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联轴器装配不对的主要原因以及国内外联轴器对比

文章作者:巨泽联轴器   发布时间:2020-10-14
液压泵机组属于转子系统,60%的故障是由不对中引起的,其中联轴器装配不对中是产生不对中的主要原因。目前通过研究不对中状态下的弹性柱销齿式联轴器振动特性,用于检测不对中状态,主要集中在齿式联轴器和膜片式联轴器,而对梅花形弹性联轴器的不对中振动特性研究较少。

<一>、联轴器装配不对的主要原因

舵机是舰船航行使用的装置,其低振动噪声及高可靠性对于舰船生存能力至关重要。目前我国水面舰船通常使用的阀控操舵装置存在较大的换向冲击及节流噪声,噪声经液压管路传至全船,极大影响了舰船隐蔽性。自20世纪70年代以来,国外海军已开始研究功率电传的电液操舵方式。电液舵机具有体积小、效率高、振动噪声低及无液压冲击的优点,可减少管路结构振动及操舵线谱噪声。

液压泵机组是电液舵机的动力单元,由电机、液压泵和联轴器组成,输出高压油至执行机构,驱动执行机构对外做功。目前,国内外液压系统向集成化和安静化等方向发展,研究人员对液压泵机组的可靠性和安静性的研究日益广泛。在安静性方面,研究集中在电机和液压泵的振动噪声降低措施上。在可靠性方面,研究集中在电机和液压泵的内部结构优化设计以及电机一液压泵的连接状态上。提取电机一泵设备不对中状态特征参数,应用人工神经网络学习实现了不对中状态实时监测。针对由空心线圈和Halbach永磁结构组成的直线同步电机,提出其牵引力和法向力的一种解析计算方法,为永磁同步电机的结构设计提供了基础。指出联轴器装配不对中是引起旋转机械异常振动的主要原因之一,不对中时域波形类似正弦曲线,为1倍频、2倍频的叠加,频域波形有明显的2倍频特征。

液压泵机组属于转子系统,60%的故障是由不对中引起的,其中联轴器装配不对中是产生不对中的主要原因。目前通过研究不对中状态下的弹性柱销齿式联轴器振动特性,用于检测不对中状态,主要集中在齿式联轴器和膜片式联轴器,而对梅花形弹性联轴器的不对中振动特性研究较少。

梅花形弹性联轴器由弹性元件和两个半联轴器凸爪组成。相比于齿式联轴器和膜片式联轴器,具有结构简单、补偿能力强、减振缓冲性能好等优点,适用于经常启停、换向、要求较高可靠性的工作环境。因此,本文建立梅花形弹性联轴器不对中条件下的力学模型,研究偏角不对中的振动特性,为使用梅花形弹性联轴器的液压泵机组不对中故障检测提供理论基础与试验依据。

<二>、国内外联轴器对比

国内对梅花形联轴器的生产和研究是从70年代后期开始,国内生产的弹性联轴器大多在国外联轴器的基础上,根据自己的需要加以改进而成。如国内生产的TD型轮胎式联轴器,是重型机械厂的系列产品,其结构与ca型、RF型轮胎式联轴器相似,但设计计算不一样,因此各部分尺寸都不一样。xL系列高弹性橡胶联轴器是我国用系列化标准化和通用化观点设计研制的个高弹性橡胶联轴器标准系列产品,曾荣获科学大会成果奖。梅花形联轴器是将一个整体的梅花形弹性环装在两个形状相同的半联轴器的凸爪之间,以实现两半联轴器的连接,通过凸爪与弹性环之间的挤压传递动力,通过弹性环的弹性变形补偿两轴相对偏移,实现减振缓冲。弹性活销联轴器是由我国研制的新型高性能联轴器,它集中现有标准弹性联轴器不同结构的优点,例如具有梅花形弹性联轴器的优点:弹性元件受挤压,结构简单,可靠性高,克服了梅花形弹性联轴器换弹性元件时带来的不便。EZ,EZR和LB型弹性联轴器通过金属连接件与弹性元件在螺栓组预紧下夹紧构成,其弹性元件由橡胶和帘布层经硫化并紧密结合而成。此外橡胶等非金属弹性元件的联轴器还有国内711研究所大华联轴器厂研制的LC(扭转剪切型)、LB(挤压式)系列高弹联轴器等。

国内外联轴器对比:联轴器的技术水平,无论是结构型式还是技术参数及性能指标,绝大多数达到国外同类产品的水平;但从产品加工精度、质量及使用寿命相比差距较大。主要原因,一是与组织生产的形式、规模和管理水平有关,二是加工设备比较陈旧,生产效率低,加工精度差。

近年来,我国在弹性联轴器的研究也取得了一些进展,特别是在一些关键技术及产业化等方面。

为了实现不同工况下,联轴器能够满足减振、降噪、长寿命、大转矩的要求,同时,为了维修、安装和散热方便和避免共振。目前,国内外对弹性联轴器研究方向主要:采用新材料,尤其是对橡胶元件采用新材料,通过配方和硫化工艺等来改变其材料力学性能特性;采用新结构,通过自主的新结构满足特定工况下传递转矩或运动;采用新技术,如金属与橡胶的粘结技术等来提高联轴器的性能;采用新的计算方法,计算机的发展,促进了计算方法的发展和应用,如盖斯林格采用先进的计算机算法使结构尺寸大大减少以及价格下降。


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