联轴器疲劳破坏机理同弹性联轴器在舰船动力装置中的应用

一、联轴器橡胶材料疲劳破坏机理

橡胶材料及其制品在使用中要受到环境条件以及其他因素的影响，同时要受到其内部组成及自身形状的影响，从而使原有的外观、性能等发生变化。我们把这种实用上成为问题的状态变化叫做老化。而星形弹性联轴器在使用过程中起到传递转矩的作用，在剪切载荷等周期性交变载荷的长期作用下，物理性能降低，甚至产生裂纹，发生断裂，导致产品无法继续使用，这就是橡胶的疲劳老化，或称疲劳破坏。

对于橡胶疲劳破坏机理的研究，目前尚无统一成熟的理论，不同的学者给出了不同的理论解释，目前主要有两种，即分子运动理论和唯象理论。

分子运动理论认为，橡胶材料疲劳破坏的主要原因是疲劳载荷导致橡胶材料内部化学键的断裂。该理论认为，橡胶长链分子内部本身存在弱键，在疲劳载荷的反复作用下，应力集中于橡胶分子中的强度较小的键以及橡胶分子之间的连接键上，随着作用时间的延长，这些弱键就会被破坏，形成破坏核；而后这些破坏核不断扩展，继而产生宏观裂纹直至断裂破坏。

而唯象理论则认为，橡胶的疲劳破坏是材料内部本身所具有的内部缺陷(包括微裂纹、气泡等)在外界疲劳载荷的不断作用下扩展而导致的。

两种理论的分歧在于破坏核形成原理的不同，而一旦破坏核形成，两者都认为是化学键的断裂导致了裂纹的不断增长。

二、弹性联轴器在舰船动力装置中的应用

如果柴油机采用隔振措施，在柴油机输出端和轴系之间设置一个梅花型联轴器是的。特别有减速齿轮箱的状况，为避免产生冲击，应如此。因此，高弹联轴器在舰船动力装置中的应用相当广泛，这里仅举几例说明之。

(1)RATO—S2721型弹性联轴器在船舶柴一燃并车及双层隔振动力装置中的应用在该动力装置中，柴油机采用双层隔振和箱装体技术，这种技术是目前较的减振降噪措施之一RATO—S2721型弹性联轴器被安装在柴油机功率输出端与中间轴承之间。在此，弹性联轴器除进一步衰减轴系扭转振动外，还是衰减箱装体内柴油机功率输出端轴系上结构噪声的装置。同时，弹性联轴器还起到补偿由于振动、冲击等原因造成的双层隔振装置中上层弹性支承变形所引起的柴油机轴线轴向、径向位移的作用。该型弹性联轴器的橡胶弹性元件采用双排结构，增大径向位移的补偿能力，金属弹性件采用挠性杆结构，用于增大轴向位移的补偿能力。

(2)BC63/12。5/85盖斯林格联轴器在船舶动力装置中的应用在主机和减速齿轮箱(前：GWH52。50型水平异心正倒车齿轮箱，后：GWDM56。62型角向异心双速比正倒车齿轮箱)插入BC63/12。5/83型盖斯林格联轴器，主要用于缓冲主机脉动扭矩对齿轮箱的冲击，同时吸收振动能量，补偿径向、齿向等偏差。

(3)LS5313型弹性联轴器在船舶动力装置中的应用该装置由主电机、弹性联轴器、推力轴承、中间轴和螺旋桨等部件组成。其中主电机安装在弹性支承上。LS5313型弹性联轴器的功能：补偿主电机弹性支承引起的轴向、径向和角向位移，衰减主电机通过轴系传出船外和螺旋桨传入船内的结构噪音。

LS5313型弹性联轴器的应用使得在船内换橡胶元件备件变得切实可行，扇形分块结构使得备件移动重量轻，便于拆装，且不需要工具。

(4)LC3010C型弹性联轴器在小型高速船动力装置中的应用小型高速船一般采用高速柴油机作动力，所以变动负荷大。此外，小船船体变形大，受风浪影响大，频繁的波浪冲击和螺旋桨露出水面引起的变动载荷附加对齿轮箱、柴油机及轴系有较大影响。弹性联轴器可以地降低变动载荷对动力装置各设备的影响和补偿由此造成的位移。

LC3010C型弹性联轴器可使齿轮箱的扭转应力降低60倍(相对刚性或低弹性联轴器而言)，同时弹性联轴器起到保护其它部件的作用。

LC3010C型弹性联轴器还具有重量轻、结构简单、维护简单等优点。非常适合小型高速船。

(5)LS1721G型弹性联轴器在高速船主推进轴系中的应用该型高速船选用了、大修期较长的高速柴油机作动力。因柴油机抗冲击性较低，因此在机座上加装了钢丝绳减振器。为补偿减振器弹性变形引起的轴线位移，同时保持轴系紧凑的特点，配套LS17216弹性联轴器为较好的选择。在此轴系中因LS17266型弹性联轴器增加的净轴向尺寸为112mm，同时满足其它如扭振、位移、降噪等技术指标的要求。

(6)弹性联轴器在船用主机驱动的发电机装置中的应用船舶所需的电力主要来自主机或辅机驱动的船用发电机。实践表明由主机驱动发电比辅机驱动发电具有较好的经济性，但主机辅助驱动装置使得轴系质量系统分支化、复杂化。因此，主机驱动发电装置的发电质量难以。只有通过在辅助驱动装置中加装大柔度的弹性联轴器，才能地衰减振动，降低轴系变动载荷对发电质量的影响。