聯軸器的功用 由于制造和安裝不可能絕對精確,以及工作受載時基礎、機架和其它部件的彈性變形與溫差變形,聯軸器所聯接的兩軸線不可避免的要產生相對偏移被聯兩軸可能出現的相對偏移有:
軸向偏移圖a)、徑向偏移圖b)和角向偏移圖c),以及三種偏移同時出現的組合偏移d)。
兩軸相對偏移的出現,將在軸、軸承和聯軸器上引起附加載荷,甚至出現劇烈振動。因此,聯軸器還應具有一定的補償兩軸偏移的能力,以消除或降低被聯兩軸相對偏移引起的附加載荷,改善傳動性能,延長機器壽命。為了減少機械傳動系統的振動、降低沖擊尖峰載荷,聯軸器還應具有一定的緩沖減震性能。
聯軸器的類型及特點
為了適應不同需要,人們設計了形式眾多的聯軸器,部分已標準化。機械式的聯軸器分類如下:
1、剛性聯軸器
剛性聯軸器不具有補償被聯兩軸軸線相對偏移的能力,也不具有緩沖減震性能;但結構簡單,價格便宜。只有在載荷平穩,轉速穩定,能保證被聯兩軸軸線相對偏移極小的情況下,才可選用剛性聯軸器。在先進工業國家中,剛性聯軸器已淘汰不用。屬于剛性聯軸器的有套筒聯軸器、夾殼聯軸器和凸緣聯軸器等。
2、撓性聯軸器
撓性聯軸器具有一定的補償被聯兩軸軸線相對偏移的能力,最大量隨型號不同而異。凡被聯兩軸的同軸度不易保證的場合,都應選用撓性聯軸器。
無彈性元件的撓性聯軸器
齒輪聯軸器 鏈條聯軸器
萬向聯軸器
非金屬彈性元件的撓性聯軸器
彈性套柱銷聯軸器
彈性活塊聯軸器
金屬彈性元件的撓性聯軸器
蛇形彈簧聯軸器 膜片聯軸器
3、安全聯軸器
安全聯軸器在結構上的特點是,存在一個保險環節(如銷釘可動聯接等),其只能承受限定載荷。當實際載荷超過事前限定的載荷時,保險環節就發生變化,截斷運動和動力的傳遞,從而保護機器的其余部分不致損壞,即起安全保護作用
銷釘剪斷式安全聯軸器
圖示為銷釘剪斷式安全聯軸器。它的結構類似凸緣聯軸器,只是用特定的銷釘代替聯接螺栓。當載荷超過限定值時,銷釘被剪斷,扭矩的傳遞被截止。為了銷釘剪斷時不損壞機器的其它部分,常在每個銷釘外套上兩個硬質的剪切鋼套。這種安全聯軸器結構簡單,但在更換銷釘時必須停機操作,也不能補償被聯兩軸的相對偏移。所以,這種安全聯軸器不宜用在經常發生過載而需頻繁更換銷釘的場合,也不宜用在被聯兩軸對中不易保證的場合。
4、起動安全聯軸器
起動安全聯軸器除了具有過載保護作用外,還有將機器電動機的帶載起動轉變為近似空載起動的作用。許多機器,如球蘑機、攪拌機、輸送機、空壓機、鼓風機、離心水泵、油田抽油機、礦粉燒結機以及各種車船都是帶載起動。通常為了克服工作機的負荷和傳動系統的轉動慣量而順利起動,必須匹配比穩定運轉所需功率大得多的電動機,但起動完畢進入穩定運轉時,所匹配的電動機的功率又遠大于所需功率。這種狀況降低了電網的功率因數和電機效率,增大了電能的無功損耗,造成能源浪費,而采用起動安全聯軸器則可解決這種不和理狀況。
液力聯軸器 鋼球式節能安全聯軸器
液力聯軸器又稱液力耦合器,如圖所示。主動軸與外殼1相聯,外殼1內腔上有葉片;從動軸與轉子2相聯,轉子2上亦有葉片;殼體內裝有一定量的黏性液體(通常為潤滑油)。當主動軸連同殼體1及其上葉片轉動時,葉片推動流體作如圖中箭頭所示的流動,流動的液體推動轉子轉動,從而帶動從動軸轉動。由于電機起動時,只需推動有限的流體流動,因而起動力矩很小;隨著電機轉速的升高,流體流動速度增高,動能增大,逐漸推動從動軸上的轉子加速轉動,直到達到一定的轉速為止。這種聯軸器起動容易、平穩,且具有過載保護作用,但在起動完畢之后的穩定運轉階段,主、從動軸始終保持一定的轉速差,并且轉速差隨載荷的變化而變化。另外,這種聯軸器還存在效率低、流體逸漏、不能補償兩軸相對偏移以及制造工藝復雜、價格昂貴等缺點。
軟起動安全聯軸器的基本形式為鋼球式節能安全聯軸器,如圖所示。轉子與電動機軸相聯,轉子及其葉片與殼體所圍成的空腔內,裝有適量的鋼球;殼體通過螺紋柱銷和鼓形彈性套與半聯軸器相聯,半聯軸器與工作機(或減速器)軸相聯。當電動機起動時,帶動轉子轉動,轉子葉片推動鋼球作圓周運動。此時,作用在電動機軸上的阻力矩僅為鋼球與殼體之間的滑動摩擦阻力矩,因此近似于空載起動。隨著電動機起動過程中轉速逐漸升高,鋼球的離心力逐漸增大,鋼球與殼體的摩擦力矩也逐漸增大,殼體逐漸被帶動旋轉(呈等加速起動),直至殼體(連同半聯軸器)達到同步運轉狀態。此時,起動階段結束,進入穩定運轉狀態,轉子與殼體不再存在轉速差,鋼球與殼體亦不再相對滑動,傳動效率不低于99%。起動過程一般連續數秒,最多不超過二十秒,因此,鋼球與殼體的磨損極小。由于鋼球量的多少直接影響聯軸器能傳遞的扭矩,故可通過調節鋼球填裝量來控制所傳遞的扭矩,從而達到過載安全保護的目的。有專用彈性元件,可以補償被聯兩軸的相對偏移,并具有緩沖減震作用。制造工藝簡單,成本約為液力聯軸器的四分之一。 |