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弹性联轴器转速大转矩及弹性柱销联轴器的作用

文章作者:巨泽联轴器   发布时间:2020-10-26
弹性柱销联轴器是一种与弹性安装的动力装置相适应的动力传输设备,其安装于动力系统与轴系之间,由外鼓轮、内鼓轮、轮毅、橡胶金属环组件等零部件组成,其利用橡胶金属环组件置于两半联轴器联接孔内以实现两半联轴器的联接,橡胶金属环组件的芯轴与输出半联轴器的联接孔通过配合联接,而橡胶金属环组件的外套筒与输入半联轴器的内鼓轮联接,这样便使得输入与输出半联轴器并不是通过刚性联接在一起,在传递转矩时需通过弹性元件再传递

<一>、弹性联轴器转速大转矩

弹性柱销联轴器是一种与弹性安装的动力装置相适应的动力传输设备,其安装于动力系统与轴系之间,由外鼓轮、内鼓轮、轮毅、橡胶金属环组件等零部件组成,其利用橡胶金属环组件置于两半联轴器联接孔内以实现两半联轴器的联接,橡胶金属环组件的芯轴与输出半联轴器的联接孔通过配合联接,而橡胶金属环组件的外套筒与输入半联轴器的内鼓轮联接,这样便使得输入与输出半联轴器并不是通过刚性联接在一起,在传递转矩时需通过弹性元件再传递到输出组件。

考虑到弹性联轴器沿周向分布有多个橡胶一金属组合件,以及轮毅存在齿式结构等因素,导致弹性联轴器静态径向刚度在不同角度处可能会有所差异,因此需计算弹性联轴器在不同的径向方向上径向刚度值,并进行分析比较。

联轴器滑移齿轮、橡胶一金属组合轮之间的接触特性,通过施加转动载荷,将接触应力特性转化为接触刚度,并将其与弹性联轴器固有刚度叠加,进而分析获得联轴器的模态特性,包括固有频率、振型等。

实际的转速应当保证联轴器不能从所联接的部件脱离,由于同样的联轴器可能被用在不同的设备上,因此对联轴器的设计临界转速(转速)评价非常困难,一般仅仅考虑联轴器而不考虑整个系统。

工程中通常有两种分析转速的方法:基于离心应力的转速法和基于弯曲临界速度的转速法。在两种临界转速分析方法的基础上,综合考虑弹性联轴器结构特点,我们选定基于离心应力的转速分析方法(强度分析方法)。弹性联轴器的性能和设计要求弹性联轴器被广泛地应用在柴油机动力装置中。它设置在柴油机的输出端,其功能在于:传递扭矩;调整传动装置轴系扭转振动特性;补偿因振动、冲击引起的主、从动轴的中心位移;缓冲和吸振。因此,起到了减振降噪的目的,从而起到保护主、从动机和整个传动装置运行可靠性的目的。

自20世纪60年代以来,国外盖斯林格、伏尔康式等新型联轴器,广泛运用于各种传动装置中。国内于70年代后期开始研制弹性联轴器,如XL型橡胶金属环联轴器和引进技术生产的盖斯林格联轴器。

本文简介舰船用弹性联轴器的研制及应用概况,并分析了今后的发展趋势。

1弹性联轴器的性能(3)许用轴向位移、许用径向位移、许用角向位移1)额定转矩、较大转矩、许用变动转矩额定转矩是指联轴器允许持续传递的转矩,它应满足动力装置在持续工况下的平均转矩。较大转矩是指联轴器能够满足动力装置在瞬态工况下(如:启动、冲击、通过临界点等)的工作转矩。许用变动转矩是指弹性联轴器满足在动力装置持续工况下周期性扭转振动的允许扭转振动转矩幅值。该特性反映了弹性联轴器承受振动的能力,也是弹性联轴器的特征技术性能之一(3)许用轴向位移、许用径向位移、许用角向位移2)动态扭转刚度和阻尼系数动态扭转刚度C以产生单位扭转变形所需的扭矩表示,动态扭转刚度可以调节轴系的自振频率以实现避开共振的目的。而阻尼系数反映联轴器衰减振动的能力。动态扭转刚度和阻尼系数是动力装置轴系扭振计算不可缺少的弹性联轴器的重要特征技术性能参数。

(3)许用轴向位移、许用径向位移、许用角向位移许用轴向、径向、角向位移分别是允许弹性联轴器主、从动端相对端面轴向、径向和角向(两轴线成一定角度)的偏移量。

这3项指标反映了弹性联轴器补偿主、从动机两轴端轴线位移的能力。另外,还有重量尺寸、许用转速等指标。

2弹性联轴器的设计要求弹性联轴器的设计是以实现其性能为目标,同时以结构合理、综合性能强为准则。因此,弹性联轴器的结构设计应考虑以下几个要求:(1)满足基本的性能要求。包括:承载能力,承受振动的能力,补偿位移的能力。

