旋轉驅動軸上實現完全密封的動力耦合裝置及其耦合方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種旋轉驅動軸上實現完全密封的動力耦合裝置及其耦合方法，本發明專利技術使用一個旋轉驅動軸耦合器可把輸入軸的旋轉運動轉變成耦合器上的兩個正交振蕩運動。在這種耦合器的另一側，利用第三個振蕩器的振蕩運動再把振蕩運動轉換回輸出軸的旋轉運動。因此在耦合器和機殼之間至少可安裝一個無滑動的密封來分隔輸出軸所占據的空間和輸入軸所占據的空間。三個振蕩器的振蕩運動，都可以分別利用軸承，齒輪或軌道來加以引導，以減少其運動產生的摩擦力和熱量。耦合器上的兩對磁鐵組是用來防止旋轉軸旋轉的分叉，并迫使輸出軸與輸入軸按照同方向同步旋轉。與磁耦合器傳動不同之處，是在本發明專利技術里扭矩的傳遞是直接而無損的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是屬于一種工程方法和機器設備。本專利技術可以在由驅動軸所處的封閉空間和被驅動軸所處的封閉空間之間雙向傳遞轉動的同時，實現至少一個完全密封。本專利技術能夠保護重要的機器部件免受環境污染，腐蝕以及由于液體滲漏或潮濕引起的電力短路。
技術介紹
眾所周知，機械端面密封技術允許旋轉軸從靜止的機器外殼內部向外伸出，因而能夠保護機器不受惡劣的工作環境影響。但是，磨損、腐蝕以及壓力、溫度的大幅波動經常能夠導致機械密封的失效。多年以來有很多工程上的努力，試圖去改進機械密封的設計，以提高可靠性和降低維護成本?，F存的另外一個完全密封的解決方法是利用氣隙磁耦合來隔開馬達與其負載。因為有限的扭矩、耦合處的較大尺寸、以及耦合器產生的熱量，磁力耦合在機械上的應用在根本上受到制約?，F實中有許多的工業應用需要高扭矩和復雜的控制但是缺少磁力耦合所需的空間尺寸。另外，有的機器本身處于很高的外部壓力，又或者在這種工作狀況下很難進行周期的維護工作，因而在此種情況下不適合使用經常需要維修的端面密封。在2011年日本大地震中，由于后備發電機故障引起了核電廠的嚴重事故。這促使人類急需新的，且能夠抵抗海水浸泡的發電機以及水泵的設計。而在這新的設計中，機械密封起著至關重要的作用。機械密封和磁力耦合適用于某些類型的工作環境和條件，但它們都不是長期不具有使用問題的工程方法。鑒于此，克服旋轉軸的密封問題，在技術上具有高度的挑戰性。有許多的制造行業，包括汽車，水泵，發電，船舶，航空航天，油田服務，煉油廠，化工廠，食品加工等，都急需要找到一個更好的機械密封解決方法，將旋轉運動從一個封閉的機器空間完全密封地傳輸到其鄰近的空間或者反向傳輸。取代傳統機械端面密封解決方法的基本工程問題在于，如何回避旋轉軸和外殼之間產生的無限周期的邊界條件。在這樣的邊界條件上，使用粘接或者鎖緊密封面的工程方法必然是無效的。
技術實現思路
本專利技術的目的是在提供一個旋轉軸和其封閉的外殼之間可使用粘接或鎖緊的密封的解決方案，利用驅動軸的耦合器將輸入軸的旋轉運動轉換成兩個正交振蕩，然后在這種耦合器的另一側使用第三個振蕩器將振蕩運動轉換成輸出軸的旋轉運動。第三個振蕩器安裝在I禹合器上，其運動的方向垂直于I禹合器的運動方向。在驅動軸I禹合器中間有一個固體的隔墻把輸入軸和輸出軸隔開。本專利技術的一個方面提供了一種可使旋轉傳輸軸的旋轉運動轉換成耦合器的多個正交振蕩運動再轉換成輸出軸旋轉運動的耦合方法，所述方法包括以下步驟連接輸入軸與率禹合器輸入端的一個振蕩器；轉換輸入軸旋轉運動成稱合器的多個正交振蕩器的振蕩運動；連接輸出軸與耦合器輸出端的一個振蕩器；其中轉換旋轉運動成振蕩運動的方法是可以允許機殼和耦合器之間加裝一個粘接的密封。本專利技術的另一方面提供了一種機械稱合器，其包括有機械稱合器來分隔輸入軸和輸出軸，并將輸入軸的旋轉運動轉換成耦合器上的兩個正交振蕩，在耦合器的輸出端利用第三個振蕩器，將振蕩運動轉換成輸出軸的旋轉運動。由于振蕩器不產生無限周期的邊界條件，因此，在旋轉軸和其封閉的外殼之間可以建造至少一個粘接或鎖緊的密封。利用這一個實現了完全的密封的驅動軸耦合器，不僅可以保護機器內部的敏感部件不受到外部環境和物質的污染，同時也允許一個旋轉軸在無泄漏的情況下去驅動外部的負載。每個振蕩運動可以由直線運動軸承、襯套、齒輪或滾筒、或導軌的組合來引導軸承以減少其摩擦力，防止其運動所產生的熱量。既然在本專利技術的驅動軸耦合器上沒有極端的溫度產生，那么橡膠類材料，復合材料或類似的材料，都可以作為密封材料。