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    選擇聯軸器應考慮的因素

    發布時間:2019-06-08
    動力機到工作機之間,通過一個或數個不同品種型式、規格的聯軸器將主、從動端聯接起來,形成軸系傳動系統。

    1動力機的機械特性

    動力機到工作機之間,通過一個或數個不同品種型式、規格的聯軸器將主、從動端聯接起來,形成軸系傳動系統。在機械傳動中,動力機不外乎電動機、內燃機和氣輪機。由于動力機工作原理和機構不同,其機械特性差別較大,有的運轉平穩,有的運轉時有沖擊,對傳動系統形成不等的影響。動力機的機械特性對整個傳動系統有一定的影響。不同類別的動力機,由于其機械特性不同,應選取相應的動力機系數,選擇適合于該系統的較佳聯軸器。動力機的類別是選擇聯軸器品種的基本因素,動力機的功率是確定聯軸器規格大小的主要依據之一,與聯軸器轉矩成正比。固定的機械產品傳動系統中的動力機大都是電動機,運行的機械產品傳動系統(例如船舶、各種車輛等)中的動力機多為內燃機,當動力機為缸數不同的內燃機時,考慮扭振對傳動系統的影響,這種影響因素與內燃機的缸數、各缸是否正常工作有關。此時一般應選用彈性聯軸器,以調整軸系固有頻率,降低扭振振幅,從而起到減振、緩沖、保護傳動裝置部件的作用,改善對中性能,提高輸出功率的穩定性。

    2載荷類別

    由于結構和材料不同,用于各個機械產品傳動系統的聯軸器,其載荷能力差異很大。載荷類別主要是針對工作機的工作載荷的沖擊、振動、正反轉、制動、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。

    傳動系統的載荷類別是選擇聯軸器品種的基本依據。沖擊、振動和轉矩變化較大的工作載荷,應選擇具有彈性元件的撓性聯軸器即彈性聯軸器,以緩沖、減振、補償軸線偏移,改善傳動系統工作性能。起動頻繁、正反轉、制動時的轉矩是正常平穩工作時轉矩的數倍,是超載工作,必然會縮短聯軸器彈性元件使用壽命。聯軸器只允許短時超載,一般短時超載不得超過公稱轉矩的2~3倍。

    低速工況應避免選用只適用于中小功率的聯軸器,例如:彈性套柱銷聯軸器、芯型彈性聯軸器、多角形橡膠聯軸器、輪胎式聯軸器等;需要控制過載保護的軸系,宜選用聯軸器;載荷變化較大的并有沖擊、振動的軸系,宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯軸器。金屬彈性元件彈性聯軸器承載能力高于非金屬彈性元件彈性聯軸器;彈性元件受擠壓的彈性聯軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯軸器。

    在浮法玻璃生產線的設計中,退火窯輥道傳動有一定的特殊性。此處傳動功率大,達到22kW,傳動軸處溫度高,熱變形較大。若用一般的聯軸器,雖然傳遞功率沒問題,但熱變形問題不太好解決。因此我們設計了一種新型的鍵板式聯軸器。其結構是在相連接的兩根軸的軸頭處開有貫通的鍵槽,鍵槽中放有鍵板,外加套筒防止鍵板掉出去。鍵板材質為碳素鋼并進行調質處理,機械性能很高,由它來傳遞扭矩。當傳動軸受熱變形時,鍵板可在鍵槽中滑動,來補償軸的軸向和徑向位移。當需要換軸承等零件時,將外套移開取出鍵板,即可將軸上零件拆卸下來。經過實際應用,效果很好。

    3聯軸器的許用轉速

    聯軸器的許用轉速范圍是根據聯軸器不同材料允許的線速度和較大外緣尺寸,經過計算而確定。不同材料和品種、規格的聯軸器許用轉速的范圍不相同,改變聯軸器的材料可提高聯軸器許用轉速范圍,材料為鋼的許用轉速大于材料為鑄鐵的許用轉速。用于n>5000r/min工況條件的聯軸器,應考慮聯軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素,并應作動平衡。高速時不應選用非金屬彈性元件彈性聯軸器,因為高速時易形成彈性元件變形,宜選用高精度的撓性聯軸器,目前國外用于高速的聯軸器不外乎膜片聯軸器和高精度鼓形齒式聯軸器。

