聯(lián)軸器防止傳動軸系的裝置以及星形梅花彈性聯(lián)軸器的特點

    聯(lián)軸器是機械產(chǎn)品中一種常用的部件，用來聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件，并在傳遞運動和動力過程中，一同回轉(zhuǎn)而不脫開也不改變轉(zhuǎn)動方向和扭矩大?。挥行┬切螐椥月?lián)軸器還有補償兩軸相對位移和緩沖減振等功能。

一、聯(lián)軸器防止傳動軸系過載的裝置

聯(lián)軸器是機械產(chǎn)品中一種常用的部件，用來聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件，并在傳遞運動和動力過程中，一同回轉(zhuǎn)而不脫開也不改變轉(zhuǎn)動方向和扭矩大?。挥行┬切螐椥月?lián)軸器還有補償兩軸相對位移和緩沖減振等功能。此外，有些聯(lián)軸器還可兼作防止傳動軸系過載的裝置。

隨著工業(yè)和科學技術(shù)的發(fā)展，機械在現(xiàn)代工業(yè)中的應用不斷擴大，種類不斷增加，對其性能的要求也愈來愈高。為了提高機械裝置的效能和可靠性，保證機械的零部件，尤其是聯(lián)軸器，具有是十分重要的。因此，盡管目前有不少系列化、標準化的聯(lián)軸器，但由于機械種類繁多，且其載荷、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境各不相同，故還需要各種性能不同的聯(lián)軸器，以適應不同的工況和使用要求。

目前，聯(lián)軸器種類繁多，根據(jù)不同的原則可有不同的分類，一般來說，聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。

(1)剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器又分為固定式剛性聯(lián)軸器和可移式剛性聯(lián)軸器。固定式剛性聯(lián)軸器，如套筒聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器等，它們的聯(lián)接元件之間不能相對運動，只能用于被聯(lián)接兩軸安裝時能嚴格對中和工作時不會發(fā)生相對位移的場合。可移式剛性聯(lián)軸器，如十字滑塊聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器和齒輪聯(lián)軸器等，設計有可相對移動的聯(lián)接元件，依靠聯(lián)接元件的相對移動來補償被聯(lián)接兩軸的對中誤差和相對位移。因此，可移式剛性聯(lián)軸器用于被聯(lián)接兩軸存在的對中誤差或相對位移的場合。

(2)彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器具有能產(chǎn)生較大彈性變形和阻尼作用的彈性元件，依靠彈性元件補償兩軸相對位移，還能起緩沖和吸振的作用。

彈性聯(lián)軸器中的彈性元件是指富于彈性、具有類似彈簧功能的傳扭零件，是彈性聯(lián)軸器中極為重要的零件，彈性聯(lián)軸器工作性能的好壞，主要取決于彈性元件的性能。要得到適用于某一傳動且性能優(yōu)良的彈性聯(lián)軸器，關(guān)鍵是要設計好其中的彈性元件。對于彈性元件的一般要求如下：(a)具有較高的彈性和阻尼，剛度恒定且，以保證裝有聯(lián)軸器的軸系動力特性相對穩(wěn)定。

(b)在相同條件下能貯存較大的變形能，以獲得較好的緩沖和振動效果。

(c)結(jié)構(gòu)合理，工藝性好。

(d)體積小、重量輕。

根據(jù)彈性元件材料的不同，可分為非金屬彈性元件和金屬彈性元件聯(lián)軸器。

非金屬彈性元件的材料主要有橡膠和工程塑料，其中前者應用較為廣泛。非金屬彈性元件的特點有：①彈性變形較大，且可以通過改變材料成分得到不同的彈性模量而滿足工程需要的剛度特性。②容易加工成復雜的幾何形狀，好地滿足實際的工程需求。③阻尼特性好，緩和沖擊和振動好。④不需潤滑，絕緣性好。

與非金屬彈性元件比較，金屬彈性元件的優(yōu)點有：①疲勞強度高，承載能力大，有利于減小聯(lián)軸器的尺寸和減輕重量。②耐久性好，使用壽命長，在一般工作環(huán)境中，機械性能穩(wěn)定，不會老化變質(zhì)，可以長期存放，受環(huán)境影響小，工作范圍廣。③彈性模量大而穩(wěn)定，不受工藝條件和結(jié)構(gòu)因素的影響，容易控制聯(lián)軸器的動力特性。

聯(lián)軸器使用過程中，由于制造精度、安裝誤差、工作時軸的變形、軸承的磨損，以及支座的下沉等原因，被聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸軸線常不可避免地存在的不同軸，即兩軸軸線存在相對位移。當存在相對位移時，采用固定式剛性聯(lián)軸器會引起附加載荷。為了避免這種現(xiàn)象，應采用可移式剛性聯(lián)軸器或者彈性聯(lián)軸器。

可移式剛性聯(lián)軸器，依靠聯(lián)接元件間的相對可移性來補償被聯(lián)接兩軸安裝時的對中誤差，以及工作時的相對位移。但由于聯(lián)接元件間的相對滑動時的摩擦，難免存在的附加載荷，其大小與相對滑動的聯(lián)接元件的結(jié)構(gòu)、制造精度、相對位移及滑動速度的大小以及潤滑情況等有關(guān)。當兩軸軸線位移過大時，附加載荷顯著加大，將加劇聯(lián)接元件的磨損。選用可移式剛性聯(lián)軸器時，應充分考慮其對軸線位移的補償范圍，并應注意保證其潤滑良好等問題。

