專利名稱：一種鎖緊聯(lián)接法蘭的制作方法
專利說明本實(shí)用新型涉及一種用于軸與另一種零部件之間聯(lián)接的機(jī)械基礎(chǔ)件，特別涉及一種用于MW級(jí)大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備輸入輸出軸的無鍵聯(lián)接，同樣適用于通用機(jī)械法蘭類產(chǎn)品的無鍵聯(lián)接。 一般軸與另一零部件之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞的聯(lián)接方式有很多，如鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接, 或通過軸與轂或軸套之間的脹套和鎖緊盤的聯(lián)接。在大扭矩交變載荷、沖擊載荷的工況F， 花鍵和鍵的聯(lián)接方式已逐漸被無鍵聯(lián)接方式所替代。常見的無鍵聯(lián)接方式有兩種一種是軸與轂孔之間用脹套聯(lián)接,結(jié)合圖8 ；另一種是軸與軸套用鎖緊盤聯(lián)接,結(jié)合圖7。但當(dāng)法蘭類結(jié)構(gòu)聯(lián)接時(shí)，以上聯(lián)接結(jié)構(gòu)顯得繁瑣、復(fù)雜，過多的工件數(shù)量、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，都會(huì)引起聯(lián)接部件體積大、材料消耗增大、工藝復(fù)雜、成本增高、可靠性降低。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種鎖緊聯(lián)接法蘭,該鎖緊聯(lián)接法蘭能夠?qū)崿F(xiàn)軸與法蘭軸套的最簡約的聯(lián)接方式，使聯(lián)接部件數(shù)量最少、結(jié)構(gòu)尺寸小，安裝快速、方便；從而節(jié)省大量原材料，并降低使用成本。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明創(chuàng)造采用如下技術(shù)方案一種鎖緊聯(lián)接法蘭,包括鎖緊外套、法蘭盤及連接兩者的高強(qiáng)度螺栓；所述法蘭盤的內(nèi)套至少設(shè)有兩個(gè)呈階梯型的外錐體，且起于法蘭盤內(nèi)套小端面的一個(gè)外錐體具有法蘭內(nèi)套長錐面，另一個(gè)外錐體具有法蘭內(nèi)套短錐面；所述鎖緊外套設(shè)有對(duì)應(yīng)于法蘭盤內(nèi)套外錐體的兩個(gè)呈階梯型的內(nèi)錐孔，一個(gè)內(nèi)錐孔具有鎖緊外套內(nèi)錐長錐面，另一個(gè)內(nèi)錐孔具有鎖緊外套內(nèi)錐短錐面；所述鎖緊外套內(nèi)錐長錐面與法蘭內(nèi)套長錐面形成錐面配合,且錐度相同，錐角方向同向；所述鎖緊外套內(nèi)錐短錐面與法蘭內(nèi)套短錐面形成錐面配合，且錐度相同,錐角方向同向；所述法蘭盤內(nèi)套的階梯型外錐體的銳角和鈍角均為圓弧過渡。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造，所述法蘭內(nèi)套長錐面長度設(shè)為L4,所述法蘭內(nèi)套短錐
面長度設(shè)為L3，滿足L3 L4。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造,所述法蘭盤內(nèi)套孔為直孔或多級(jí)臺(tái)階孔，設(shè)置為臺(tái)階孔時(shí),每級(jí)臺(tái)階孔徑尺寸相差5 10mm。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造,所述法蘭盤法蘭端面上設(shè)有數(shù)個(gè)退卸螺栓絲孔。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造，所述高強(qiáng)度螺栓通過法蘭盤法蘭端面的法蘭安裝螺栓孔，旋入鎖緊外套的絲孔中，連接兩者；或所述高強(qiáng)度螺栓通過鎖緊外套通絲孔，旋入法蘭盤螺栓絲孔中。