(2)制造工艺性。产品具有制造的可行性和现实性。

(3)实用性和标准化要求。产品结构容易变形和组合,能满足不同动力装置的使用匹配要求。

(4)安装工艺性。安装、拆卸简单易行。能适合各种安装环境,特别是在舰船机舱较小的特殊空间内能方便拆卸和安装。

(5)可靠性和维修性。弹性联轴器采用可靠性设计。例如采用冗余设讯通过弹性元件的冗余可以地提高轴系的可靠性。同时应该考虑容易维护和免维护的要求。

(6)经济性。产品的成本高低直接影响生命力和推广使用价值。

<二>、弹性柱销联轴器的作用

梅花型联轴器是利用非金属弹性原材料根据两半联轴器柱销空大小制成的弹性柱销,通过两半联轴器凸缘空链接而成的联轴器。弹性柱销一般采用高弹性和韧性的聚氨酯,尼龙制作而成,具有很高的抗拉能力,同时有很好的韧性可以起到减震补偿位移的作用。

弹性柱销联轴器是通过柱销链接两半联轴器,所以在使用中安装和拆卸非常方便,不用移动动力机和机械设备就可以完成拆卸工作。虽然这种联轴器有拆卸方便,免维修的有点,但是由于是非金属的原件作为联轴节原件,所以能够承受的剪切力非常小,不能在重载环境下使用,只能在要求低中低转速中使用,这是这种联轴器的弊端,当然如果您需要传递重载的联轴器可以选购我厂的金属联轴器或者膜片联轴器。

星形弹性联轴器的性能及保养说明

星形弹性联轴器主要有两种类型,一种是传统的直爪型的,另一种是曲面(内凹)爪型的零间隙联轴器。传统的直爪型星形弹性联轴器不适合用在精度很高的伺服传动应用中。零间隙爪型星形弹性联轴器是在直爪型的基础上演变而来的,但不同的是其设计能适合伺服系统的应用,常用于联接伺服电机、步进电机和滚珠丝杆。曲面是为了减少弹性梅花间隔体的变形和限制高速运转时向心力对它的影响。零间隙爪型联轴器由两个金属轴套(通常采用铝合金材质,也可以提供不锈钢材质)和一个梅花弹性间隔体结合而成。梅花弹性间隔体有多个叶片分支,像滑块联轴器一样,它也是通过压挤来使梅花弹性间隔体和两边的轴套吻合,并以此了其零间隙性能。与滑块联轴器不同的是,星形弹性联轴器是通过压挤传动的而滑块联轴器是通过剪力传动的。在使用零间隙爪型联轴器时,使用者要注意不能超过生产商给出的弹性元件的大承受能力(零间隙的前提下),否则梅花弹性间隔体将会被压扁变形失去弹性,预加负荷消失,导致失去零间隙的性能,还可能在发生严重的问题后使用者才会发现。

星形弹性联轴器具有很好的平衡性能和适用于高转速应用(高转速可达30000转/分钟),但不能处理很大的偏差,尤其是轴向偏差。较大的偏心和偏角会产生比其他伺服联轴器大的轴承负荷。另一个值的关注的问题是星形弹性联轴器的失效问题。一旦梅花弹性间隔体损坏或失效,扭矩传递并不会中断,同时两轴套的金属爪啮合在一起继续传递扭矩,这很可能会导致系统出现问题。根据实际应用选择合适的梅花弹性间隔体材料是本联轴器的一大优点,有些自动化设备公司可提供各种弹性材料的梅花间隔体,不同的硬度和温度承受力,让客户选择合适的材料满足实际应用的性能标准。

联轴器的装配,在机械检修中属于比较简单的检修工艺。在联轴器装配中关键要掌握轮毂在轴上的装配、联轴器所联接两轴的对中、零部件的检查及按图纸要求装配联轴器等环节。

星形弹性联轴器是一种应用很普遍的联轴器,也叫爪式联轴器,是由两个金属爪盘和一个弹性体组成。两个金属爪盘一般是45号钢,但是在要求载荷灵敏的情况下也有用铝合金的。

星形弹性联轴器经过车削,铣削,和拉削等机加工方法加工而成,再经过整体热处理。以足够的机械强度,市面上还有一种爪盘是铸件,能够大批量的生产,而且免去了加工损耗。所以在价格方面比机加工要低很多。但是铸件的性能不是很好。在一些重要的场合下还是好不要采用。并且铸件的爪齿在高速或者是高负载的情况下容易发生打牙。


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