彈性聯(lián)軸器，依靠聯(lián)軸器中彈性元件的彈性變形補償所聯(lián)接兩軸的相對位移。與可移式剛性聯(lián)軸器相比，彈性聯(lián)軸器具有高扭矩剛性、靈敏性、順時針和逆時針回轉(zhuǎn)特性完全相同、零回轉(zhuǎn)間隙、免維護、抗油和耐腐蝕性等特點。基于上述優(yōu)點，彈性聯(lián)軸器被加廣泛地使用。

目前，對于彈性聯(lián)軸器的研究主要包括以下兩個方面：一方面是用于重型設備，如船舶、風電機組等高速大功率的應用環(huán)境，對聯(lián)軸器的強度、剛度和壽命有很高的要求，所以其研究方向主要是聯(lián)軸器內(nèi)部的應力分布、強度、剛度與疲勞分析，以及相關(guān)的優(yōu)化設計。另一方面是用于精密傳動、伺服傳動以及軸角檢測裝置的聯(lián)軸器，對聯(lián)軸器的傳動精度有很高的要求。聯(lián)軸器連接的兩根軸一般情況下都存在安裝誤差，精密的彈性聯(lián)軸器從原理和結(jié)構(gòu)上應能較大限度減小由安裝誤差引起的轉(zhuǎn)角誤差，所以如何減小轉(zhuǎn)角誤差就是精密聯(lián)軸器所要研究的重要課題。

二、星形梅花彈性聯(lián)軸器的特點

梅花型彈性聯(lián)軸器中的彈性材料的梅花間隔體，不同的硬度和溫度承受力，讓客戶選擇合適的材料滿足實際應用的性能標準。零間隙爪型聯(lián)軸器由兩個金屬軸套(通常采用鋁合金材質(zhì)，也可以提供不銹鋼材質(zhì))和一個梅花彈性間隔體結(jié)合而成。梅花彈性間隔體有多個葉片分支，像滑塊聯(lián)軸器一樣，它也是通過壓擠來使梅花彈性間隔體和兩邊的軸套吻合，并以此了其零間隙性能。

振動分析是預測聯(lián)軸器不對中的技術(shù)之一，它能判斷設備狀態(tài)的逐漸變化趨勢，但當判斷一臺設備是否處于不對中狀態(tài)時，需要有以往很多數(shù)據(jù)及事例做參考，還要區(qū)別出是軸承、潤滑油、聯(lián)軸器，還是連接固定的問題，所以有的局限性。紅外照相技術(shù)則能在設備狀態(tài)不佳時，將軸承、電機殼體、聯(lián)軸器等過熱的部位區(qū)分開來，并確定聯(lián)軸器的對中誤差，再結(jié)合以振動分析等其它預測技術(shù)，其效果會好。

傳統(tǒng)的直爪型梅花聯(lián)軸器不適合用在精度很高的伺服傳動應用中。零間隙爪型梅花聯(lián)軸器是在直爪型的基礎(chǔ)上演變而來的，但不同的是其設計能適合伺服系統(tǒng)的應用，常用于聯(lián)接伺服電機、步進電機和滾珠絲桿。曲面是為了減少彈性梅花間隔體的變形和限制高速運轉(zhuǎn)時向心力對它的影響。零間隙爪型聯(lián)軸器由兩個金屬軸套（通常采用鋁合金材質(zhì)，也可以提供不銹鋼材質(zhì)）和一個梅花彈性間隔體結(jié)合而成。梅花彈性間隔體有多個葉片分支，像滑塊聯(lián)軸器一樣，它也是通過壓擠來使梅花彈性間隔體和兩邊的軸套吻合，并以此了其零間隙性能。

梅花彈性聯(lián)軸器的安裝工藝 彈性活銷聯(lián)軸器是由我國研制的新型高性能聯(lián)軸器，它集中現(xiàn)有標準彈性聯(lián)軸器不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，例如具有梅花形彈性聯(lián)軸器的優(yōu)點：彈性元件受壓，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。克服了梅花形彈性聯(lián)軸器的缺點：換彈性元件時移動半聯(lián)軸器，雙法蘭梅花形彈性聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)動慣量，應用范圍受到限制。傳遞相同轉(zhuǎn)矩時徑向尺寸比GB4323彈性套柱銷聯(lián)軸器要小得多，質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)動慣量小。彈性活銷聯(lián)軸器具有良好的補償軸向，徑向和角向軸線偏移性能，減振性能較好，結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠，無噪音，不用潤滑，維修簡單，裝卸方便，工藝性好，成本低，可派生為多種結(jié)構(gòu)形式，通用性好，適用范圍廣，便用推廣，該聯(lián)軸器突出的優(yōu)點之一是只需其適合于軸線對中安裝困難，要求盡量減少輔助工時的工況環(huán)境。彈性活銷聯(lián)軸器適用范圍廣泛，涉及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，除了高溫，高速特殊工況外，各種機械產(chǎn)品軸系傳動均可適用，可適用于冶金，礦山，起重，運輸，石油，化工，船舶，交通，紡織，輕工，農(nóng)機，印機和水泵，風機，壓縮機，機床減速器等機械設備金額行業(yè)軸系傳動中，將逐步取代目前使用廣泛的梅花形彈性聯(lián)軸器，彈性套柱銷聯(lián)軸器，彈性柱銷聯(lián)軸器，彈性柱銷齒式聯(lián)軸器，新型彈性聯(lián)軸器，彈性塊聯(lián)軸器，滾子鏈聯(lián)軸器以及齒式聯(lián)軸器等標準聯(lián)軸器中的相應規(guī)格。

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