂絲孔。

圖1 彈、鋼性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 操作說(shuō)明

1)將聯(lián)軸節(jié)、制動(dòng)輪本體分別安裝在各自的軸上。

2)將聯(lián)軸節(jié)和制動(dòng)輪本體對(duì)中找正。

3)找正后，使聯(lián)軸節(jié)和制動(dòng)輪本體的端面相互靠近貼緊，并將設(shè)備底腳緊固。

4)將連接銷(xiāo)釘穿過(guò)制動(dòng)輪本體D38的光孔與聯(lián)軸節(jié)錐孔緊密安裝，并用螺母鎖緊固定。

5)將過(guò)渡套安裝在制動(dòng)輪本體D38的光孔中。

6)將彈性橡膠圈套裝在連接銷(xiāo)釘表面上，每個(gè)銷(xiāo)釘裝4個(gè)膠圈。

7)將連接壓盤(pán)的6個(gè)錐孔與連接銷(xiāo)釘?shù)牧硪诲F面緊密貼合，將6條螺釘通過(guò)連接壓盤(pán)的光孔旋入制動(dòng)輪本體的螺孔中將連接壓盤(pán)鎖緊，安裝工作完畢。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于“彈、剛性聯(lián)軸器”具有的優(yōu)點(diǎn)，在修船行業(yè)具有較大的推廣價(jià)值。天津新港船舶重工有限責(zé)任公司修船廠已經(jīng)在多條船舶中推廣應(yīng)用，如“奧林波斯”壓載泵修理、“阿爾丹”發(fā)電機(jī)修理等等，均取得了很好的實(shí)際應(yīng)用效果。既縮短了設(shè)備修理周期，又保證了修理質(zhì)量，在跟蹤客戶反饋中，均沒(méi)有出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障。

The elastic rubber is always abraded fast in using of elastic coupling，so the elastic rubber needs changing frequently because of abrasion.A new kind of elastic and rigid coupling is introduced in this text based on the optimized design of elastic coupling，which is provided with easy assembly for elastic coupling as well as abrasion-resistance for rigid coupling.The elastic and rigid coupling can be repaired easily by improving the force and construction variety for the original elastic coupling.

ratchet wheel;shaft coupling;connection pin;connection platen;transient bush;elasticring

U672

C

1001－8328(2012)01－0019－02

杜世法 (1969-)，男，山東青島人，實(shí)驗(yàn)師，大學(xué)本科，主要從事機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)教學(xué)工作。

2011－08