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

一、聯(lián)軸器防止傳動(dòng)軸系過載的裝置

聯(lián)軸器是機(jī)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(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過程中，一同回轉(zhuǎn)而不脫開也不改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向和扭矩大小；有些星形彈性聯(lián)軸器還有補(bǔ)償兩軸相對(duì)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(dòng)軸系過載的裝置。

隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，種類不斷增加，對(duì)其性能的要求也愈來愈高。為了提高機(jī)械裝置的效能和可靠性，保證機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器，但由于機(jī)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(yīng)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(duì)運(yùn)動(dòng)，只能用于被聯(lián)接兩軸安裝時(shí)能嚴(yán)格對(duì)中和工作時(shí)不會(huì)發(fā)生相對(duì)位移的場(chǎng)合?？梢剖絼傂月?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(shè)計(jì)有可相對(duì)移動(dòng)的聯(lián)接元件，依靠聯(lián)接元件的相對(duì)移動(dòng)來補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的對(duì)中誤差和相對(duì)位移。因此，可移式剛性聯(lián)軸器用于被聯(lián)接兩軸存在定的對(duì)中誤差或相對(duì)位移的場(chǎng)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(bǔ)償兩軸相對(duì)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(dòng)且性能優(yōu)良的彈性聯(lián)軸器，關(guān)鍵是要設(shè)計(jì)好其中的彈性元件。對(duì)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，以保證裝有聯(lián)軸器的軸系動(dòng)力特性相對(duì)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(dòng)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(yīng)用較為廣泛。非金屬彈性元件的特點(diǎn)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(fù)雜的幾何形狀，好地滿足實(shí)際的工程需求。③阻尼特性好，緩和沖擊和振動(dòng)好。④不需潤(rùn)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(diǎn)有：①疲勞強(qiáng)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(zhǎng)，在一般工作環(huán)境中，機(jī)械性能穩(wěn)定，不會(huì)老化變質(zhì)，可以長(zhǎng)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(dòng)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(shí)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定的不同軸，即兩軸軸線存在相對(duì)位移。當(dāng)存在相對(duì)位移時(shí)，采用固定式剛性聯(lián)軸器會(huì)引起附加載荷。為了避免這種現(xiàn)象，應(yīng)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(duì)可移性來補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸安裝時(shí)的對(duì)中誤差，以及工作時(shí)的相對(duì)位移。但由于聯(lián)接元件間的相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦，難免存在定的附加載荷，其大小與相對(duì)滑動(dòng)的聯(lián)接元件的結(jié)構(gòu)、制造精度、相對(duì)位移及滑動(dòng)速度的大小以及潤(rùn)滑情況等有關(guān)。當(dāng)兩軸軸線位移過大時(shí)，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(shí)，應(yīng)充分考慮其對(duì)軸線位移的補(bǔ)償范圍，并應(yīng)注意保證其潤(rùn)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(bǔ)償所聯(lián)接兩軸的相對(duì)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(shí)針和逆時(shí)針回轉(zhuǎn)特性完全相同、零回轉(zhuǎn)間隙、免維護(hù)、抗油和耐腐蝕性等特點(diǎn)?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，彈性聯(lián)軸器被加廣泛地使用。

目前，對(duì)于彈性聯(lián)軸器的研究主要包括以下兩個(gè)方面：一方面是用于重型設(shè)備，如船舶、風(fēng)電機(jī)組等高速大功率的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)聯(lián)軸器的強(qiáng)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(yīng)力分布、強(qiáng)度、剛度與疲勞分析，以及相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。另一方面是用于精密傳動(dòng)、伺服傳動(dòng)以及軸角檢測(cè)裝置的聯(lián)軸器，對(duì)聯(lián)軸器的傳動(dòng)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(yīng)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(diǎn)

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(shí)際應(yīng)用的性能標(biāo)準(zhǔn)。零間隙爪型聯(lián)軸器由兩個(gè)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(gè)梅花彈性間隔體結(jié)合而成。梅花彈性間隔體有多個(gè)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(dòng)分析是預(yù)測(cè)聯(lián)軸器不對(duì)中的技術(shù)之一，它能判斷設(shè)備狀態(tài)的逐漸變化趨勢(shì)，但當(dāng)判斷一臺(tái)設(shè)備是否處于不對(duì)中狀態(tài)時(shí)，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(rùn)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(shè)備狀態(tài)不佳時(shí)，將軸承、電機(jī)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(duì)中誤差，再結(jié)合以振動(dòng)分析等其它預(yù)測(cè)技術(shù)，其效果會(huì)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(dòng)應(yīng)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(shè)計(jì)能適合伺服系統(tǒng)的應(yīng)用，常用于聯(lián)接伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向心力對(duì)它的影響。零間隙爪型聯(lián)軸器由兩個(gè)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(gè)梅花彈性間隔體結(jié)合而成。梅花彈性間隔體有多個(gè)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(biāo)準(zhǔn)彈性聯(lián)軸器不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，例如具有梅花形彈性聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)：彈性元件受壓，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高?？朔嗣坊ㄐ螐椥月?lián)軸器的缺點(diǎn)：換彈性元件時(shí)移動(dòng)半聯(lián)軸器，雙法蘭梅花形彈性聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，應(yīng)用范圍受到限制。傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)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(dòng)慣量小。彈性活銷聯(lián)軸器具有良好的補(bǔ)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(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，無噪音，不用潤(rùn)滑，維修簡(jiǎn)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(diǎn)之一是只需其適合于軸線對(duì)中安裝困難，要求盡量減少輔助工時(shí)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(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，除了高溫，高速特殊工況外，各種機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)均可適用，可適用于冶金，礦山，起重，運(yùn)輸，石油，化工，船舶，交通，紡織，輕工，農(nóng)機(jī)，印機(jī)和水泵，風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)，機(jī)床減速器等機(jī)械設(shè)備金額行業(yè)軸系傳動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中的相應(yīng)規(guī)格。

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