联轴器是 机械产品中一种常用的部件,用来联接两轴或轴和回转件,并在传递运动和动力过程中,一同回转而不脱开也不改变转动方向和扭矩大小;有些梅花联轴器还有补偿两轴相对位移和缓冲减振等功能。此外,有些联轴器还可兼作防止传动轴系过载的安全装置。
随着工业和科学技术的发展,机械在现代工业中的应用不断扩大,种类不断增加,对其性能的要求也愈来愈高。为了提高机械装置的效能和可靠性,保证机械的零部件,尤其是 联轴器,具有高质量是 十分重要的。因此,尽管目前有不少系列化、标准化的联轴器,但由于机械种类繁多,且其载荷、转速、工作环境各不相同,故还需要各种性能不同的联轴器,以适应不同的工况和使用要求。
目前,联轴器种类繁多,根据不同的原则可有不同的分类,一般来说,联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。
(1)刚性联轴器刚性联轴器又分为固定式刚性联轴器和可移式刚性联轴器。固定式刚性联轴器,如套筒联轴器、凸缘联轴器和夹壳联轴器等,它们 的联接元件之间不能相对运动,只能用于被联接两轴安装时能严格对中和工作时不会发生相对位移的场合。可移式刚性联轴器,如十字滑块联轴器、滑块联轴器、链条联轴器和齿轮联轴器等,设计有可相对移动的联接元件,依靠联接元件的相对移动来补偿被联接两轴的对中误差和相对位移。因此,可移式刚性联轴器用于被联接两轴存在一定的对中误差或相对位移的场合。
(2)弹性联轴器弹性联轴器具有能产生较大弹性变形和阻尼作用的弹性元件,依靠弹性元件补偿两轴相对位移,还能起缓冲和吸振的作用。
弹性联轴器中的弹性元件是 指富于弹性、具有类似弹簧功能的传扭零件,是 弹性联轴器中极为重要的零件,弹性联轴器工作性能的好坏,主要取决于弹性元件的性能。要得到适用于某一传动且性能优良的弹性联轴器,关键是 要设计好其中的弹性元件。对于弹性元件的一般要求如下:
(a)具有较高的弹性和阻尼,刚度恒定且持久,以保证装有联轴器的轴系动力特性相对稳定。
(b)在相同条件下能贮存较大的变形能,以获得较好的缓冲和消除振动效果。
(c)结构合理,工艺性好。
(d)体积小、重量轻。
根据弹性元件材料的不同,可分为非 金属弹性元件和金属弹性元件联轴器。非 金属弹性元件的材料主要有橡胶和工程塑料,其中前者应用较为广泛。非 金属弹性元件的特点有:①弹性变形较大,且可以通过改变材料成分得到不同的弹性模量而满足工程需要的刚度特性。②容易加工成复杂的几何形状,更好地满足实际的工程需求。③阻尼特性好,缓和冲击和振动好。④不需润滑,绝缘性好。
与非 金属弹性元件比较,金属弹性元件的优点有:①疲劳强度高,承载能力大,有利于减小联轴器的尺寸和减轻重量。②耐久性好,使用寿命长,在一般工作环境中,机械性能稳定,不会老化变质,可以长期存放,受环境影响小,工作范围广。③弹性模量大而稳定,不受工艺条件和结构因素的影响,容易控制联轴器的动力特性。
联轴器使用过程中,由于制造精度、安装误差、工作时轴的变形、轴承的磨损,以及支座的下沉等原因,被联轴器联接的两轴轴线常不可避免地存在一定的不同轴,即两轴轴线存在相对位移。
可移式刚性联轴器,依靠联接元件间的相对可移性来补偿被联接两轴安装时的对中误差,以及工作时的相对位移。但由于联接元件间的相对滑动时的摩擦,难免存在一定的附加载荷,其大小与相对滑动的联接元件的结构、制造精度、相对位移及滑动速度的大小以及润滑情况等有关。当两轴轴线位移过大时,附加载荷显著加大,将加剧联接元件的磨损。选用可移式刚性联轴器时,应充分考虑 其对轴线位移的补偿范围,并应注意保证其润滑良好等问题。
弹性联轴器,依靠联轴器中弹性元件的弹性变形补偿所联接两轴的相对位移。与可移式刚性联轴器相比,弹性联轴器具有高扭矩刚性、灵敏性、顺时针和逆时针回转特性完全相同、零回转间隙、免维护、抗油和耐腐蚀性等特点。基于上述优点,弹性联轴器被更加广泛地使用。
目前,对于梅花弹性联轴器的研究主要包括以下两个方面:一方面是 用于重型设备,如船舶、风电机组等高速大功率的应用环境,对联轴器的强度、刚度和寿命有很高的要求,所以其研究方向主要是 联轴器内部的应力分布、强度、刚度与疲劳分析,以及相关的优化设计。另一方面是 用于精密传动、伺服传动以及轴角 检测装置的联轴器,对联轴器的传动精度有很高的要求。联轴器连接的两根轴一般情况下都存在安装误差,精密的弹性联轴器从原理和结构上应能较大限度减小由安装误差引起的转角 误差,所以如何减小转角 误差就是 精密联轴器所要研究的重要课题。
沧州奥硕传动机械设备制造有限公司(http://www.aoshuochuandong.com)主营项目:WG型鼓形齿式联轴器属于刚挠性联轴器,齿式联轴器是 由齿数相同的内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等零件组成。夹紧式花键梅花联轴器具有以下特点:梅花形弹性联轴器结构简单,径向尺寸小,重量轻,转动惯量小,适用于中高速场合,梅花形弹性联轴器工作稳定可靠,具有良好的减振、缓冲和电绝缘性能。膜片联轴器是 非 常具代表性的金属扰性联轴器,它在各种机械设备上都可以采用。其膜片采用0.3~2mm厚的特殊高强度不透钢薄板铆制成组件,上面有4~16个铰制孔,用螺拴分别与主、从动法兰联结。LXJ型接中间轴星形弹性联轴器以高性能聚氨酯作为弹性元件,具有补偿两轴相对偏移、缓冲、减震、耐磨等性能。聚氨酯星形弹性元件可以避免工作机在运动中的振动冲击、减少震动、缓和冲击,使设备可以正常工作。