聯(lián)軸器
coupling
用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸(主動(dòng)軸和從動(dòng)軸)使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中,有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成,分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接。聯(lián)軸器種類繁多,按照被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位置和位置的變動(dòng)情況,可以分為:①固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移的地方,結(jié)構(gòu)一般較簡(jiǎn)單,容易制造,且兩軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速相同,主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。②可移式聯(lián)軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對(duì)位移的地方,根據(jù)補(bǔ)償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。剛性可移式聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件間構(gòu)成的動(dòng)聯(lián)接具有某一方向或幾個(gè)方向的活動(dòng)度來補(bǔ)償,如牙嵌聯(lián)軸器(允許軸向位移)、十字溝槽聯(lián)軸器(用來聯(lián)接平行位移或角位移很小的兩根軸)、萬向聯(lián)軸器(用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方)、齒輪聯(lián)軸器(允許綜合位移)、鏈條聯(lián)軸器(允許有徑向位移)等,彈性可移式聯(lián)軸器(簡(jiǎn)稱彈性聯(lián)軸器)利用彈性元件的彈性變形來補(bǔ)償兩軸的偏斜和位移,同時(shí)彈性元件也具有緩沖和減振性能,如蛇形彈簧聯(lián)軸器、徑向多層板簧聯(lián)軸器、彈性圈栓銷聯(lián)軸器、尼龍栓銷聯(lián)軸器、橡膠套筒聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器有些已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。選擇時(shí)先應(yīng)根據(jù)工作要求選定合適的類型,然后按照軸的直徑計(jì)算扭矩和轉(zhuǎn)速,再從有關(guān)手冊(cè)中查出適用的型號(hào),zui后對(duì)某些關(guān)鍵零件作必要的驗(yàn)算。
分類還包括球籠式萬向聯(lián)軸器圓錐碗簧聯(lián)軸器 SWP、SWC型十字軸式萬向聯(lián)軸器十字包94)
矯正機(jī)用十字軸式萬向聯(lián)軸器(JB/T7846.2-95)彈簧管聯(lián)軸器 WS、WSD型十字軸式萬向聯(lián)軸器(JB/T5901-91)
WSH型滑動(dòng)軸承十字軸式萬向聯(lián)軸器 ML型薄膜聯(lián)軸器(SJ2127-82) SWZ型整體軸承座十字軸式萬向聯(lián)軸器93
聯(lián)軸器概念:
聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件范疇,用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸(主動(dòng)軸和從動(dòng)軸)使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中,有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成,分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接,是機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)zui常用的聯(lián)接部件。20世紀(jì)后期國(guó)內(nèi)外聯(lián)軸器產(chǎn)品發(fā)展很快,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如何從品種甚多、性能各異的各種聯(lián)軸器中選用能滿足機(jī)器要求的聯(lián)軸器,對(duì)多數(shù)設(shè)計(jì)人員來講,始終是一個(gè)困擾的問題。常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器鼓形齒式聯(lián)軸器,萬向聯(lián)軸器,安全聯(lián)軸器,彈性聯(lián)軸器及蛇形彈簧聯(lián)軸器。
典型聯(lián)軸器介紹:
1.凸緣式聯(lián)軸器
特點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單,成本低,可傳遞較大轉(zhuǎn)矩。不允許兩軸有相對(duì)位移,無緩沖。
用途:在轉(zhuǎn)速低,無沖擊,軸的剛性大,對(duì)中性較好的場(chǎng)合應(yīng)用較廣。
?。?/span>.滑塊聯(lián)軸器
半聯(lián)軸器1、3上的凹槽與中間滑塊的凸榫→移動(dòng)副→可補(bǔ)償兩軸偏移
特點(diǎn)、應(yīng)用:
無緩沖,移動(dòng)副應(yīng)加潤(rùn)滑→用于低速傳動(dòng)
3.彈性聯(lián)軸器
特點(diǎn):緩沖吸振,可補(bǔ)償較大的軸向位移,微量的
徑向位移和角位移。
應(yīng)用:正反向變化多,啟動(dòng)頻繁的高速軸。
類別:
1:安全聯(lián)軸器:在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是,存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)(如銷釘可動(dòng)聯(lián)接等),其只能承受限定載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過事前限定的載荷時(shí),保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化,截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞,從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞,即起安全保護(hù)作用。起動(dòng)安全聯(lián)軸器:除了具有過載保護(hù)作用外,還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的作用。
