國內外聯軸器對比同彈性聯軸器的使用要求及應用
其一、國內外聯軸器對比
國內對星形彈性聯軸器的生產和研究是從70年代后期開始,國內生產的彈性聯軸器大多在國外聯軸器的基礎上,根據自己的需要加以改進而成。如國內生產的TD型輪胎式聯軸器,是重型機械廠的系列產品,其結構與ca型、RF型輪胎式聯軸器相似,但設計計算不一樣,因此各部分尺寸都不一樣。xL系列高彈性橡膠聯軸器是我國用系列化標準化和通用化觀點設計研制的個高彈性橡膠聯軸器標準系列產品,曾榮獲科學大會成果獎。梅花形聯軸器是將一個整體的梅花形彈性環裝在兩個形狀相同的半聯軸器的凸爪之間,以實現兩半聯軸器的連接,通過凸爪與彈性環之間的擠壓傳遞動力,通過彈性環的彈性變形補償兩軸相對偏移,實現減振緩沖。彈性活銷聯軸器是由我國研制的新型高性能聯軸器,它集中現有標準彈性聯軸器不同結構的優點,例如具有梅花形彈性聯軸器的優點:彈性元件受擠壓,結構簡單,可靠性高,克服了梅花形彈性聯軸器換彈性元件時帶來的不便。EZ,EZR和LB型彈性聯軸器通過金屬連接件與彈性元件在螺栓組預緊下夾緊構成,其彈性元件由橡膠和簾布層經硫化并緊密結合而成。此外橡膠等非金屬彈性元件的聯軸器還有國內711研究所大華聯軸器廠研制的LC(扭轉剪切型)、LB(擠壓式)系列高彈聯軸器等。
國內外聯軸器對比:聯軸器的技術水平,無論是結構型式還是技術參數及性能指標,絕大多數達到國外同類產品的水平;但從產品加工精度、質量及使用壽命相比差距較大。主要原因,一是與組織生產的形式、規模和管理水平有關,二是加工設備比較陳舊,生產效率低,加工精度差。
近年來,我國在彈性聯軸器的研究也取得了一些進展,特別是在一些關鍵技術及產業化等方面。
為了實現不同工況下,聯軸器能夠滿足減振、降噪、長壽命、大轉矩的要求,同時,為了維修、安裝和散熱方便和避免共振。目前,國內外對彈性聯軸器研究方向主要:采用新材料,尤其是對橡膠元件采用新材料,通過配方和硫化工藝等來改變其材料力學性能特性;采用新結構,通過自主的新結構滿足特定工況下傳遞轉矩或運動;采用新技術,如金屬與橡膠的粘結技術等來提高聯軸器的性能;采用新的計算方法,計算機的發展,促進了計算方法的發展和應用,如蓋斯林格采用先進的計算機算法使結構尺寸大大減少以及價格下降。
其二、彈性聯軸器的使用要求及應用
梅花型彈性聯軸器是用來聯接兩軸使其一同旋轉,以傳遞扭矩和運動的一種機械傳動裝置,在國民經濟各領域有著廣泛的應用。由于被聯接的兩軸不可能對中,而出現不對中是由于機組的制造誤差、安裝誤差、承載后的變形以及溫度的變化等因素引起的。所以就要求聯軸器不僅能傳遞扭矩和運動,而且能吸收兩軸的不對中,且對機組的附加影響應盡量小。聯軸器的發展和演變始終圍繞著這個目標進行。
聯軸器的形式很多,根據功能和原理的不同分為3類:普通聯軸器、聯軸器、特殊聯軸器。聯軸器是在普通聯軸器基礎上增加機構,一旦扭矩過載,可以使傳動中斷或限制扭矩的傳遞,從而保護機器的重要部件不受損壞。特殊聯軸器是指用非機械方式聯接的聯軸器,如液力傳動、氣壓傳動或磁力傳動的聯軸器。
普通聯軸器應用為廣泛。它又分為剛性聯軸器和彈性聯軸器兩種。剛性聯軸器分為剛性固定式聯軸器和剛性可移式聯軸器。剛性固定式聯軸器要求被連接的兩軸對中十分,且這種對中精度在工作中不會變化。因此,這類聯軸器雖然結構簡單、價格低廉,但使用要求過于苛刻,因此很少使用。但是,在某些場合用剛性固定式聯軸器,比如需要通過星形彈性聯軸器傳遞軸向力的場合,或者某些重載機組用其它聯軸器不能滿足傳扭要求時。剛性可移式聯軸器其中的元件間可以相對移動,靠相對可移性這一點來補償軸線的相對位移,因此容許兩軸軸線之間有不大的軸向位移、徑向位移和角向位移。人們十分熟悉和廣泛使用的齒式聯軸器就屬于這一類,曾經是高速大功率聯軸器的選擇。這類聯軸器由于存在元件之間的相對移動,所以提供潤滑,而且它的補償能力受可移原件的相對滑動速度和潤滑條件的制約。如齒式聯軸器齒面的相對滑動速度應不大于0.12m/s所以在高速重載時,這種聯軸器的角向補償能力很小。為了提高這一補償能力,齒式聯軸器常常做成鼓形齒,結構比較復雜,而且一旦潤滑上出了問題將大大降低其使用效果和壽命,這就促使了干式聯軸器的發展和使用。
彈性聯軸器靠彈性元件的彈性變形來補償兩軸線的相對位移,還可緩沖減振,避免共振。彈性元件分為金屬彈性元件和非金屬彈性元件兩類。金屬彈性元件聯軸器包括簧片聯軸器、蛇形彈簧聯軸器、波紋管聯軸器、膜盤聯軸器和膜片聯軸器。非金屬彈性元件聯軸器目前仍然有較多應用的包括彈性柱銷聯軸器、橡膠塊聯軸器、輪胎式聯軸器等。金屬彈性元件比非金屬彈性元件強度高,傳遞載荷能力大,而且不存在老化問題,使用壽命長,受溫度影響小,特別適合在連續運轉的工業流程動力設備中使用。特別是膜片聯軸器的出現不僅很好地解決早期其它聯軸器存在的諸多問題,而且能很方便地通過對設計的調整來滿足與機組的匹配。因此膜片聯軸器已成為替代齒式聯軸器和非金屬彈性元件聯軸器的使用為廣泛的一種彈性柱銷聯軸器,其的性能成為透平壓縮機組的產品。近幾年來,在一些老機組的改造中是大顯身手。