專利名稱：一種立式多級離心泵用剛性聯軸器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種剛性聯軸器，尤其涉及一種立式多級離心泵用剛性聯軸器。
背景技術：
立式多級離心泵采用剛性聯軸器直接聯接電機軸與水泵軸，使得電機與泵的聯接更加簡單，不僅可以節省水泵軸承與軸承座，壓縮水泵機組高度，降低水泵制造與安裝成本，而且可以方便水泵拆卸，降低水泵維修成本。因此，只要使用可靠，很受用戶歡迎。現有立式多級離心泵采用剛性聯軸器主要包括以下幾種方式一、夾殼聯軸器。夾殼聯軸器是采用兩個沿軸向剖分的夾殼，用螺栓夾緊以實現兩軸聯接，靠兩半聯軸器表面間的摩擦力傳遞轉矩，利用平鍵或銷釘作輔助聯接。夾殼聯軸器裝配和拆卸時軸不需軸向移動，所以裝拆很方便，夾殼聯軸器的缺點是兩軸軸線對中精度低，結構和形狀比較復雜，制造及平衡精度較低，只適用于低速和載荷平穩的場合，通常最大外緣的線速度不大于5m/s，當線速度超過5m/s時需要進行平衡校驗。因此，該類型聯軸器一般僅用于小功率與軸徑的立式多級離心泵。該類型聯軸器結構產品由于兩軸軸線對中精度低，導致泵軸與導軸承摩擦、泵軸彎曲甚至斷裂的事故報告時有發現。二、凸緣聯軸器。凸緣聯軸器是把兩個帶有凸緣的半聯軸器用普通平鍵分別與兩軸連接，然后用螺栓把兩個半聯軸器連成一體，靠螺栓桿承受擠壓與剪切或靠兩個半聯軸器結合面的摩擦力矩來傳遞運動和轉矩。凸緣聯軸器結構簡單，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉矩大，但不能吸收沖擊，不能調整軸向距離與徑向誤差，當兩軸對中精度較低時， 將引起較大的附加載荷，適用于工作平穩的一般傳動，高速傳動時需要有高的對中和制造精度。在立式多級離心泵中使用凸緣聯軸器，不僅要求聯軸器能夠傳遞轉矩，并且要求聯軸器能夠承受水泵轉子體自重與工作時可能出現的未平衡軸向力，現有產品設計中，由于考慮電機的通用性，普遍沒有采用軸端壓板，而是采用緊定螺釘聯接聯軸器輪轂與軸，實踐證明，這種聯接結構不僅容易影響軸與輪轂間隙的均勻分布，破壞軸的對中精度，而且，工作時軸與半聯軸器內孔有相對運動，可能造成緊定螺釘與軸的定位孔損壞，給今后維修造成隱患。該類型聯軸器結構產品一旦出現故障，用戶普遍反映維修復原性太差。三、《一種立式多級離心泵的聯軸器裝置》(專利號ZL20062004M31. 0])公布了一種改進型的夾殼聯軸器，其特征是針對夾殼聯軸器對中精度低的缺點，在泵軸外設有橡膠襯套，從而改原先的剛性連接為彈性聯接，在泵軸和電機軸存在偏心時起到調節和緩沖作用。但在該結構中，銷釘和軸孔活動范圍受限，并不具備萬向節功能，且過于高速與頻繁的脈動，可能會導致泵軸與導軸承摩擦、泵軸彎曲甚至斷裂的事故。

發明內容
本發明的目的是要提供一種適應立式多級離心泵安裝特性，采用同心軸套聯接兩軸，能夠調整軸向距離與徑向誤差，兩軸對中精度高，聯接緊固可靠，無相對運動，不會產生磨損，拆卸分離方便，并具備減震功能的剛性聯軸器。
