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联轴器是什么?如何选择合适的联轴器?

浏览:5 发表时间:2020-04-08 15:41:50

联轴器是什么?如何选择合适的联轴器?

联轴器是指联接两轴或轴与回转件,在传递运动和动力过程中一同回转,在正常情况下不脱开的一种装置。有时也作为一种安全装置用来防止被联接机件承受过大的载荷,起到过载保护的作用。

联轴器又称联轴节。用来将不同机构中的主动轴和从动轴牢固地联接起来一同旋转,并传递运动和扭矩的机械部件。有时也用以联接轴与其他零件(如齿轮、带轮等)。常由两半合成,分别用键或紧配合等联接,紧固在两轴端,再通过某种方式将两半联接起来。联轴器可兼有补偿两轴之间由于制造安装不精确、工作时的变形或热膨胀等原因所发生的偏移(包括轴向偏移、径向偏移、角偏移或综合偏移);以及缓和冲击、吸振。

常用的联轴器大多已标准化或规格化,一般情况下只需要正确选择联轴器的类型、确定联轴器的型号及尺寸。必要时可对其易损的薄弱环节进行负荷能力的校核计算;转速高时还需验算其外缘的离心力和弹性元件的变形,进行平衡校验等。

为了便于设计和选用联轴器,我国已制定了GB/T12458-2003《机械式联轴器分类》的国家标准。分类标准规定,其分类有以下五个层次:

1)联轴器类别:按其是否具有两轴线相对偏移的补偿功能和安全保护功能分为四类。

2)联轴器组别:按其补偿两轴线的相对偏移原理分为三组。

3)联轴器品种:按不同工作原理、结构、材料和特性来划分品种并命名。

4)联轴器形式:根据连接、安装、配套、安全、润滑等需要同一种联轴器结构不变的前提下,由基本型派生出不同的形式。

5)联轴器规格:根据联轴器的尺寸和其所能长期传递的公称转矩Tn,由小到大用阿拉伯数字排序。它们的类别、组别、品种和型号均用其汉语拼音字母为代号。

联轴器是什么?如何选择合适的联轴器?是一个关系到整个机械的工作性能、使用寿命、维护和经济性的重要问题。选择联轴器时需要参考以下几方面因素。

1)联轴器连接两轴的相对偏移

联轴器所连接的两轴,由于制造和安装误差、受载和温差变形、运行磨损引起间隙以及两轴设计的特殊要求等因素导致两轴的相对偏移是难以避免的。因而,联轴器对相对偏移补偿能力是选型时首先要考虑的因素。刚性联轴器只适用于两轴能精确对中的场合;当所连两轴的相对偏移较大时应选用挠性联轴器,且应针对所连两轴相对偏移的性质(径向,轴向或角向)和大小,选用具有相应补偿能力的联轴器。

无弹性元件的挠性联轴器(例如鼓形齿联轴器)是借助中间运动副,使两半联轴器做相对运动来补偿相对偏移的,因而有一定摩檫、磨损和功率消耗,其工作性能与其润滑和维护条件有关,它具有较大的相对偏移补偿能力和承载能力,但无减震和缓冲能力。金属或非金属弹性元件的挠性联轴器,(例如膜片联轴器、弹性柱销联轴器)是利用中间弹性元件的弹性变形来使两半联轴器产生相对运动,以补偿两轴的相对偏移。其偿能力和承载能力均低于无弹性元件的挠性联轴器,但均有减振、缓冲能力,金属弹性元件的承载能力高于非金属元件,但减振、缓冲功能较差。随着金属弹性元件材料的提升,目前金属元件的联轴器承载能力已大大提高。

2)联轴器的载荷特性

动力机到工作机之间,通过数个不同形式或规格的联轴器将主、从动端连接起来,形成轴系传动系统,动力机和工作机的机械特性(机械的力能参数T、P和相应运动参数ω、t之间的关系)对整个传动轴系有重大影响。动力机由于工作原理和结构的不同,均将使包括联轴器在内的传动系统所承受的载荷有很大的差异,因此有严重冲击载荷和长期波动载荷时,应选择具有缓冲减振功能的联轴器,以达到削减尖峰载荷和扭转振动以及调整系统固有频率、防止共振的目的。

3)联轴器的工作转速

联轴器工作转速的大小直接关系到联轴器各零件的离心力和弹性元件变形的大小,过大的转速将会导致磨损增加、润滑恶化、连接松动。联轴器额需用转速范围是根据联轴器不同材料强度所允许的线速度和最大外缘尺寸,经计算确定的。不同材料、品种和规格的联轴器的许用转速范围不同,在高速运转时应选用平衡精度高的联轴器,如金属膜片联轴器、齿式联轴器等,而不宜选用非金属弹性元件的挠性联轴器,因为高速时非金属弹性元件会产生较大的非工作形变。

4)联轴器的传动精度

对于精密传动和伺服传动,要求联轴器所连两轴在任何情况下均应同步转动,应选用刚性联轴器或金属膜片联轴器,大多数挠性联轴器的传动精度均低于刚性联轴器。

5)联轴器的外廓尺寸、安装和维护

联轴器的外廓尺寸必须容纳在机组允许的安装和拆卸空间内。在满足使用要求的条件下,应选择制造工艺性好、装拆方便、调整容易、维护简单、更换易磨损件不需要移动所连两轴的联轴器。大型机组因难于调整所连两轴的对中精度,应选用寿命长、更换易损件方便的挠性联轴器。在高空、井下等不方便维护作业的场所或长期运转、不易停机的场所,应选用不需润滑或维护周期长、维护简便的联轴器,以减少非工作时间,提高生产效益。

6)工作环境

选择联轴器及其保护措施时必须考虑其工作环境,如温度、湿度、水、蒸汽、粉尘、酸碱、油、腐蚀介质和辐射等。在高低温、酸碱和腐蚀介质环境中,应选用金属弹性元件或者以尼龙、聚氨酯为弹性元件材料的挠性联轴器,而不宜选用以普通橡胶为弹性元件材料的挠性联轴器,前者耐腐蚀性、耐高低温、耐磨性和强度都高于橡胶,但弹性和阻尼性能不及橡胶。

联轴器的品种、形式、规格和材料、制造工艺、精度和平衡等级的不同,其制造成本往往相差甚远。联轴器是什么?如何选择合适的联轴器?选用联轴器时,应根据具体工作要求,综合考虑上述几个方面的因素,选择合适自己的联轴器。


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