2:剛性聯(lián)軸器:剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力,也不具有緩沖減震性能;但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn),轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下,才可選用剛性聯(lián)軸器。
3:撓性聯(lián)軸器:具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力,zui大量隨型號(hào)不同而異。
無彈性元件的撓性聯(lián)軸器:承載能力大,但也不具有緩沖減震性能,在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí),有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場(chǎng)合。
非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能;但由于非金屬(橡膠、尼龍等)彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫,故適用于高速、輕載和常溫的場(chǎng)合
金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器:除了具有較好的緩沖減震性能外,承載能力較大,適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場(chǎng)合。
選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素
1、動(dòng)力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素;動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主要依據(jù)之一,與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。動(dòng)力機(jī)到工作之間通過一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種或不同型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端起來,形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中,動(dòng)力機(jī)不外乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同,其機(jī)械特性差別很大,有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性,應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù)KW,選擇適合于該系統(tǒng)的*聯(lián)軸器。
2、傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩變化較大的工作載荷,應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器,以緩沖、減振、補(bǔ)償軸線偏移,改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。啟動(dòng)頻繁,、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平衡工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍,是超載工作,必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命,聯(lián)軸器只允許短間超載,一般短時(shí)間載不得超過公稱轉(zhuǎn)矩的2~3倍,即[Tmax]≥2~3Tn。
聯(lián)軸器盡寸、安裝與維護(hù)
聯(lián)軸器外形尺寸,即zui大徑向和軸向尺寸,必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。應(yīng)選擇裝拆方便、不用維護(hù)、維護(hù)周期長(zhǎng)或維護(hù)方便、更換易損件不用移動(dòng)兩軸、對(duì)中調(diào)整容易的聯(lián)軸器。
大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對(duì)中較困難,應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬彈性元性撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器的使用壽命長(zhǎng)。需密封潤(rùn)滑和使用不耐久的聯(lián)軸器,必然增加維護(hù)工作量。對(duì)于*連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益較高的場(chǎng)合,例如我國(guó)冶金企業(yè)的軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)高速端,目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸器,齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉(zhuǎn)矩大,但必須在潤(rùn)滑和密封良好的條件下才能耐久工作。且需經(jīng)常檢查密封狀況,注潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂,維護(hù)工作量大,增加了輔助工時(shí),減少了有效工作時(shí)間,影響生產(chǎn)效益。上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,已普通選用使用壽命長(zhǎng)、不用潤(rùn)滑和維護(hù)的膜片聯(lián)軸順取代鼓形齒式聯(lián)軸器,不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益,還可凈化工作環(huán)境。在軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)選用我國(guó)研制的彈性活銷聯(lián)軸器和扇形塊彈性聯(lián)軸器,不僅具有膜片聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn),而且緩沖減振效果好,價(jià)格更便宜。
聯(lián)軸器的工作環(huán)境
聯(lián)軸器于各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套使用,周圍的工作環(huán)境比較復(fù)雜,如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質(zhì)、鹽水、輻射等狀況,是選擇聯(lián)軸器時(shí)必須考慮的重要因素之一。對(duì)于高溫、低溫、有油、酸、堿介質(zhì)的工作質(zhì)量,不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器,應(yīng)選擇金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器,例如膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。
