輪胎聯(lián)軸器的類型功能和聯(lián)軸器失效分析

輪胎聯(lián)軸器是由剛性傳力件構(gòu)成，各聯(lián)接件之間不能相對運(yùn)動(dòng)，因此不具備補(bǔ)償兩軸線相對偏移的能力，只適用于被聯(lián)接兩軸在安裝時(shí)能嚴(yán)格對中，工作時(shí)不產(chǎn)生兩軸相對偏移的場合，凸緣聯(lián)軸器無彈性元件，不具備減振和緩沖功能，一般只適宜用于載荷平穩(wěn)并無沖擊振動(dòng)的工況條件。

輪胎聯(lián)軸器過去亦稱之為固定式輪胎聯(lián)軸器，包括凸緣聯(lián)軸器、徑向鍵凸緣聯(lián)軸器、曠行軸聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器等。輪胎聯(lián)軸器一般結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低。選用輪胎聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)盡量減小被聯(lián)接兩軸軸線對中的誤差，為了減少附加載荷對聯(lián)軸器的影響，應(yīng)盡量減小聯(lián)軸器和軸承之間的距離。凸緣聯(lián)軸器(亦稱法蘭聯(lián)軸器)是利用螺栓聯(lián)接兩凸緣(法蘭)盤式半聯(lián)軸。

輪胎聯(lián)軸器有兩種主要的結(jié)構(gòu)形式：

1、靠鉸制孔用螺栓來實(shí)現(xiàn)兩軸對中和靠螺栓桿承受擠壓與剪切來傳遞轉(zhuǎn)矩；

2、靠一個(gè)半聯(lián)軸器上的凸肩與另一個(gè)半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對中。連接兩個(gè)半聯(lián)軸器的螺栓可以采用B級的普通螺栓，轉(zhuǎn)矩靠兩個(gè)半聯(lián)軸器結(jié)合面的摩擦力矩來傳遞。輪胎聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼，重載時(shí)或圓周速度大于30米/秒時(shí)應(yīng)用鑄鋼或鍛鋼。

由于聯(lián)袖器能在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，自動(dòng)切斷軸的聯(lián)接，因此某些輪胎聯(lián)軸器的功能與離合器相同。剛性輪胎聯(lián)軸器只能用來聯(lián)接兩根嚴(yán)格共軸線的軸。而撓性輪胎聯(lián)軸器，由于結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)，因而還有多方面的功能。如：

1、補(bǔ)償由于制造和安裝誤差造成所聯(lián)接兩軸的軸向位移，徑向位移和角位移，避免軸端產(chǎn)生過大的附加載荷(鱉勁力)。

2、緩和減速機(jī)工作時(shí)軸上的扭轉(zhuǎn)沖擊。

3、改變軸系的共振轉(zhuǎn)速，例如當(dāng)沖擊吸收功相同時(shí)。以扭矩為基準(zhǔn)的扭轉(zhuǎn)角越大(即剛度小)，沖擊扭矩越小。共振轉(zhuǎn)速越低。此外，輪胎聯(lián)軸器的慣性矩也影響軸的共振轉(zhuǎn)速。

4、減輕軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。不過，這只有采用具有較大外阻尼(增大摩擦阻尼)的結(jié)構(gòu)或較大內(nèi)阻尼的材料(如橡膠、塑料等)做輪胎聯(lián)軸器的中間傳力件時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)機(jī)器受到意外的過載時(shí)，往往會造成傳動(dòng)裝置或其他機(jī)件的損壞。如果在傳軸系中采用輪胎聯(lián)軸器，利用聯(lián)袖器中聯(lián)接元件的破斷、分離或打滑，使傳動(dòng)的力流中斷或限制力流的傳遞，就能起到保護(hù)作用。

輪胎聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸(主動(dòng)軸和從動(dòng)軸)使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些輪胎聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。

聯(lián)軸器失效分析

1、損壞情況

聯(lián)軸器在使用過程中均出現(xiàn)過柱銷斷裂、中間部分磨損嚴(yán)重，彈簧銷中的彈簧鋼絲中間部分磨損、彈簧銷散落，主、從動(dòng)半聯(lián)軸器上彈簧銷孔磨損嚴(yán)重，主動(dòng)端半聯(lián)軸器上的柱銷孔已磨成橢圓形并伴隨有表而壓潰等現(xiàn)象。

2、失效分析

根據(jù)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和工作原理，失效情況進(jìn)行了分析，認(rèn)為造成聯(lián)軸器失效的主要原因有：

(1)銷孔失效

由于設(shè)備的主、從動(dòng)軸不對中及彈簧銷與半聯(lián)軸器的銷孔之間采用間隙配合，導(dǎo)致孔中心與彈簧銷中心不一致，0為聯(lián)軸器的中心，0，為孔的中心，OZ為彈簧銷的中心。彈簧銷以孔中心0，為圓心作平移運(yùn)動(dòng)，其頻率為聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)頻率，長期運(yùn)行產(chǎn)生微動(dòng)磨損，使得銷孔之間的間隙變大，對中精度變低，相對速度變大，磨損越來越厲害，從而導(dǎo)致聯(lián)軸器銷孔因過度磨損而失效。

(2)彈簧銷、柱銷失效

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，過多地強(qiáng)調(diào)了聯(lián)軸器對設(shè)備的保護(hù)功能、對不對中的補(bǔ)償能力和沖擊的作用。正常工作時(shí)彈簧銷的撓度為1.0mm左右，當(dāng)在帶載起動(dòng)和運(yùn)行過程中有沖擊時(shí)，由于其剛度不足使得彈簧銷產(chǎn)生較大變形。因柱銷與主動(dòng)端半聯(lián)軸器上的柱銷過孔間直徑差為3.0mm，當(dāng)彈簧銷撓度過大超過1.5mm后，引起柱銷與過孔表而接觸，導(dǎo)致主要負(fù)荷集中在柱銷上，且由于接觸應(yīng)力過大致使柱銷磨損。當(dāng)磨損達(dá)到程度后，柱銷因無法承受過大應(yīng)力而斷裂。柱銷失效后，全部負(fù)荷集中作用在彈簧銷上，使得其撓度加大，同時(shí)又由于彈簧銷內(nèi)鋼絲無序排列，在杯套內(nèi)表而與鋼絲間產(chǎn)生間隙，造成銷孔、彈簧鋼絲磨損及彈簧銷中的連桿與杯套脫開，終導(dǎo)致彈簧銷散架。

(3)銷孔表而壓潰

原設(shè)計(jì)希望通過減小杯套長度來增大補(bǔ)償不對中的能力。但卻造成了銷孔表而接觸應(yīng)力過大。從而使銷孔表而產(chǎn)生壓潰。

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