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造,所述法蘭盤法蘭端面的法蘭安裝螺栓孔內(nèi)設(shè)有法蘭退卸絲孔，拆卸鎖緊外套與法蘭盤時(shí),退卸螺栓擰入退卸絲孔中，頂住鎖緊外套絲孔中的退卸銷，頂開法蘭盤與鎖緊外套。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造，所述高強(qiáng)度螺栓與法蘭盤法蘭端面之間設(shè)有墊片。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造，所述鎖緊外套的一端內(nèi)孔設(shè)有環(huán)形錐面臺(tái)階，所述法蘭盤內(nèi)套外徑端部也設(shè)有與鎖緊外套的環(huán)形錐面臺(tái)階相配合的環(huán)形錐面臺(tái)階,且兩環(huán)形錐面臺(tái)階錐角方向相同。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造，所述法蘭內(nèi)套長錐面與鎖緊外套內(nèi)錐長錐面配合間隙為零時(shí),所述法蘭內(nèi)套短錐面與鎖緊外套內(nèi)錐短錐面的錐面配合間隙δ為0.04 0.3mm。為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造,所述法蘭盤內(nèi)套外錐體,所述鎖緊外套內(nèi)錐孔上均涂有Mo、潤滑油或含有Mo、的涂層。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明創(chuàng)造具有如下優(yōu)越性1、本發(fā)明創(chuàng)造的鎖緊聯(lián)接法蘭，是一種無鍵聯(lián)接裝置，使用時(shí)，將鎖緊聯(lián)接法蘭套在軸的安裝位置接額定的扭緊力矩?cái)Q緊高強(qiáng)度螺栓，鎖緊裝置對(duì)軸施加徑向壓力；即該裝置利用自身的錐度結(jié)構(gòu),從內(nèi)部對(duì)軸施加壓力，使軸與鎖緊聯(lián)接法蘭孔之間形成過盈配合, 來傳遞扭矩和軸向力。這種可控的過盈聯(lián)接，可安全地傳遞大扭矩和軸向載荷。2、由于法蘭盤的內(nèi)套短錐增加了法蘭根部的剛度。鎖緊后，法蘭盤長錐與短錐面和鎖緊外套端部平面、長短錐面同時(shí)受力；法蘭受彎矩載荷并開始彎曲變形時(shí),鎖緊外套內(nèi)端面對(duì)法蘭起到一定支撐作用，可用較小的軸徑承受較大的彎矩載荷；法蘭上有減應(yīng)力圓弧，對(duì)局部應(yīng)力有釋放作用。3、本發(fā)明創(chuàng)造通過法蘭盤、鎖緊外套以及螺栓，實(shí)現(xiàn)軸與法蘭的聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡單， 尺寸緊湊,工藝性好,聯(lián)接成本低。4、本發(fā)明創(chuàng)造通過法蘭盤、鎖緊外套錐面配合，實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)定心、自動(dòng)定位，可傳遞大扭矩，承載大軸向力，可聯(lián)接不可焊材料，動(dòng)平衡性好，運(yùn)用于低速至高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備軸的剛性聯(lián)接，并可做到等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，可聯(lián)接軸徑超過IOOOmm的軸。5、法蘭盤法蘭端面的安裝螺栓孔既可作安裝螺栓孔，又可作拆卸螺栓孔用，作用時(shí),在絲孔內(nèi)放入退卸銷，成倍地增大了拆卸力。由于該孔的兩用型,可以減少法蘭端面上的拆卸螺栓孔數(shù)量，增強(qiáng)了法蘭根部的強(qiáng)度。

