彈性聯(lián)軸器的應(yīng)用及彈性聯(lián)軸器的實際使用需求
2022-11-21 來自: 泊頭市合盛傳動機(jī)械制造有限公司 瀏覽次數(shù):177
彈性聯(lián)軸器的應(yīng)用及彈性聯(lián)軸器的實際使用需求
(一)、彈性聯(lián)軸器的應(yīng)用
星形彈性聯(lián)軸器幾乎在各個領(lǐng)域里面的所有的傳動機(jī)構(gòu)中都有應(yīng)用,它是機(jī)械中不可或缺的連接部件。聯(lián)軸器的主要作用是將不同部件的兩根軸連接在一起,以達(dá)到傳遞運(yùn)動和動力的目的。傳統(tǒng)的聯(lián)軸器均為接觸式的,其中根據(jù)聯(lián)軸器中是否含有彈性元件又可分為彈性聯(lián)軸器和剛性聯(lián)軸器兩種。彈性聯(lián)軸器是指內(nèi)部帶有橡膠或者塑料等彈性材料制成的彈性元件,因此具有吸振的功能和適應(yīng)軸線的能力,經(jīng)常使用在具有沖擊載荷或啟動頻繁的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中;而剛性聯(lián)軸器則沒有彈性元件在其中,不具有吸振緩沖的能力。
設(shè)計彈性聯(lián)軸器的目的在于在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中動力傳動過程中對軸系橫向和彎曲振動的吸收和減緩。同時,在動力傳動過程中由于變扭矩的存在,彈性聯(lián)軸器在減緩彎曲振動的同時還留有其他的振動形式存在,國內(nèi)某研究所建造彈性聯(lián)軸器試驗臺的目的是為了盡可能接近實際工作的情況下,即在有負(fù)載的軸系中運(yùn)行并且滿足相似準(zhǔn)則,評估設(shè)計的彈性聯(lián)軸器和對比其他類型聯(lián)軸器的靜態(tài)、動態(tài)特性;在主、從軸不對中、旋轉(zhuǎn)部件有殘余動不平衡,溫度變化較大,意外停機(jī)或突然啟動等復(fù)雜運(yùn)動情況發(fā)生時,能夠盡可能的減少振動,降低噪聲,緩和沖擊,保證正常工作的能力,從而保護(hù)整個軸系,提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。實驗臺的連續(xù)運(yùn)行可以檢測長期工作對聯(lián)軸器中彈性元件性能影響和疲勞分析等,也可以施加沖擊載荷來檢測緩沖能力。
轉(zhuǎn)軸受到定長力矩的作用時會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形,若作用在轉(zhuǎn)軸上的力矩是交變的,則相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)也將是交變的,也就是說交變力矩作用的結(jié)果是使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生了“扭轉(zhuǎn)振動”。并且這種“扭轉(zhuǎn)振動”與轉(zhuǎn)軸是否同時進(jìn)行著均勻的回轉(zhuǎn)運(yùn)動無關(guān)。扭轉(zhuǎn)振動是指旋轉(zhuǎn)軸時快時慢不均勻的回轉(zhuǎn),簡稱為扭振。扭振是軸類較基本的振動形式之一。扭振的發(fā)生可能導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸速度的波動,使軸系運(yùn)轉(zhuǎn)平衡遭到破壞;在交變轉(zhuǎn)矩的作用下,轉(zhuǎn)軸各個截面不同程度扭轉(zhuǎn)振動的產(chǎn)生會帶來一系列的問題,輕則軸系運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡性遭到破壞,嚴(yán)重時會使轉(zhuǎn)軸發(fā)生斷裂,造成重大、甚至災(zāi)難性的后果。
自1970年和1971年美國電廠連續(xù)兩次發(fā)生軸系損壞事故以后,軸系扭振問題引起了全世界的關(guān)注。此外,在19691988年間,國內(nèi)外因扭振引起的軸系損壞事故高達(dá)30多起。近年來,隨著我國船舶工業(yè)的不斷發(fā)展、出口船只的口益增多以及造船噸位的不斷升級,我國已經(jīng)連續(xù)八年成為世界第三造船大國,作為船舶動力裝置重要組成部分的推進(jìn)軸系,在船舶質(zhì)量上扮演著重要的角色。在軸系中加入的彈性聯(lián)軸器,雖然具有沖擊和吸振的功能,但是作為軸與軸的連接部分,在兩軸之間傳遞扭應(yīng)力的過程中,會不可避免的存在相對角位移和轉(zhuǎn)速的差異。在突發(fā)事件發(fā)生時,如機(jī)器的啟動和停止以及加速、減速時尤為明顯,而這些動作均可產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動,影響著軸系的可靠性與性。因此,扭轉(zhuǎn)振動的測試與控制對于所設(shè)計的彈性聯(lián)軸器減少振動、降低噪聲、緩和沖擊等方面性能的評估,乃至船舶推動軸系等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械可靠性的研究以及動力裝置的故障診斷都有著重要意義。
