選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素

發(fā)布時(shí)間：2019-06-08

1動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性

動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)之間，通過一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端聯(lián)接起來，形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中，動(dòng)力機(jī)不外乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和氣輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和機(jī)構(gòu)不同，其機(jī)械特性差別較大，有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊，對傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有的影響。不同類別的動(dòng)力機(jī)，由于其機(jī)械特性不同，應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù)，選擇適合于該系統(tǒng)的較佳聯(lián)軸器。動(dòng)力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素，動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器規(guī)格大小的主要依據(jù)之一，與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。固定的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力機(jī)大都是電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)(例如船舶、各種車輛等)中的動(dòng)力機(jī)多為內(nèi)燃機(jī)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)為缸數(shù)不同的內(nèi)燃機(jī)時(shí)，考慮扭振對傳動(dòng)系統(tǒng)的影響，這種影響因素與內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)、各缸是否正常工作有關(guān)。此時(shí)一般應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器，以調(diào)整軸系固有頻率，降低扭振振幅，從而起到減振、緩沖、保護(hù)傳動(dòng)裝置部件的作用，對中性能，提高輸出功率的穩(wěn)定性。

2載荷類別

由于結(jié)構(gòu)和材料不同，用于各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)軸器，其載荷能力差異很大。載荷類別主要是針對工作機(jī)的工作載荷的沖擊、振動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、頻繁啟動(dòng)等原因而形成不同類別的載荷。

傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩變化較大的工作載荷，應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器，以緩沖、減振、補(bǔ)償軸線偏移，傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。起動(dòng)頻繁、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍，是超載工作，必然會(huì)縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命。聯(lián)軸器只允許短時(shí)超載，一般短時(shí)超載不得超過公稱轉(zhuǎn)矩的2~3倍。

低速工況應(yīng)避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸器，例如：彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯型彈性聯(lián)軸器、多角形橡膠聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器等；需要控制過載保護(hù)的軸系，宜選用聯(lián)軸器；載荷變化較大的并有沖擊、振動(dòng)的軸系，宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器。金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器承載能力高于非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器；彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器性高于彈性元件受剪切的彈性聯(lián)軸器。

在浮法玻璃生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)中，退火窯輥道傳動(dòng)有的性。此處傳動(dòng)功率大，達(dá)到22kW，傳動(dòng)軸處溫度高，熱變形較大。若用一般的聯(lián)軸器，雖然傳遞功率沒問題，但熱變形問題不太好解決。因此我們設(shè)計(jì)了一種新型的鍵板式聯(lián)軸器。其結(jié)構(gòu)是在相連接的兩根軸的軸頭處開有貫通的鍵槽，鍵槽中放有鍵板，外加套筒防止鍵板掉出去。鍵板材質(zhì)為碳素鋼并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，機(jī)械性能很高，由它來傳遞扭矩。當(dāng)傳動(dòng)軸受熱變形時(shí)，鍵板可在鍵槽中滑動(dòng)，來補(bǔ)償軸的軸向和徑向位移。當(dāng)需要換軸承等零件時(shí)，將外套移開取出鍵板，即可將軸上零件拆卸下來。經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，效果很好。

3聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速

聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和較大外緣尺寸，經(jīng)過計(jì)算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速的范圍不相同，改變聯(lián)軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍，材料為鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn)速。用于n＞5000r/min工況條件的聯(lián)軸器，應(yīng)考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素，并應(yīng)作動(dòng)平衡。高速時(shí)不應(yīng)選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器，因?yàn)楦咚贂r(shí)易形成彈性元件變形，宜選用的撓性聯(lián)軸器，目前用于高速的聯(lián)軸器不外乎膜片聯(lián)軸器和鼓形齒式聯(lián)軸器。

4聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對位移

聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生變形、基座變形、軸承受損、溫度變化(熱脹、冷縮)、部件之間的相對運(yùn)動(dòng)等多種因素而產(chǎn)生相對位移。一般情況下，兩軸相對位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動(dòng)所產(chǎn)生的位移方向，即軸向(x)、徑向(y)、角向（v)以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯(lián)軸器才具有補(bǔ)償兩軸相對位移的性能，因此在實(shí)際應(yīng)用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補(bǔ)償性能，應(yīng)用范圍受到限制，因此用量很少。角向(v)位移較大的軸系傳動(dòng)宜選用萬向聯(lián)軸器。有軸向竄動(dòng)，并需控制軸向位移的軸系傳動(dòng)，應(yīng)選用膜片聯(lián)軸器。只有對中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器。