    4聯軸器所聯兩軸相對位移

    聯軸器所聯兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產生變形、基座變形、軸承受損、溫度變化(熱脹、冷縮)、部件之間的相對運動等多種因素而產生相對位移。一般情況下,兩軸相對位移是難以避免的,但不同工況條件下的軸系傳動所產生的位移方向,即軸向(x)、徑向(y)、角向(v)以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯軸器才具有補償兩軸相對位移的性能,因此在實際應用中大量選擇撓性聯軸器。剛性聯軸器不具備補償性能,應用范圍受到限制,因此用量很少。角向(v)位移較大的軸系傳動宜選用萬向聯軸器。有軸向竄動,并需控制軸向位移的軸系傳動,應選用膜片聯軸器。只有對中精度很高的情況下選用剛性聯軸器。

    5聯軸器的傳動精度

    小轉矩和以傳遞運動為主的軸系傳動,要求聯軸器具有較高的傳動精度,宜選用金屬彈性元件的撓性聯軸器。大轉矩和傳遞動力的軸系傳動,對傳動精度亦有要求,高轉速時,應避免選用非金屬彈J睦元件彈性聯軸器和可動元件之間有間隙的撓性,宜選用傳動精度高的膜片聯軸器。

    6選擇聯接型式

    聯軸器聯接型式的選擇,取決于主、從動端與軸的聯接型式,一般多采用鍵聯接,用得較多的是A型鍵(平鍵單鍵槽)。

    7聯軸器尺寸、安裝和維護

    聯軸器外形尺寸,即較大徑向和軸向尺寸,在機器設備允許的安裝空間以內。應選擇裝拆方便、不用維護(或維護周期長或者維護方便)、換易損件不用移動兩軸、對中間調整容易的聯軸器。大型機器設備調整兩軸對中較困難,應選擇使用耐久和換易損件方便的聯軸器。金屬彈性元件撓性聯軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯軸器使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯軸器,必然增加維護工作量。對于長期連續運轉和經濟效益較高的場合,例如我國冶金企業的軋機傳動系統的高速端,目前普遍采用的是齒式聯軸器。齒式聯軸器雖然理論上傳遞轉矩大,但在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作,且需經常檢查密封狀況,注潤滑油或潤滑脂,維護工作量大,增加了輔助工時,減少了有效工作時間,影響生產效益。工業發達,已普遍選用使用壽命長、不用潤滑和維護的膜片聯軸器取代鼓形齒式聯軸器,不僅提高了經濟效益,還可以凈化工作環境。在軋機傳動系統選用我國研制的彈性活銷聯軸器和扇形塊彈性聯軸器,不僅具有膜片聯軸器的優點,而且緩沖減振效果好,價格便宜。

    8工作環境

    聯軸器與各種不同主機產品配套使用,周圍的工作環境比較復雜,如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質、鹽水、輻射等狀況,是選擇聯軸器時考慮的重要因素之一。對于高溫、低溫、有油、酸、堿介質的工作環境,不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯軸器,應選擇金屬彈性元件撓性聯軸器,例如膜片聯軸器、蛇形彈簧聯軸器等。彈性柱銷式聯軸器由于運轉時柱銷的竄動,自身噪聲大,對于噪聲有嚴格要求的場合就不應選用。

    在浮法生產線破碎機上,設備在運行中受到的沖擊、振動和兩軸偏移是相當突出的不利因素,只有選用減振、緩沖效果好的彈性聯軸器才能改善傳動系統工作狀態,而齒式聯軸器無論是鼓形齒還是直齒,均為剛性可移式聯軸器。根據不具備減振、緩沖功能,而且還存在要潤滑密封,需定期維修,制造工藝復雜,成本高等一系列缺點,鼓型齒式聯軸器理應所有齒都嚙合(點接觸),由于制造誤差的存在,全部齒都嚙合是不可能的,承載能力大是理論值。過去聯軸器品種少,選擇的余地小,如今有很多彈性聯軸器問世,其中扇形塊彈性聯軸器和彈性活銷聯軸器是代替齒式聯軸器的合理選擇之一。

    上述各種類型的聯軸器在玻璃行業的傳動系統中都得到了廣泛的應用。我們在這里只列舉了很少的應用實例。隨著科學技術的進步和發展,會有的新型聯軸器問世,我們就有的選擇余地,也必定會促進我們玻璃行業和整個機械行業的發展。


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