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本發明的這種立式多級離心泵用剛性聯軸器由同心軸套、上壓套、下壓套、脹套、 減震摩擦片、鋼絲擋圈、螺栓與聯接件組成，其特征是所述的同心軸套包括一個電機軸聯接孔和一個水泵軸聯接孔，該兩孔為同心孔；所述的同心軸套靠電機軸聯接孔外徑上有一段上小下大的軸套外錐型面；所述的同心軸套靠電機軸聯接孔端有2 6條開邊槽通至軸套外錐型面下方位置；所述的電機軸聯接孔開邊槽上部位置的內軸套面與電機軸采用過盈配合尺寸為過盈內軸套面，其余內軸套面與電機軸采用非過盈配合尺寸為非過盈內軸套面；所述的同心軸套靠水泵軸聯接孔端設有2 4個拔套螺絲孔；所述的下壓套內錐孔配有一個脹套；所述的脹套內孔有一個鋼絲擋圈槽，鋼絲擋圈槽內配有一個鋼絲擋圈；所述的上壓套與下壓套通過螺栓聯接，將上壓套緊固安裝在同心軸套的軸套外錐型面上，將下壓套與脹套通過水泵軸和減震摩擦片與同心軸套聯接。本發明的工作原理是1、同心軸套與電機軸采用過盈聯接，既能夠保證同心軸套的形位公差精度，又能夠保證同心軸套與電機軸的聯接緊固；2、當電機需要維修時，只需松開上壓套，由于在水泵軸剛性軸套上已經預先開了 2 6條開邊槽通至軸套外錐型面下方位置，在預應力消除后，依靠拔套螺絲孔便能夠很方便的將同心軸套與電機軸分離；3、水泵軸與同心軸套采用間隙聯接，與脹套通過下壓套采用脹緊聯接，工作轉矩由脹套與平鍵共同傳遞，水泵轉子體自重與工作時可能出現的未平衡軸向力由脹套與鋼絲擋圈傳遞與承受；4、通過調節減震摩擦片數量或厚度能夠很方便的調整水泵軸與電機軸兩軸間的軸向距離，保證水泵葉輪與導葉配合處于最佳工作狀態；4、由于水泵軸與同心軸套采用間隙聯接， 與脹套通過下壓套采用脹緊聯接，通過調節上壓套與下壓套上的螺栓拉力，可以微量調整水泵軸與電機軸或水泵靜態件間的徑向誤差，避免摩擦；5、在水泵軸上車削鋼絲擋圈槽會削弱該處軸的強度，工作轉矩由脹套與平鍵共同傳遞，則能夠分擔一部分鋼絲擋圈槽上部軸的扭矩；6、過盈聯結的承載能力主要取決于聯結過盈量產生的摩擦力和各零件的強度， 本產品電機軸完全可以設計為純過盈聯結方式，僅依靠過盈量產生的摩擦力或摩擦力矩， 便能夠傳遞水泵工作時產生的轉矩并承受軸向力(見圖1)，但此種方式需增大過盈量、過盈接觸面積與包容體外徑，且鑲套與分拆會比較困難；根據水泵軸工作時主要為傳遞轉矩， 軸向力已經被基本平衡的特點，本產品電機軸也可以設計為過盈聯結加平鍵傳動的方式 (見圖幻，依靠平鍵傳遞轉矩，過盈量產生的摩擦力或摩擦力矩僅承受軸向力，此種方式可以減小過盈量、過盈接觸面積與包容體外徑，鑲套與分拆會更加方便。本發明產品與現有技術產品相比效果主要體現為以下1、同彈性聯軸器相比，本發明產品可以使得電機與泵的聯接更加簡單，不僅可以節省水泵軸承與軸承座，壓縮水泵機組高度，降低水泵制造與安裝成本，而且可以方便水泵拆卸，降低水泵維修成本。2、同夾殼聯軸器采用兩個沿軸向剖分的夾殼相比，本發明產品同心軸套包括一個電機軸聯接孔和一個水泵軸聯接孔，由于一體化制作，更能夠保證軸套的形位公差精度，保證電機軸與泵軸兩軸間的對中精度；其次，本發明產品部件均為旋轉體，螺絲孔與螺栓也為同心均布，因此，制造及平衡精度較高，可以應用于大功率與軸徑的立式多級離心泵；再其次，本發明產品采用過盈聯接、鍵聯接、脹緊聯接相結合，軸的受力狀態優于夾殼聯軸器。3、同凸緣聯軸器采用兩個帶有凸緣的半聯軸器相比，本發明產品同心軸套包括一個電機軸聯接孔和一個水泵軸聯接孔，由于一體化制作，更能夠保證軸套的形位公差精度，保證電機軸與泵軸兩軸間的對中精度；其次，本發明產品通過調節減震摩擦片數量或厚度能夠很方便的調整水泵軸與電機軸兩軸間的軸向距離，而凸緣聯軸器需要重新鉆取軸上的緊定螺釘定位孔位置，操作十分困難，再其次，本發明產品采用過盈聯接、脹緊聯接與鋼絲擋圈相結合，承受軸向力能力更強，無相對運動，不會產生磨損；另外，本發明產品拆卸、調整與維修復原均十分方便。