5聯(lián)軸器的傳動(dòng)精度

小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的軸系傳動(dòng)，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動(dòng)精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩和傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng)，對傳動(dòng)精度亦有要求，高轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)避免選用非金屬彈J睦元件彈性聯(lián)軸器和可動(dòng)元件之間有間隙的撓性，宜選用傳動(dòng)的膜片聯(lián)軸器。

6選擇聯(lián)接型式

聯(lián)軸器聯(lián)接型式的選擇，取決于主、從動(dòng)端與軸的聯(lián)接型式，一般多采用鍵聯(lián)接，用得較多的是A型鍵(平鍵單鍵槽)。

7聯(lián)軸器尺寸、安裝和維護(hù)

聯(lián)軸器外形尺寸，即較大徑向和軸向尺寸，在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。應(yīng)選擇裝拆方便、不用維護(hù)(或維護(hù)周期長或者維護(hù)方便)、換易損件不用移動(dòng)兩軸、對中間調(diào)整容易的聯(lián)軸器。大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對中較困難，應(yīng)選擇使用和換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器使用壽命長。需密封潤滑和使用不的聯(lián)軸器，必然增加維護(hù)工作量。對于長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益較高的場合，例如我國冶金企業(yè)的軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的高速端，目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸器。齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉(zhuǎn)矩大，但在潤滑和密封良好的條件下才能工作，且需經(jīng)常檢查密封狀況，注潤滑油或潤滑脂，維護(hù)工作量大，增加了輔助工時(shí)，減少了工作時(shí)間，影響生產(chǎn)效益。工業(yè)發(fā)達(dá)，已普遍選用使用壽命長、不用潤滑和維護(hù)的膜片聯(lián)軸器取代鼓形齒式聯(lián)軸器，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，還可以凈化工作環(huán)境。在軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)選用我國研制的彈性活銷聯(lián)軸器和扇形塊彈性聯(lián)軸器，不僅具有膜片聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)，而且緩沖減振效果好，價(jià)格便宜。

8工作環(huán)境

聯(lián)軸器與各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套使用，周圍的工作環(huán)境比較復(fù)雜，如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質(zhì)、鹽水、輻射等狀況，是選擇聯(lián)軸器時(shí)考慮的重要因素之一。對于高溫、低溫、有油、酸、堿介質(zhì)的工作環(huán)境，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器，應(yīng)選擇金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。彈性柱銷式聯(lián)軸器由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)柱銷的竄動(dòng)，自身噪聲大，對于噪聲有嚴(yán)格要求的場合就不應(yīng)選用。

在浮法生產(chǎn)線破碎機(jī)上，設(shè)備在運(yùn)行中受到的沖擊、振動(dòng)和兩軸偏移是相當(dāng)突出的不利因素，只有選用減振、緩沖效果好的彈性聯(lián)軸器才能傳動(dòng)系統(tǒng)工作狀態(tài)，而齒式聯(lián)軸器無論是鼓形齒還是直齒，均為剛性可移式聯(lián)軸器。根據(jù)不具備減振、緩沖功能，而且還存在要潤滑密封，需定期維修，制造工藝復(fù)雜，成本高等一系列缺點(diǎn)，鼓型齒式聯(lián)軸器理應(yīng)所有齒都嚙合(點(diǎn)接觸)，由于制造誤差的存在，全部齒都嚙合是不可能的，承載能力大是理論值。過去聯(lián)軸器品種少，選擇的余地小，如今有很多彈性聯(lián)軸器問世，其中扇形塊彈性聯(lián)軸器和彈性活銷聯(lián)軸器是代替齒式聯(lián)軸器的合理選擇之一。

上述各種類型的聯(lián)軸器在玻璃行業(yè)的傳動(dòng)系統(tǒng)中都了廣泛的應(yīng)用。我們在這里只列舉了很少的應(yīng)用實(shí)例。隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，會(huì)有的新型聯(lián)軸器問世，我們就有的選擇余地，也會(huì)我們玻璃行業(yè)和整個(gè)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。