聯軸器的用途應用

2017-04-26  來自: 鎮江市乐橙手机客户端機械有限公司 瀏覽次數:624

動力簡介

    在選擇聯軸器時應根據選用者各自實際情況和要求,綜合考慮上述各種因素,從現有標準聯軸器中選取最適合自己需要的聯軸器品種、型式和規格。一般情況下現有的標準聯軸器基本可以滿足不同工況的需要。

    由於動力機的驅動轉矩及工作機的負載載矩不穩定,以及由傳動零件製造誤差引起的衝擊和零件不平衡離心慣性力引起的動載荷,使得傳動軸係在變載荷(周期性變載荷及非周期性衝擊載荷)下動行產生機械振動,這將影響機械的使用壽命和性能,破壞儀器、儀表的正常工作條件,並對軸係零件造成附加動應力,當總應力或交變應力分別超過允許限製時,會使零件產生破壞或疲勞破壞。在設計或選用傳遞轉矩和運動用的聯軸器時,應進行扭振分析和計算,其目的在於求擊軸係的固有頻率,以確定動力機的各階臨界轉速,從而算出扭振使軸係及傳動裝置產生的附加載荷和應力。必要時采用減振緩衝措施,其基本原理是合理的匹配係統的質量、剛度、阻尼及幹擾力的大小和頻率,使傳動裝置不在共振區的轉速範圍內運轉,或在運轉速度內範圍不出現強烈的共振現象。另一個行之有效的方法是在軸係中采用高柔度的彈性聯軸器,簡稱高彈(性)聯軸器,以降低軸係的固有頻率,並利用其阻尼特性減小扭振振幅。

選用因素

    聯軸器品種、型式、規格很多,在正確理解品種、型式、規格各自概念的基礎上,根據傳動係統的需要來選擇聯軸器,首先從已經製訂為標準的聯軸器中選擇,目前我國製訂為國標和行標的有十幾種,這些標準聯軸器絕大多數是通用聯軸器,每一種聯軸器都有各自的特點和適用範圍,基本能夠滿足多種工況的需要,一般情況下設計人員無需自行設計聯軸器,隻有在現有標準聯軸器不能滿足需要時才需自行設計聯軸器。標準聯軸器選購方便,價格比自行設計的非標準聯軸器要便宜很多。在眾多的標準聯軸器中,正確選擇適合自己需要的聯軸器,關係到機械產品軸係傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節能、傳動效率、傳動精度、經濟性等一係列問題,也關係到機械產品的質量。

    設計人員在選用聯軸器時應立足於從軸係傳動係統的角度需要來選擇聯軸器,應避免單純的隻考慮主、從動端聯接選擇聯軸器。

動力機的機械特性

    動力機到工作時之間,通過一個或數個不同品種或不同型式、規格的聯軸器將主、從動端聯接起來,形成軸係傳動係統。在機械傳動中,動力機不外乎電動機、內燃機和汽輪機。由於動力機工作原理和結構不同,其機械特性差別很大,有的運轉平穩,有的運轉時有衝擊,對傳動係統形成不等的影響。

    動力機的機械特性對整個傳動係統有一定的影響,不同類型的動力機,由於其機械特性不同,應選取相應的動力機係數KW,選擇適合於該係統的聯軸器。動力機的類別是選擇聯軸器品種的基本因素;動力機的功率是確定聯軸器的規格大小的主要依據之一,與聯軸器轉矩成正比。

    固定的機械產品傳動係統中的動力機大都是電動機,運行的機械產品傳動係統(例如般舶、各種車輛等)中的動力機多為內燃機,當動力機為缸數不同的內燃機時,必須考慮扭振對傳動係統的影響,這種影響因素與內燃機的缸數、各缸是否正常工作有關。此時一般應選用彈性聯軸器,以調整軸係固有頻率,降低扭振振幅,從而減振、緩衝、保護傳動裝置部件,改善對中性能,提高輸出功率的穩定性。