4、同專利號ZL200620045431.0公布的一種改進型的夾殼聯軸器相比，本發明產品不僅電機軸與泵軸兩軸間的對中精度更高，同樣具備減震功能，而且，泵軸與脹套通過下壓套采用脹緊聯接，泵軸與聯軸器間不會出現高速與頻繁的脈動，不會導致泵軸與導軸承摩擦，出現泵軸彎曲甚至斷裂的事故。5、在本發明產品中，上壓套緊固安裝在同心軸套的軸套外錐型面上，本身并不需要依靠附加緊固力導致同心軸套變形，其目的，是用于防止同心軸套與電機軸過盈裝配時， 由于開邊槽的存在，導致同心軸套變形張開，是為了方便同心軸套與電機軸裝配以后的拆卸；這一點與普通傳動聯接件脹緊聯接套在結構形式與設計理念上都是有很大區別的。6、在本發明產品中，水泵軸與同心軸套采用間隙聯接，與脹套通過下壓套采用脹緊聯接，工作轉矩由脹套與平鍵共同傳遞，水泵轉子體自重與工作時可能出現的末平衡軸向力由脹套與鋼絲擋圈傳遞與承受，這種組合既緊固、又方便調整與拆卸，還能改善水泵軸上的載荷分布，保證軸的使用安全(或可以減小水泵軸的軸徑)是本發明產品首次運用。


圖1是本發明所述的電機軸采用純過盈聯結方式實施例1的結構示意圖。圖2是本發明所述的電機軸采用過盈聯結加平鍵傳動的方式實施例2的結構示意圖。圖中符號說明1同心軸套、2上壓套、3下壓套、4脹套、5減震摩擦片、6鋼絲擋圈、 7螺栓、8電機軸聯接孔、9水泵軸聯接孔、10軸套外錐型面、11開邊槽、12過盈內軸套面、13 非過盈內軸套面、14拔套螺絲孔、15下壓套內錐孔、16鋼絲擋圈槽、17水泵平鍵槽、18電機平鍵槽。
具體實施例方式下面結合附圖1對本發明所述的電機軸采用純過盈聯結方式實施例1進行說明在本實施例1中，本發明的這種立式多級離心泵用剛性聯軸器由同心軸套1、上壓套2、下壓套3、脹套4、減震摩擦片5、鋼絲擋圈6、螺栓7與聯接件組成，其特征是所述的同心軸套1包括一個電機軸聯接孔8和一個水泵軸聯接孔9，該兩孔為同心孔；所述的同心軸套1靠電機軸聯接孔8外徑上有一段上小下大的軸套外錐型面10 ；所述的同心軸套1靠電機軸聯接孔8端有2 6條開邊槽11通至軸套外錐型面10下方位置；所述的電機軸聯接孔8開邊槽11上部位置的內軸套面與電機軸采用過盈配合尺寸為過盈內軸套面12，其余內軸套面與電機軸采用非過盈配合尺寸為非過盈內軸套面13 ；所述的同心軸套1靠水泵軸聯接孔9端設有2 4個拔套螺絲孔14 ；所述的下壓套內錐孔15配有一個脹套4 ；所述的脹套4內孔有一個鋼絲擋圈槽16，鋼絲擋圈槽16內配有一個鋼絲擋圈6 ；所述的上壓套2 與下壓套3通過螺栓7聯接，將上壓套2緊固安裝在同心軸套1軸套外錐型面10上，將下壓套3與脹套4通過水泵軸和減震摩擦片5與同心軸套1聯接；所述的同心軸套1水泵軸聯接孔9上有一條與水泵軸相配合的水泵平鍵槽17。