聯(lián)軸器的傳動(dòng)精度
小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的軸系傳動(dòng),要求聯(lián)軸器具有較高的傳動(dòng)精度,宜選用非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩和傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng),對(duì)傳動(dòng)精度變有要求,高轉(zhuǎn)速時(shí),應(yīng)避免選用金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動(dòng)元件之間的間隙的撓性聯(lián)軸器,宜選用傳動(dòng)精度高的膜片聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器選用程序
1、選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器。設(shè)計(jì)人員在選擇聯(lián)軸器時(shí)首先應(yīng)在已經(jīng)制定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及獲國(guó)家的聯(lián)軸器中選擇,只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器和聯(lián)軸器不能滿足設(shè)計(jì)需要時(shí)才需自己設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。
2、選擇聯(lián)軸器品種、型式
了解聯(lián)軸器(尤其是撓性聯(lián)軸器)在傳動(dòng)系統(tǒng)中的綜合功能,從傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)考慮,選擇聯(lián)軸器品種、型式。根據(jù)原動(dòng)機(jī)類別和工作載荷類別、工作轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)精度、兩軸偏移狀況、溫度、濕度、工作環(huán)境等綜合因素選擇聯(lián)軸器的品種。根據(jù)配套主機(jī)的需要選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)型式,當(dāng)聯(lián)軸器與制動(dòng)器配套使用時(shí),宜選擇帶制動(dòng)輪或制動(dòng)盤型式的聯(lián)軸器;需要過載保護(hù)時(shí),宜選擇安全聯(lián)軸器;與法蘭聯(lián)接時(shí),宜選擇法蘭式;長(zhǎng)距離傳動(dòng),聯(lián)接的軸向尺寸較大時(shí),宜選擇接中間軸型或接中間套型。
3、聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩計(jì)算
傳動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力機(jī)的功率應(yīng)大于工件機(jī)所需功率。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速可計(jì)算得到與動(dòng)力機(jī)相聯(lián)接的高速端的理論短矩T;根據(jù)工況系數(shù)K及其他有關(guān)系數(shù),可計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc,。聯(lián)軸器T與n成反比,因此低速端T大于高速端T。
4、初選聯(lián)軸器型號(hào)
根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc,從標(biāo)準(zhǔn)系列中可選定相近似的公稱轉(zhuǎn)矩Tn,選型時(shí)應(yīng)滿足Tn≥Tc。初步選定聯(lián)軸器型號(hào)(規(guī)格),從標(biāo)準(zhǔn)中可查得聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速[n]和zui大徑向尺寸D、軸向尺寸L0,就滿足聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速n≤[n]。
5、根據(jù)軸徑調(diào)整型號(hào)
初步選定的聯(lián)軸器聯(lián)接尺寸,即軸孔直徑d和軸孔長(zhǎng)度L,應(yīng)符合主、從動(dòng)端軸徑的要求,否則還要根據(jù)軸徑d調(diào)整聯(lián)軸器的規(guī)格。主、從動(dòng)端軸徑不相同是普通現(xiàn)象,當(dāng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速相同,主、從動(dòng)端軸徑不相同時(shí),應(yīng)按大軸徑選擇聯(lián)軸器型號(hào)。新設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)中,應(yīng)選擇符合GB/T3852中規(guī)定的七種軸孔型式,*采用J1型軸孔型式,以提高通用性和互換性,軸孔長(zhǎng)度按聯(lián)軸器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
6、選擇聯(lián)接型式
聯(lián)軸器聯(lián)接型式的選擇取決于主、從動(dòng)端于軸的聯(lián)接型式,一般采用鍵聯(lián)接,為統(tǒng)一鍵聯(lián)接型式及代號(hào),在GB/T3852中規(guī)定了七種鍵槽型式,四種無鍵聯(lián)接,用得較多的是A型鍵。
7、選定聯(lián)軸器品種、式、規(guī)格(型號(hào))
根據(jù)動(dòng)力機(jī)和聯(lián)軸器載荷類別、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境等綜合因素,選定聯(lián)軸器品種;根據(jù)聯(lián)軸器的配套、聯(lián)接情況等因素選定聯(lián)軸器型式;根據(jù)公稱轉(zhuǎn)矩、軸孔直徑與軸孔長(zhǎng)度選定規(guī)格(型號(hào))。為了保證軸和鍵的強(qiáng)度,在選定聯(lián)軸器型號(hào)(規(guī)格)后,應(yīng)對(duì)軸和鍵強(qiáng)度做校核驗(yàn)算,以zui后確定聯(lián)軸器的型號(hào)。
[編輯本段]
聯(lián)軸器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(通用)
