[发明专利]一种膜盘联轴器上用的破损安全结构

说明书

本发明属于膜盘联轴器技术领域，公开了一种膜盘联轴器上用的破损安全结构，其中，短膜盘的内壁装配有内套，内套一端延伸至长膜盘内部，且其外壁设置有外花键，长膜盘的内壁设置有与外花键相适配的内花键，外花键与内花键之间留有间隙；本发明重量轻且不占用联轴器的外部空间；且能分担超工况的扭矩，当扭矩超过最大许用值时，外花键和内花键在环向上开始接触，参与传递扭矩，限制轴向位移和角向位移超过最大工况；同时当膜盘破损时，最大角向位移超限时，外花键的边缘会和内花键顶死，产生一个反力阻阻止角位移进一步增大，通过花键在短时间内传递扭矩，使操作者有时间采取安全措施，防止更大灾害的发生。

技术领域

本发明属于膜盘联轴器技术领域，具体涉及一种膜盘联轴器上用的破损安全结构。

背景技术

在旋转机械领域，原动机和工作机两轴头之间由于静态安装误差及工作时由于冷、热、振动等原因会造成轴头不可避免的存在径向误差、角向误差和轴向误差。这些误差会导致轴系异常振动、轴承负荷增加，甚至造成设备损毁，引起严重安全事故。安装在轴段间的膜盘联轴器能在传递扭矩的同时最大限度的吸收各向误差，使轴特别是高速轴系平稳运行。膜盘联轴器作为最新一代的金属挠性联轴器，广泛应用在化工机械、旋翼机、固定翼飞机、舰船、高精度数控机床和各种高速试验台等领域。在设备运行的过程中，膜盘联轴器作为一个疲劳构件，不可避免的会出现损毁，其损毁原因如下：已经达到其寿命造成损毁、超工况运行造成损毁、自身缺陷(材料缺陷、加工缺陷等)造成其损毁。膜盘联轴器作为轴系中的关键零部件，其破坏会造成两大后果，其一、工作机停机，无法正常工作；其二、损毁的联轴器中间轴段飞出，对设备造成二次伤害。如旋翼机上作为动力轴膜盘联轴器，一旦损毁发动机就无法把动力传递给主桨，飞机就会失去动力，严重时会造成机毁人亡，旋翼机尾轴上膜盘联轴器一旦损毁，尾桨就会失去动力，同样也可能造成机毁人亡。

目前采用的联轴器还无真正意义上破损安全结构，在民用领域常采用在联轴器的外面套一个很笨重的金属保护罩，其作用仅是防止破损后的膜盘甩出造成二次伤害；在军用领域，受重量限制，保护罩也被取消了，这就存在着极大的安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种重量轻、不额外占用空间的膜盘联轴器上用的破损安全结构，技术方案如下：

一种膜盘联轴器上用的破损安全结构，所述结构包括短膜盘、内套和长膜盘，短膜盘、内套、长膜盘均与联轴器的中间轴同轴设置，短膜盘与长膜盘的端部分别设置有膜盘部，短膜盘的膜盘部与长膜盘的膜盘部之间固定连接，两个膜盘部固定连接构成膜盘，短膜盘的内壁装配有内套，内套一端延伸至长膜盘内部，且其外壁设置有外花键，长膜盘的内壁设置有与外花键相适配的内花键，外花键与内花键之间留有间隙。

定义外花键与内花键之间的环向间隙为δ₁，外花键与内花键之间的径向间隙为δ₂，外花键与内花键之间的轴向间隙为δ₃；

δ₁＝θ_max×r＝T_max/C_T；

其中，其中θ_max为最大扭矩发生时两膜盘之间的相对转角，r为花键咬合处的半径，T_max为最大允许的扭矩值，C_T为膜盘的扭转刚度；

δ₂＝β_max×Δl＝M_max/C_w；

其中，其中β_max为最大允许的角向误差，Δl为角误差发生时，转动中心到外花键外缘的距离，M_max为最大允许的弯矩值，C_w为膜盘的弯曲刚度；

δ₃＝F_nmax/C_a；