圖1為本實(shí)用新型鎖緊聯(lián)接法蘭的主剖視圖；圖2為本實(shí)用新型鎖緊聯(lián)接法蘭的左端面視圖；圖3為本實(shí)用新型鎖緊聯(lián)接法蘭配合間隙圖；圖4為本實(shí)用新型鎖緊聯(lián)接法蘭反向螺栓安裝圖；圖5為本實(shí)用新型鎖緊聯(lián)接法蘭法蘭盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型鎖緊聯(lián)接法蘭鎖緊外套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為現(xiàn)有的軸與軸套采用鎖緊盤聯(lián)接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為現(xiàn)有的軸與轂孔之間采用脹套聯(lián)接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1 一鎖緊外套；2 —法蘭盤；3 —高強(qiáng)度螺栓；4 一墊片；5 —軸；6 —退卸螺栓；7 —退卸螺栓絲孔；8 —法蘭盤螺栓孔；9 一退卸銷；10 —法蘭內(nèi)套長錐面；11 一法蘭內(nèi)套短錐面；12 —法蘭內(nèi)套內(nèi)端面；13 —法蘭定位臺(tái)階；14 一法蘭安裝螺栓孔；15 —法蘭退卸絲孔； 16 一鎖緊外套內(nèi)錐長錐面；17 —絲孔；18 —鎖緊外套內(nèi)錐短錐面；19 一鎖緊外套內(nèi)端面； 20-鎖緊外套的通絲孔；21 法蘭盤螺栓絲孔。以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)一步說明，需強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明發(fā)明創(chuàng)造并不局限于下述實(shí)施方式，任何不脫離或等同于本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)設(shè)置均在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。結(jié)合圖1、圖4、圖5和圖6,本實(shí)施例的鎖緊聯(lián)接法蘭主要由鎖緊外套1、法蘭盤2 和連接兩者的高強(qiáng)度螺栓3組成。鎖緊外套1設(shè)置在法蘭盤2的內(nèi)套外錐體上，數(shù)條高強(qiáng)度螺栓3穿過法蘭盤端面的法蘭安裝螺栓孔14,旋入鎖緊外套的絲孔17中，連接兩者；或者數(shù)條高強(qiáng)度螺栓3穿過鎖緊外套通絲孔20,旋入法蘭盤螺栓絲孔21中。高強(qiáng)度螺栓頭部墊有墊片4。鎖緊外套內(nèi)錐孔與法蘭盤內(nèi)套外錐體相接觸,鎖緊外套內(nèi)錐長錐面川與法蘭內(nèi)套長錐面10形成錐面配合，且錐度相同，錐角方向同向；鎖緊外套內(nèi)錐短錐面18與法蘭內(nèi)套短錐面11形成錐面配合，且錐度相同，錐角方向同向。配合面處均涂有MW2潤滑油或含有Mo、的涂層,作用是為了減小錐面摩擦系數(shù)和摩擦阻力，防止錐面相對(duì)擠壓移動(dòng)時(shí)發(fā)生黏著,提高了重復(fù)使用次數(shù)，便于拆卸。鎖緊聯(lián)接法蘭外錐體的所有銳角和鈍角均為圓弧結(jié)合圖1、圖5和圖6，在鎖緊外套1的一端內(nèi)孔設(shè)有環(huán)形錐面臺(tái)階，法蘭盤內(nèi)套外徑端部也設(shè)有與鎖緊外套1的環(huán)形錐面臺(tái)階相配合的環(huán)形錐面臺(tái)階,且兩環(huán)形錐面臺(tái)階錐角方向相同,錐度相同，即為同錐同向。該結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了法蘭根部的強(qiáng)度和剛度,使得法蘭根部應(yīng)力分布更均勻，提高了法蘭承載彎矩載荷的能力。結(jié)合圖1、圖5,根據(jù)配合的軸5直徑大小，法蘭盤內(nèi)套孔為直孔或多級(jí)臺(tái)階孔,本實(shí)例設(shè)置為兩級(jí)臺(tái)階孔。