載荷類別

    由於結構和材料不同,用於各個機械產品傳動係統的聯軸器,其承載能力差異很大。載荷類別主要是針對工作機的工作載荷的衝擊、振動、正反轉、製動、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。為便於選用計算,將傳動係統的載荷分為四類。

    傳統係統的載荷類別是選擇聯軸器品種的基本依據。衝擊、振動和轉知變化較大的工作載荷,應選擇具有彈性元件的撓性聯軸器即彈性聯軸器,以緩衝、減振、補償軸線偏移,改善傳動係統工作性能。起動頻繁、正反轉、製動時的轉矩是正常平穩工作時轉矩的數倍,是超載工作,必然縮短聯軸器彈性元件使用壽命,聯軸器隻允許短時超載,一般短時超載不得超過公稱轉矩的2~3倍,即[Tmax]≥2~3Tn。

    低速重載工況應避免選用隻適用於中小功率的聯軸器,例如:彈性套柱銷聯軸器、芯型彈性聯軸器、多角形橡膠聯軸器、輪胎式聯軸器等;需控製過載安全保護的軸係,宜選用安全聯軸器;載荷變化較大的並有衝擊、振動的軸係,宜選擇具有彈性元件且緩衝和減振效果較好的彈性聯軸器。金屬彈性聯軸器承載能力高於非金屬彈性元件彈性聯軸器;彈性元件受擠壓的彈性聯軸器可靠性高於彈性元件受剪切的彈性聯軸器。

許用轉速

    聯軸器的許用轉速範圍是根據聯軸器不同材料允許的線速度的最大外緣尺寸,經過計算而確定。不同材料和品種、規格的聯軸器許用轉速範圍不相同,改變聯軸器的材料可提高聯軸器許用轉速範圍,材料為鋼的許用轉速大於材料為鑄鐵的許用轉速。

所聯兩軸相對位移

    聯軸器所聯兩軸由於製造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產生和變形、基座變形、軸承磨損、溫度變化、部件之間的相對運動等多種因素而產生相對位移。一般情況下,兩軸相對位移是難以避免的,但不同工況條件下的軸係傳動所產生態平衡位移方向,即軸向、徑向角向以及位移量的大小有所不同。隻有撓性聯 軸器才具有補償兩軸相對位移的性能,因此在實際應用中 大量選擇撓性聯軸器。剛性聯軸器不具備補償性應用範圍受到限製,因此用量很少。角向位移較大的軸係傳動宜選用萬向聯軸器;有軸向竄動,並需控製軸向位移的軸係傳動,應選用膜片聯軸器;隻有對中精度很高的情況下才選用剛性聯軸器。

傳動精度

    小轉矩和以傳遞運動為主的軸係傳動,要求聯軸器具有較高的傳動精度,宜選用金屬彈性元件的撓性聯軸器。大轉矩和傳遞動力的軸係傳動,對傳動精度亦有要求,高轉速時,應避免選用非金屬彈性元件彈性聯軸器和可動元件之間有間隙的撓性聯軸器,宜選用傳動精度高的膜片聯軸器。

尺寸、安裝與維護

    聯軸器外形尺寸,即最大徑向和軸向尺寸,必須在機器設備允許的安裝空間以內。間選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中調整容易的聯軸器。

    大型機器設備調整兩軸對中較困難,應選擇使用耐久和更換易損件方便的聯軸器。金屬彈性元件撓性聯軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯軸器使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯軸器,必然增加維護工作量。對於長期連續運轉和經濟效益較高的場合,例如我國冶金企業的軋機傳動係統的高增端,目 前普遍采用的是齒式聯軸器,齒式聯軸器雖然理論上傳遞轉矩大,但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作,且需經常檢查密封狀況,注潤滑油,維護工作量大,增加了輔助工時,減少了有效工作時間,影響生產效益。