下面結合附圖2對本發明所述的電機軸采用過盈聯結加平鍵傳動的方式實施例2 進行說明在本實施例2中，本發明的這種立式多級離心泵用剛性聯軸器由同心軸套1、上壓套2、下壓套3、脹套4、減震摩擦片5、鋼絲擋圈6、螺栓7與聯接件組成，其特征是所述的同心軸套1包括一個電機軸聯接孔8和一個水泵軸聯接孔9，該兩孔為同心孔；所述的同心軸套1靠電機軸聯接孔8外徑上有一段上小下大的軸套外錐型面10 ；所述的同心軸套1靠電機軸聯接孔8端有2 6條開邊槽11通至軸套外錐型面10下方位置；所述的電機軸聯接孔8開邊槽11上部位置的內軸套面與電機軸采用過盈配合尺寸為過盈內軸套面12，其余內軸套面與電機軸采用非過盈配合尺寸為非過盈內軸套面13 ；所述的同心軸套1靠水泵軸聯接孔9端設有2 4個拔套螺絲孔14 ；所述的下壓套內錐孔15配有一個脹套4 ；所述的脹套4內孔有一個鋼絲擋圈槽16，鋼絲擋圈槽16內配有一個鋼絲擋圈6 ；所述的上壓套2 與下壓套3通過螺栓7聯接，將上壓套2緊固安裝在同心軸套1軸套外錐型面10上，將下壓套3與脹套4通過水泵軸和減震摩擦片5與同心軸套1聯接；所述的同心軸套1水泵軸聯接孔9上有一條與水泵軸相配合的水泵平鍵槽17 ；所述的同心軸套1電機軸聯接孔8上上有一條與電機軸相配合的電機平鍵槽18。本發明具體實施例1與實施例2的主要區別是1、實施例1電機軸采用純過盈聯結方式，僅依靠過盈量產生的摩擦力或摩擦力矩傳遞水泵工作時產生的轉矩并承受軸向力；實施例2電機軸采用過盈聯結加平鍵傳動的方式，依靠平鍵傳遞轉矩，依靠過盈量產生的摩擦力或摩擦力矩承受軸向力。2、實施例1需增大過盈內軸套面過盈量、過盈接觸面積與包容體同心軸套外徑， 且必須采用溫差法裝配，分拆時相對也會比較困難；實施例2可以減小過盈內軸套面過盈量、過盈接觸面積與包容體同心軸套外徑，可以采用溫差法或壓入法裝配，分拆時相對也會更加方便。
權利要求
1. 一種立式多級離心泵用剛性聯軸器由同心軸套、上壓套、下壓套、脹套、減震摩擦片、 鋼絲擋圈、螺栓與聯接件組成，其特征是所述的同心軸套包括一個電機軸聯接孔和一個水泵軸聯接孔，該兩孔為同心孔；所述的同心軸套靠電機軸聯接孔外徑上有一段上小下大的軸套外錐型面；所述的同心軸套靠電機軸聯接孔端有2 6條開邊槽通至軸套外錐型面下方位置；所述的電機軸聯接孔開邊槽上部位置的內軸套面與電機軸采用過盈配合尺寸為過盈內軸套面，其余內軸套面與電機軸采用非過盈配合尺寸為非過盈內軸套面；所述的同心軸套靠水泵軸聯接孔端設有2 4個拔套螺絲孔；所述的下壓套內錐孔配有一個脹套；所述的脹套內孔有一個鋼絲擋圈槽，鋼絲擋圈槽內配有一個鋼絲擋圈；所述的上壓套與下壓套通過螺栓聯接，將上壓套緊固安裝在同心軸套的軸套外錐型面上，將下壓套與脹套通過水泵軸和減震摩擦片與同心軸套聯接。
全文摘要
本發明涉及一種立式多級離心泵用剛性聯軸器。其特征是剛性聯軸器由同心軸套、上壓套、下壓套、脹套、減震摩擦片、鋼絲擋圈、螺栓等組成，同心軸套與電機軸采用過盈聯接；水泵軸與同心軸套采用間隙聯接，與脹套通過下壓套采用脹緊聯接，工作轉矩由脹套與平鍵共同傳遞，水泵轉子體自重與工作時可能出現的未平衡軸向力由脹套與鋼絲擋圈傳遞與承受；通過調節減震摩擦片數量或厚度能夠調整水泵軸與電機軸間的軸向距離，保證水泵處于最佳工作狀態。本發明的目的就是要提供一種適應立式多級離心泵安裝特性，采用同心軸套聯接兩軸，能夠調整軸向距離與徑向誤差，兩軸對中精度高，聯接緊固可靠，無相對運動與磨損，拆卸分離方便，具備減震功能的剛性聯軸器。
文檔編號F04D29/044GK102518600SQ20121000661
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者邱思婕 申請人:邱思婕