當(dāng)設(shè)置為多級(jí)臺(tái)階孔時(shí),每級(jí)臺(tái)階孔徑尺寸相差5 10mm。結(jié)合圖1、圖3,使用本實(shí)用新型的鎖緊聯(lián)接法蘭時(shí),先將鎖緊聯(lián)接法蘭裝在軸5 —丨二，并調(diào)到要求的安裝位置，然后用扳手按規(guī)定的順序和力矩逐個(gè)擰緊每個(gè)高強(qiáng)度螺栓3。 這時(shí)，長度為L4法蘭內(nèi)套長錐面10和鎖緊外套內(nèi)錐長錐面化先接觸，然后用力矩扳手按要求繼續(xù)加壓擰緊,此時(shí),長度為L3的法蘭內(nèi)套短錐面11和鎖緊外套內(nèi)錐短錐面18接觸, 相互滑移。當(dāng)長錐面配合間隙為零時(shí),短錐面配合間隙δ為0.04 0.30mm之間。法蘭盤和鎖緊外套的長錐面先接觸是為了保證使用過程中鎖緊外套均勻變形、受力均勻。結(jié)合圖1、圖5和圖6，高強(qiáng)度螺栓擰緊前法蘭盤和鎖緊外套間距離L2 > 0，擰緊后 L2=0,且法蘭內(nèi)套內(nèi)端面12與鎖緊外套內(nèi)端面19相接觸。由于法蘭盤端為錐體的大端,鎖緊外套向法蘭盤移動(dòng)時(shí),鎖緊外套膨脹，外徑變大。當(dāng)高強(qiáng)度螺栓達(dá)到額定扭矩時(shí),高強(qiáng)度螺栓的軸向拉力通過錐面作用產(chǎn)生巨大的徑向壓力，使得法蘭盤內(nèi)套彈性變形，產(chǎn)生過盈， 壓配到軸上，以達(dá)到傳遞扭矩的作用。法蘭盤2設(shè)有法蘭定位臺(tái)階13，其寬度L1與另一組法蘭相連，這種聯(lián)接在同等尺寸條件下,傳遞的扭矩幾倍于鍵聯(lián)接,優(yōu)于花鍵聯(lián)接，并適應(yīng) 結(jié)合圖1、圖2，拆卸時(shí)，按順序逐個(gè)松開高強(qiáng)度螺栓3，鎖緊外套2與法蘭盤1內(nèi)套自動(dòng)分離,直到每個(gè)高強(qiáng)度螺栓3回到安裝初始位置,高強(qiáng)度螺栓拉力消除，鎖緊力消除。 結(jié)合圖1、圖2、圖5和圖6,長期使用后，由于銹蝕等環(huán)境因素,拆卸時(shí)如發(fā)現(xiàn)鎖緊外套1與法蘭盤2內(nèi)套沒有自動(dòng)分離，或分離不徹底，可使用高強(qiáng)度螺栓3擰入法蘭盤法蘭端面上設(shè)有的退卸螺栓絲孔7，將鎖緊外套1頂離法蘭盤2端面。為了減少法蘭端面退卸螺栓絲孔數(shù)量,增強(qiáng)法蘭強(qiáng)度，并提高退卸力，也可使用大于高強(qiáng)度螺栓3的退卸螺栓6,從法蘭退卸絲孔15擰入,將退卸銷9擰入鎖緊外套1的絲孔17內(nèi),退卸螺栓6頂住退卸銷9,將鎖緊外套1頂離開法蘭盤2端面，鎖緊力解除。最后從軸....t將鎖緊聯(lián)接法蘭取—F即可。安裝、拆卸都非常方便。
權(quán)利要求1.一種鎖緊聯(lián)接法蘭，包括鎖緊外套(1)、法蘭盤( 及連接兩者的高強(qiáng)度螺栓(3)； 所述法蘭盤的內(nèi)套至少設(shè)有兩個(gè)呈階梯型的外錐體，且起于法蘭盤內(nèi)套小端面的一個(gè)外錐體具有法蘭內(nèi)套長錐面(10),另一個(gè)外錐體具有法蘭內(nèi)套短錐面(11)；所述鎖緊外套(1) 設(shè)有對(duì)應(yīng)于法蘭盤內(nèi)套外錐體的兩個(gè)呈階梯型的內(nèi)錐孔，一個(gè)內(nèi)錐孔具有鎖緊外套內(nèi)錐長錐面ae)，另一個(gè)內(nèi)錐孔具有鎖緊外套內(nèi)錐短錐面(18)；所述鎖緊外套內(nèi)錐長錐面(16)與法蘭內(nèi)套長錐面(10)形成錐面配合，且錐度相同，錐角方向同向；所述鎖緊外套內(nèi)錐短錐面(18)與法蘭內(nèi)套短錐面(11)形成錐面配合,且錐度相同,錐角方向同向；所述法蘭盤內(nèi)套的階梯型外錐體的銳角和鈍角均為圓弧過渡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭，其特征是所述法蘭內(nèi)套長錐面(10)長度設(shè)為L4,所述法蘭內(nèi)套短錐面(11)長度設(shè)為L3,滿足L3≥1/5 