工作環境

    聯軸器與各種不同主機產品配套作用,周圍的工作環境比較複雜。對於高溫、低溫、有油、酸、堿介質的工作環境,不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯軸器,應選擇金屬彈性元件撓性聯軸器。 彈性柱銷齒式聯軸器由於運轉時柱銷的竄動,自身噪聲大,對於噪聲有嚴格要求的場合不應選用。

製造、安裝、維護和成本

    在滿足便用性能的前提下,應選用裝拆方便、維護簡單、成本低的聯軸器。例如剛性聯軸器不但結構簡單,而且裝拆方便,可用於低速、剛性大的傳動軸。一般的非金屬彈性元件聯軸器(例如彈性套柱銷聯軸器、彈性柱銷聯軸器、梅花形彈性聯軸器等),由於具有良好的綜合能力,廣泛適用於一般的中、小功率傳動。


選用標準

    設計人員在選 擇聯軸器時首先應在已 經製定為國家標準、機械行業標準以及獲國家 專利的聯軸器中 選擇,隻有在現有標準聯 軸器和專利聯軸器不能滿足設計需 要時才需自己設計聯軸器。

選擇品種

    了解聯軸器(尤其是撓性聯軸器)在傳動係統中的綜合功能,從傳動係統總體設計考慮,選擇聯軸器品種、型式。根據原動機類別和工作載荷類別、工作轉速、傳動精度、兩軸偏 移狀況、溫度、濕度、工作環境等綜合因素選擇聯軸 器的品種。根據配 套主機的需要選擇聯軸器 的結構型式,當聯軸器與製動器 配套使用時,宜選擇帶製動輪或製動盤型式的聯軸器;需要過載 保護時,宜選擇安全 聯軸器;與法蘭 聯接時,宜選擇 法蘭式;長距離傳動,聯接的軸向尺寸較大時,宜選擇接 中間軸型或接中間套型。

轉矩計算

    傳動係統中動力機的功率應大於工件機所需功率。根據動力機的功率 和轉速可計算得到與 動力機相聯接的高速端的理論短矩T;根據工況係數K及其他有關係數,可計算聯軸器的計算轉矩Tc,。聯軸器T與n成反比,因此低速端T大於高速端T。

初選型號

    根據計算轉矩Tc,從標準 係列中可選定相近似的公稱轉矩Tn,選型時應滿足Tn≥Tc。初步選定聯軸器型號(規格),從標準中可查得聯軸器 的許用轉速[n]和最大徑向尺寸D、軸向尺寸L0,就滿足聯軸器 轉速n≤[n]。

調整型號

    初步選定的 聯軸器聯接尺寸,即 軸孔直徑d和軸孔長度L,應符合主、從動端軸徑的要求,否則還要 根據軸徑d調整聯軸器的規格。主、從動端軸徑不相 同是普通現象,當轉矩、轉速相同,主、從動端軸徑不 相同時,應按大軸徑選 擇聯軸器型號。新設計的傳 動係統中,應選 擇符合GB/T3852中規定的七種軸孔型式,推薦采用J1型軸孔型式,以提高通用性和 互換性,軸孔長度按聯軸 器產品標準的規定。

聯接型式

    聯軸器聯接型式的選擇取決於主、從動端與軸的聯接型式,一般采用鍵聯接,為統一鍵聯 接型式及代號,在GB/T3852中規定了七 種鍵槽型式,四種無 鍵聯接,用得較多的是A型鍵。

選定品種

    根據動力機和聯 軸器載荷類別、轉速、工作環 境等綜合因素,選定聯軸 器品種;根據 聯軸器的配套、聯接情況等因 素選定聯軸器型式;根據公稱轉矩、軸孔直徑與軸孔長度選定規格(型號)。為了保證軸和鍵的強度,在選定聯軸器型號(規格)後,應對軸和鍵強度做校核驗算,以最後確定聯軸器的型號。

關鍵詞: 聯軸器的用途           

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