本專利技術應用在頻繁啟動和停止的旋轉軸時，可使用裝在驅動軸耦合器兩側振蕩器上的磁鐵來防止輸出軸的轉動分岔，特別是當輸入軸端偏心的傳動銷在兩個特別的角度位置上啟動時；例如，在本專利技術中傳動銷在O和180度時可能發生輸出軸轉動分岔，輸出軸將被磁鐵強制按照輸入軸的相同方向旋轉，因而不會發生轉動分岔?？偨Y本專利技術的機械傳動鏈在驅動軸末端的偏心傳動銷引起旋轉耦合器上的垂直和水平振蕩,裝在驅動軸稱合器另外一邊的垂直振蕩器迫使一個與其相連的輸出軸朝輸入軸同方向與其同步旋轉。結合以下的詳細描述以及附圖，本專利技術的創新，特點及其目的和功能將可以明確清楚地說明。附圖說明圖1是本專利技術的旋轉驅動軸耦合器的機械裝配的立體圖；圖2是本專利技術中振蕩轉換器的組件分解圖；圖3是本專利技術中機械裝配的剖視圖；圖4是本專利技術中橡膠密封的立體圖；圖5 (a)及圖5 (b)是用來說明輸入軸和輸出軸的傳動銷投影在一個單位圓上的角度位置借以解釋旋轉分岔的說明圖。具體實施例方式本專利技術的轉動驅動軸耦合器的重要組成，包括一個輸入軸、振蕩轉換器、輸出軸、和密封及機殼。圖1中顯示的是旋轉驅動軸耦合器機械裝配的立體圖。為了獲得本專利技術的清晰視圖，省略繪制機殼12的后半部的驅動馬達。如下是本專利技術旋轉驅動軸耦合器10的更詳細的說明，在圖1中單元30是指振蕩轉換器。其中包括一個垂直振蕩器，這個垂直振蕩器里包括側翼64和軸承62，其中軸承62可在兩個直線軸承或襯套38和34內部垂直移動。另外，在振蕩轉換器30的另一邊有一個對稱垂直振蕩器未在圖中顯示出。振蕩轉換器30本身只能做水平運動而其水平運動軸承可在另外兩個直線軸承/襯套52和54中移動，直線軸承/襯套52和54是固定或焊接在兩個支撐板44和46上面的，支撐板44和46直接固定到機殼12內部。振蕩轉換器30也可以采用低摩擦部件來引導其水平移動，例如利用輪子，齒輪，軌道，軸承或襯套之類的部件，并可將其安裝在機殼12內部的上表面和下表面上。直線軸承/襯套是只允許軸承做一維直線運動的裝置，在軸承運動時它不允許軸承旋轉。如果一個設計工程師傾向于使用純套管，可以考慮采用雙軸振蕩器的設計方案，這樣的設計也可以防止軸承在運動中旋轉。在圖1中也呈現了輸入旋轉軸22和輸出旋轉軸16。將在后段詳細介紹輸出旋轉軸16和旋轉銷18如何與振蕩轉換器30卡合。輸入旋轉軸22也使用相同的方式卡合。圖2是將輸出軸16與振蕩轉換器30繪制在一起的組件分解圖。輸出軸16 —端的傳動銷18，可與包括翼88和軸82的垂直振蕩器通過嵌入在振蕩器中心的滾珠軸承80進行卡合。垂直振蕩器有兩個84和86的永久磁鐵安裝在其翼88的下方。為使兩個相對的垂直振蕩器同步運動，安裝在振蕩轉換器30的中心凹槽中的磁鐵84和86通過非磁性薄壁42與安裝在振蕩轉換器30對面的磁鐵66和68相互吸引。薄壁42和振蕩轉換器30，可用特殊的非磁性材料制作，例如，鎳基合金，鈦等，這些材料可讓磁力通過。凸出的環形面26是用來安裝顯示在圖3和圖4中的橡膠密封。直線軸承/襯套32和36是用來引導振蕩轉換器30的垂直振蕩軸82，直線軸承/襯套52和54是用來引導振蕩轉換器30的水平振蕩軸70和72。輸出軸16是由位于機殼12 —端的開口 28內的推力軸承24來支撐。橡膠波紋密封14，其直徑較小的口是粘接在機殼12的開口 28上而另一端是粘接在振蕩轉換器30凸出的環形面26上。在圖2中也可以清楚看到凸出的環形面26。封閉輸出軸的空間是由推力軸承24、密封14和在振蕩轉換器30中間的薄壁42組成。推力軸承24是安裝在機殼12的開口 28上。因此，輸出軸占用的空間和輸入軸占用的空間之間裝有一個完美無漏的密封隔離。雖然再安裝另一個機械端本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可使旋轉傳輸軸的旋轉運動轉換成耦合器的多個正交振蕩運動再轉換成輸出軸旋轉運動的耦合方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：連接輸入軸與耦合器輸入端的一個振蕩器；轉換輸入軸旋轉運動成耦合器的多個正交振蕩器的振蕩運動；連接輸出軸與耦合器輸出端的一個振蕩器；其中轉換旋轉運動成振蕩運動的方法是可以允許機殼和耦合器之間加裝一個粘接的密封。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：章中，
申請(專利權)人：章中，
類型：發明
國別省市：