L4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭,其特征是所述法蘭盤法蘭端面上設(shè)有數(shù)個(gè)退卸螺栓絲孔(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭，其特征是所述法蘭盤內(nèi)套孔為直孔或多級(jí)臺(tái)階孔,設(shè)置為臺(tái)階孔時(shí),每級(jí)臺(tái)階孔徑尺寸相差5 10mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭,其特征是所述高強(qiáng)度螺栓通過法蘭盤法蘭端面的法蘭安裝螺栓孔(14)，旋入鎖緊外套的絲孔(17)中，連接兩者；或所述高強(qiáng)度螺栓通過鎖緊外套通絲孔(20),旋入法蘭盤螺栓絲孔(21)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭,其特征是所述法蘭盤法蘭端面的法蘭安裝螺栓孔(14)內(nèi)設(shè)有法蘭退卸絲孔(15),拆卸鎖緊外套⑴與法蘭盤(2)時(shí),退卸螺栓(6) 擰入退卸絲孔(15)中，頂住鎖緊外套絲孔(17)中的退卸銷(9)，頂幵法蘭盤⑵與鎖緊外套⑴。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭，其特征是所述鎖緊外套(1)的一端內(nèi)孔設(shè)有環(huán)形錐面臺(tái)階,所述法蘭盤U)內(nèi)套外徑端部也設(shè)有與鎖緊外套的環(huán)形錐面臺(tái)階相配合的環(huán)形錐面臺(tái)階，且兩環(huán)形錐面臺(tái)階錐角方向相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭，其特征是所述法蘭內(nèi)套長錐面(10)與鎖緊外套內(nèi)錐長錐面(16)配合間隙為零時(shí),所述法蘭內(nèi)套短錐面(11)與鎖緊外套內(nèi)錐短錐面 (18)的錐面配合間隙δ為0.04 0.3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭，其特征是所述法蘭盤內(nèi)套外錐體，所述鎖緊外套內(nèi)錐孔上均涂有Mo、潤滑油或含有MoiS2的涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊聯(lián)接法蘭,其特征是所述高強(qiáng)度螺栓(3)與法蘭盤法蘭端面之間設(shè)有墊片W)。
專利摘要本實(shí)用新型公開的一種鎖緊聯(lián)接法蘭，涉及一種用于軸與零部件之間聯(lián)接的機(jī)械基礎(chǔ)件，包括鎖緊外套(1)、法蘭盤(2)及連接兩者的高強(qiáng)度螺栓(3)；所述法蘭盤的內(nèi)套至少設(shè)有兩個(gè)呈階梯型的外錐體，其中一個(gè)外錐體具有法蘭內(nèi)套長錐面(10)，另一個(gè)外錐體具有法蘭內(nèi)套短錐面(11)；所述鎖緊外套設(shè)有對(duì)應(yīng)于法蘭盤內(nèi)套外錐體的兩個(gè)呈階梯型的內(nèi)錐孔，一個(gè)內(nèi)錐孔具有鎖緊外套內(nèi)錐長錐面(16)，另一個(gè)內(nèi)錐孔具有鎖緊外套內(nèi)錐短錐面(18)；所述鎖緊外套的長錐面和短錐面分別與法蘭盤的長錐面和短錐面形成錐面配合；該鎖緊聯(lián)接法蘭能夠使聯(lián)接部件結(jié)構(gòu)尺寸大大變小，安裝所需空間??；安全地傳遞大扭矩和軸向載荷。
文檔編號(hào)F16D1/076GK202100618SQ20112020844
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者李明, 李靜 申請(qǐng)人:洛陽精聯(lián)機(jī)械基礎(chǔ)件有限公司