1、剛性聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)(1)BG/T 5843-1986 凸緣聯(lián)軸器(2)JB/T 7006-1993 平行軸聯(lián)軸器型式基本參數(shù)尺寸
2、無彈性元件撓性聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)(1)JB/T 3241-1991 SWP型部分軸承座十字軸式萬向聯(lián)軸器(代替JB 3241-83)(2)JB/T 3242-1993 SWZ型整體軸承座十字軸式萬向聯(lián)軸器(代替JB 3242-83)(3)JB/T 5513-1991 SWC型整體叉頭十字軸式萬向聯(lián)軸器(4)JB/T 7341-1994 SWP、SWC型十字軸式萬向聯(lián)軸器十字包型式與尺寸(5)JB/T 5901-1991 十字軸萬向聯(lián)軸器(6)GB/T 7549-1987 球籠式同步萬萬向聯(lián)軸器型式、基本參數(shù)和主要尺寸(7)BG/T 7550-1987 球籠式同步萬向聯(lián)軸器試驗(yàn)方式(8)JB/T 6140-1992 重型機(jī)械用球籠式同步萬向聯(lián)軸器(9)JB/T 6139-1992 球鉸式萬向聯(lián)軸器(10)JB/T 5514-1991 TGL鼓形齒式聯(lián)軸器(11)JB/T 7001-1993 WGP型帶制動(dòng)盤鼓形齒式聯(lián)軸器型式、參數(shù)和尺寸(12)JB/T 7002-1993 WGC型帶制動(dòng)盤鼓形齒式聯(lián)軸器型式、參數(shù)和尺寸(13)JB/T 7003-1993 WGZ型帶制動(dòng)盤鼓形齒式聯(lián)軸器型式、參數(shù)和尺寸(14)JB/T 7004-1993 WGT型帶制動(dòng)盤鼓形齒式聯(lián)軸器型式、參數(shù)和尺寸(15)JB/T 8854.1-1999 GCLD型鼓形齒式聯(lián)軸器(代替ZBJ 19013-89)(16)JB/T 8854.2-1999 GICL、GIICL型鼓形齒式聯(lián)軸器(代替ZBJ 19013-89)(17)JB/T 8854.3-1999 GICLZ、GIICLZ型鼓形齒式聯(lián)軸器(代替ZBJ 19014-89)(18)JB/T 8821-1998 WGJ型接中間軸鼓形齒式聯(lián)軸器(19)GB/T 6069-1985 滾子鏈聯(lián)軸器
3、金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)(1)GB/T 12922-1991 彈性阻尼簧片聯(lián)軸器(2)GB/T 14653-1993 撓性桿聯(lián)軸器(3)JB/T 9147-1999 膜片聯(lián)軸器(代替ZB/T J19022-90)(4)JB/T 8869-2000 蛇形彈簧聯(lián)軸器(代替ZB/T J19023-90)
4、非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)(1)BG/T 2496-1996 彈性環(huán)聯(lián)軸器(代替GB 2496-81)(2)BG/T 4323-1984 彈性套柱銷聯(lián)軸器(3)BG/T 5014-1985 彈性柱銷聯(lián)軸器(4)BG/T 5015-1985 彈性柱銷齒式聯(lián)軸器(5)BG/T 5272-1985 梅花形彈性聯(lián)軸器(6)BG/T 5844-1986 輪胎式聯(lián)軸器(7)BG/T 10614-1989 芯型彈性聯(lián)軸器(8)JB/T 5511-1991 H型彈性塊聯(lián)軸器(9)JB/T 5512-1991 多角形橡膠聯(lián)軸器(10)JB/T 7849-1995 徑向彈性柱銷聯(lián)軸器(11)JB/T 7684-1955 LAK鞍形塊彈性聯(lián)軸器(12)JB/T 9148-1999 彈性塊聯(lián)軸器(代替ZBJ 19029-90)
5、安全聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)(1)JB/T 5986-1992 鋼砂式安全聯(lián)軸器(2)JB/T 5987-1992 鋼球式安全聯(lián)軸器(3)JB/T 6139-1992 AMN內(nèi)張摩擦式安全聯(lián)軸器(4)JB/T 7355-1994 AYL型液壓安全聯(lián)軸器(5)JB/T 7682-1995 蛇形彈簧安全聯(lián)軸器
聯(lián)軸器的選用
聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格很多,在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎(chǔ)上,根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的需要來選擇聯(lián)軸器,首先從已經(jīng)制訂為標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)軸器中選擇,目前我國(guó)制訂為國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的有十幾種,這些標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通用聯(lián)軸器,每一種聯(lián)軸器都有各自的特點(diǎn)和適用范圍,基本能夠滿足多種工況的需要,一般情況下設(shè)計(jì)人員無需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器,只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器不能滿足需要時(shí)才需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購方便,價(jià)格比自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中,正確選擇適合自己需要的*聯(lián)軸器,關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)的工作性能、可靠性、使用壽命、振動(dòng)、噪聲、節(jié)能、傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、經(jīng)濟(jì)性等一系列問題,也關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。
設(shè)計(jì)人員在選用聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)立足于從軸系傳動(dòng)系統(tǒng)的角度需要來選擇聯(lián)軸器,應(yīng)避免單純的只考慮主、從動(dòng)端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。
一、選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素
