带反力矩螺旋筋板的空心传动轴的制作方法

日期:2019-03-03 01:05:42

专利名称:带反力矩螺旋筋板的空心传动轴的制作方法
技术领域
本发明涉及传动装置技术领域,具体说是一种设有反力矩螺旋筋板并可增强抗 弯、抗扭性能的空心传动轴。
背景技术
随着大功率内燃机、发电机、电动机的问世,传输功率的传动轴也必将向大型化、 大功率方向发展。比较典型的是兆瓦级大型垂直轴风力发电系统中,目前最大的瓶颈就是 超高风轮机构的垂直轴如何向地面发电设备传递巨大的转矩,这也是制约垂直轴风电系统 向大型、特大型化发展中至今未能解决的技术难题。如采用百米或百米以上高度、两米左右 直径的实心轴传递,其巨大的自身重量就难以使传动轴转动,更谈不上传递大功率力矩。如 采用空心管作为中心帆杆结构的传动轴,这种数米直径几十毫米壁厚的空心钢管也只能传 递千瓦级功率的转矩,仍然难以适应大型垂直轴风力发电系统的需要。

发明内容
为了解决目前没有传递大功率转矩的传动轴,本发明提供一种自身重量轻,抗弯、 抗扭机械性能强并可与大型垂直轴风力发电系统配套使用的带反力矩螺旋筋板的空心传 动轴。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种带反力矩螺旋筋板的空心传 动轴,包括空心钢管,主要是在空心钢管的中心位置轴向地设有一芯轴,芯轴与空心钢管之 间设有螺旋筋板,螺旋筋板的大径轨迹表面与空心钢管管壁内径表面通过焊、铸、轧等方 式螺旋连接,螺旋筋板的小径轨迹表面与芯轴外径表面螺旋连接,螺旋筋板的螺旋升角为 10° 45°,并使螺旋筋板的螺旋升角方向与工作力矩M传递方向相反;所说的空心钢管 可以是变径空心钢管。本发明的有益效果是主要是由于在空心传动轴内焊接了反力矩螺旋筋板,因而 取代了实心轴或减小了传动轴壁厚,使大型立式轴重量产生的轴向力大大减少,也减轻了 传动轴的重量,降低了制造成本。特别是螺旋筋板的螺旋升角方向与工作力矩M传递方向 相反,充分发挥了螺旋筋板的抗弯、抗扭特性,使同等直径、厚度、材质管形件的抗扭、抗弯 性能提高5 10倍。经计算,未设螺旋筋板的空心传动轴最大转矩为1200ΚΝ·πι,增加了反 力矩螺旋筋板之后,空心传动轴最大转矩增大为5800ΚΝ·πι。因此比较好地解决了传动轴传 递大转矩的技术难题,也为大型垂直轴风力发电装置的推广使用提供了保障。本发明可在各类船舶螺旋浆动力传输、大型运载车辆动力传输以及钢铁、石油、矿 山等装备制造业使用的各类传递大功率转矩的动力传输中广泛使用。可以预见,本发明对 我国装备制造业大型化、超大化中的动力传输必将作出重大贡献。


图1是本发明的结构示意3
图2是图1的A-A剖视图;图3是图1的B-B剖视图。图中1.芯轴,2.螺旋筋板,3.空心钢管,4.螺旋升角。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明如图1、2、3所示,这是与大型垂直轴风力发电装置配套使用的带反力矩螺旋筋板 的空心传动轴,传动轴总高为100m,材质为Q235,轴底部直径3. 5m,轴顶部直径1. lm,轴体 自下而上由不等厚变径的空心钢管3组成,底部的空心钢管3壁厚为40mm,顶部的空心钢管 3壁厚为15mm,在空心钢管3的中心位置轴向地设有一根芯轴1,芯轴1与空心钢管3之间 设有螺旋筋板2,螺旋筋板2的螺旋升角α值为16. 5°,螺旋筋板2的大径轨迹表面与空 心钢管3管壁内径表面通过满焊方式螺旋连接,螺旋筋板2的小径轨迹表面与芯轴1外径 表面也通过满焊方式螺旋连接,螺旋筋板2的螺旋升角4方向与工作力矩M的传递方向相 反,传动轴最大转矩为5800ΚΝ · m。
权利要求
一种带反力矩螺旋筋板的空心传动轴,包括空心钢管(3),其特征在于在空心钢管(3)的中心位置轴向地设有一芯轴(1),芯轴(1)与空心钢管(3)之间设有螺旋筋板(2),螺旋筋板(2)的大径轨迹表面与空心钢管(3)管壁内径表面螺旋连接,螺旋筋板(2)的小径轨迹表面与芯轴(1)外径表面螺旋连接,螺旋筋板(2)的螺旋升角方向与工作力矩M的传递方向相反。
2.根据权利要求1所述带反力矩螺旋筋板的空心传动轴,其特征在于螺旋筋板(2) 的螺旋升角⑷为10° 45°。
3.根据权利要求1所述带反力矩螺旋筋板的空心传动轴,其特征在于所说的空心钢 管(3)可以是变径空心钢管。
全文摘要
本发明公开了一种带反力矩螺旋筋板的空心传动轴,它包括空心钢管,要点是在空心钢管的中心位置轴向地设有一芯轴,芯轴与空心钢管之间设有螺旋筋板,螺旋筋板的大径轨迹表面与空心钢管管壁内径表面焊接,螺旋筋板的小径轨迹表面与芯轴外径表面焊接,螺旋筋板的升角为10°~45°,螺旋筋板的螺旋升角方向与工作力矩M传递方向相反。本发明减少了传动轴壁厚和重量,降低了制造成本,增强了传动轴的抗弯、抗扭特性,解决了传动轴传递大转矩的技术难题,为大型垂直轴风力发电装置的推广使用提供了保障,可在各类船舶螺旋浆动力传输、大型运载车辆动力传输以及其他大功率转矩的动力传输中广泛使用。
文档编号F16C3/02GK101982662SQ20101054157
公开日2011年3月2日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者刁新华, 王丽君, 王京福 申请人:山东中泰新能源发展有限公司


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