(二)、大型彈性聯(lián)軸器的實際使用需求
隨著內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展,內(nèi)燃機(jī)的扭轉(zhuǎn)振動問題也越來越引起重視。很多情況下,扭轉(zhuǎn)振動,或者將危險共振轉(zhuǎn)移到內(nèi)燃機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍之外。這便需要在動力裝置中加入梅花形聯(lián)軸器。
按彈性元件的材料,彈性阻尼聯(lián)軸器分為金屬彈性阻尼聯(lián)軸器和非金屬彈性阻尼聯(lián)軸器。金屬彈性阻尼聯(lián)軸器強(qiáng)度高,傳遞載荷能力大,使用壽命長,受溫度影響小,但成本較高,常用材料為高強(qiáng)度的彈性鋼,如60Si2Mn和_SOCrVA等。非金屬彈性聯(lián)軸器目前主要是橡膠彈性元件,它具有彈性模量范圍大、內(nèi)摩擦大、重量輕、阻尼性能好、無機(jī)械摩擦等優(yōu)點(diǎn),但橡膠強(qiáng)度低、易蠕變、易老化、耐油耐熱性差、振動劇烈時要注意溫升,另外,負(fù)荷性能也不穩(wěn)定。
復(fù)合材料是把金屬、無機(jī)非金屬、高分子等材料組合起來的一種多相材料,因此它的設(shè)計自由度很大,不僅可在組分選擇上調(diào)整,而且還可以改變各組分的體積百分?jǐn)?shù)來滿足所需的性能要求,這樣就可使復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)以及其它綜合性能。特別是復(fù)合材料還具有復(fù)合效應(yīng),即經(jīng)過復(fù)合以后產(chǎn)生各原始組分所不具備的性能。由于復(fù)合材料的上述特點(diǎn),所以隨著材料工程新材料、新工藝及新技術(shù)的不斷出現(xiàn),一些具有優(yōu)良機(jī)械性能與加工性能的新型工程復(fù)合材料被開發(fā)出來,使新型材料在機(jī)械工業(yè)中擴(kuò)大應(yīng)用成為可能。
塑料合金是當(dāng)今具有代表意義的新型工程復(fù)合材料,具有非常好的的發(fā)展空間和應(yīng)用價值。采用塑料合金等新型工程材料替代機(jī)械系統(tǒng)中的有色金屬材料或者加工工序復(fù)雜、一般工程塑料材料難以滿足其特殊性能的零部件,不僅能降低成本、節(jié)約資源,而且還能大大提高勞動生產(chǎn)率,為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
BTG塑料合金材料是以橡膠材料為基體,加入各種填充劑、促進(jìn)劑等而得到的塑料合金材料,其吸振性能好,而且加工工藝性能好,有著良好的摩擦磨損性能和抗疲勞磨損性能等,尤其是其吸振性能、化學(xué)穩(wěn)定性能好,非常適合于用作彈性聯(lián)軸器制造材料。主要具有以下優(yōu)點(diǎn):①具有良好的耐磨性能。塑料合金具有較低的摩擦因數(shù),其耐磨性明顯優(yōu)于其它材料,從而能延長塑料合金彈性聯(lián)軸器的使用壽命;②緩沖、抑振、低噪音。這是其它彈性聯(lián)軸器材料所無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
BTG塑料合金彈性好,內(nèi)阻較大,能夠地防止或減緩沖擊,降低噪音;③由于塑料合金的彈性變形,可使聯(lián)軸器在工作時的較高壓力峰值減小,同時正因為彈性變形,塑料合金還能順應(yīng)和減緩因軸線跳動及偏移而引起的震動,減小因安裝誤差而產(chǎn)生的附加載荷;④塑料合金聯(lián)軸器成本低、重量輕,易于成形,同時具有使用可靠、沒有污染等特點(diǎn)。
那么,在高速、輕型、強(qiáng)載原動機(jī)在新型機(jī)械動力裝置中的應(yīng)用口趨廣泛、動力裝置的振動和噪聲問題越來越突出的現(xiàn)代,現(xiàn)代機(jī)械為了提高設(shè)備使用性以及改變工作、生活環(huán)境,對振動和噪聲的治理要求越來越高,并出現(xiàn)了新型的隔振和降噪裝置。彈性聯(lián)軸器作為一種既能承擔(dān)動力和運(yùn)動傳遞、補(bǔ)償軸不對中,又能擔(dān)當(dāng)振動和噪聲治理重要使命的裝置,在現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)的動力裝置中所發(fā)揮的作用也越來越大,并越來越被工程設(shè)計人員所重視。因此非金屬彈性聯(lián)軸器對彈性材料的選擇就加注重材料的減振性、抗沖擊能力以及材料抗腐蝕的能力。而根據(jù)上述BTG材料的特點(diǎn),非常適合作為彈性聯(lián)軸器彈性元件的材料,滿足現(xiàn)代彈性聯(lián)軸器,特別是中大型彈性聯(lián)軸器的實際使用需求。
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