(一)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性
動(dòng)力機(jī)到工作時(shí)之間,通過一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種或不同型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端聯(lián)接起來,形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中,動(dòng)力機(jī)不外乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)不同,其機(jī)械特性差別很大,有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。
動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有一定的影響,不同類型的動(dòng)力機(jī),由于其機(jī)械特性不同,應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù)KW,選擇適合于該系統(tǒng)的*聯(lián)軸器。動(dòng)力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素;動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主要依據(jù)之一,與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。
固定的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力機(jī)大都是電動(dòng)機(jī),運(yùn)行的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)(例如般舶、各種車輛等)中的動(dòng)力機(jī)多為內(nèi)燃機(jī),當(dāng)動(dòng)力機(jī)為缸數(shù)不同的內(nèi)燃機(jī)時(shí),必須考慮扭振對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的影響,這種影響因素與內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)、各缸是否正常工作有關(guān)。此時(shí)一般應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器,以調(diào)整軸系固有頻率,降低扭振振幅,從而減振、緩沖、保護(hù)傳動(dòng)裝置部件,改善對(duì)中性能,提高輸出功率的穩(wěn)定性。
(二)載荷類別
由于結(jié)構(gòu)和材料不同,用于各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)軸器,其承載能力差異很大。載荷類別主要是針對(duì)工作機(jī)的工作載荷的沖擊、振動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、頻繁啟動(dòng)等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計(jì)算,將傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷分為四類。
傳統(tǒng)系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)知變化較大的工作載荷,應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器,以緩沖、減振、補(bǔ)償軸線偏移,改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。起動(dòng)頻繁、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍,是超載工作,必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命,聯(lián)軸器只允許短時(shí)超載,一般短時(shí)超載不得超過公稱轉(zhuǎn)矩的2~3倍,即[Tmax]≥2~3Tn。
低速重載工況應(yīng)避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸器,例如:彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯型彈性聯(lián)軸器、多角形橡膠聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器等;需控制過載安全保護(hù)的軸系,宜選用安全聯(lián)軸器;載荷變化較大的并有沖擊、振動(dòng)的軸系,宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器。金屬彈性聯(lián)軸器承載能力高于非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器;彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯(lián)軸器。
(三)聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速
聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度的zui大外緣尺寸,經(jīng)過計(jì)算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍不相同,改變聯(lián)軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍,材料為鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn)速。
(四)聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對(duì)位移
聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生和變形、基座變形、軸承磨損、溫度變化、部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等多種因素而產(chǎn)生相對(duì)位移。一般情況下,兩軸相對(duì)位移是難以避免的,但不同工況條件下的軸系傳動(dòng)所產(chǎn)生態(tài)平衡位移方向,即軸向、徑向角向以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯(lián)軸器才具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的性能,因此在實(shí)際應(yīng)用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補(bǔ)償性應(yīng)用范圍受到限制,因此用量很少。角向位移較大的軸系傳動(dòng)宜選用萬向聯(lián)軸器;有軸向竄動(dòng),并需控制軸向位移的軸系傳動(dòng),應(yīng)選用膜片聯(lián)軸器;只有對(duì)中精度很高的情況下才選用剛性聯(lián)軸器。
(五)聯(lián)軸器的傳動(dòng)精度
小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的軸系傳動(dòng),要求聯(lián)軸器具有較高的傳動(dòng)精度,宜選用金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩和傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng),對(duì)傳動(dòng)精度亦有要求,高轉(zhuǎn)速時(shí),應(yīng)避免選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動(dòng)元件之間有間隙的撓性聯(lián)軸器,宜選用傳動(dòng)精度高的膜片聯(lián)軸器。
(六)聯(lián)軸器尺寸、安裝與維護(hù)
聯(lián)軸器外形尺寸,即zui大徑向和軸向尺寸,必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。間選擇裝拆方便、不用維護(hù)、維護(hù)周期長(zhǎng)或維護(hù)方便、更換易損件不用移動(dòng)兩軸、對(duì)中調(diào)整容易的聯(lián)軸器。
大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對(duì)中較困難,應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器使用壽命長(zhǎng)。需密封潤(rùn)滑和使用不耐久的聯(lián)軸器,必然增加維護(hù)工作量。對(duì)于*連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益較高的場(chǎng)合,例如我國(guó)冶金企業(yè)的軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的高增端,目前普遍采用的上齒式聯(lián)軸器,齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉(zhuǎn)矩大,但必須在潤(rùn)滑和密封良好的條件下才能耐久工作,且需經(jīng)常檢查密封狀況,注潤(rùn)滑油,維護(hù)工作量大,增加了輔助工時(shí),減少了有效工作時(shí)間,影響生產(chǎn)效益。
(七)工作環(huán)境
聯(lián)軸器與各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套作用,周圍的工作環(huán)境比較復(fù)雜。對(duì)于高溫、低溫、有油、酸、堿介質(zhì)的工作環(huán)境,不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器,應(yīng)選擇金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。彈性柱銷齒式聯(lián)軸器由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)柱銷的竄動(dòng),自身噪聲大,對(duì)于噪聲有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合不應(yīng)選用。
(八)聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。
在滿足便用性能的前提下,應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低的聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且裝拆方便,可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。一般的非金屬彈性元件聯(lián)軸器(例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等),由于具有良好的綜合能力,廣泛適用于一般的中、小功率傳動(dòng)。
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聯(lián)軸器的動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介
在選擇聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)根據(jù)選用者各自實(shí)際情況和要求,綜合考慮上述各種因素,從現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中選取自己需要的聯(lián)軸器品種、型式和規(guī)格。一般情況下現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器基本可以滿足不同工況的需要。
由于動(dòng)力機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩及工作機(jī)的負(fù)載載矩不穩(wěn)定,以及由傳動(dòng)零件制造誤差引起的沖擊和零件不平衡離心慣性力引起的動(dòng)載荷,使得傳動(dòng)軸系在變載荷(周期性變載荷及非周期性沖擊載荷)下動(dòng)行產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),這將影響機(jī)械的使用壽命和性能,破壞儀器、儀表的正常工作條件,并對(duì)軸系零件造成附加動(dòng)應(yīng)力,當(dāng)總應(yīng)力或交變應(yīng)力分別超過允許限制時(shí),會(huì)使零件產(chǎn)生破壞或疲勞破壞。在設(shè)計(jì)或選用傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)用的聯(lián)軸器時(shí),應(yīng)進(jìn)行扭振分析和計(jì)算,其目的在于求擊軸系的固有頻率,以確定動(dòng)力機(jī)的各階臨界轉(zhuǎn)速,從而算出扭振使軸系及傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的附加載荷和應(yīng)力。必要時(shí)采用減振緩沖措施,其基本原理是合理的匹配系統(tǒng)的質(zhì)量、剛度、阻尼及干擾力的大小和頻率,使傳動(dòng)裝置不在共振區(qū)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),或在運(yùn)轉(zhuǎn)速度內(nèi)范圍不出現(xiàn)強(qiáng)烈的共振現(xiàn)象。另一個(gè)行之有效的方法是在軸系中采用高柔度的彈性聯(lián)軸器,簡(jiǎn)稱高彈(性)聯(lián)軸器,以降低軸系的固有頻率,并利用其阻尼特性減小扭振振幅。