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机车驱动系统联轴器概述及弹性联轴器的应用范围

2020-08-08 14:46:57

【一】、机车驱动系统联轴器概述

联轴器是联接两轴或轴和回转件,在传递运动和动力过程中一同回转而不脱开的一种装置。此外,联轴器还具有补偿两轴相对位移、缓冲和减振以及防护功能。机车驱动系统联轴器是机车转向架驱动系统的重要组成部分,它将牵引电机轴和齿轮轴联接在一起,从而实现将牵引电机的扭矩通过传动部分传递到轮对。马区动系统中的联轴器主要所起的基本作用为:(1)同心轴间力矩传递;(2)适应轴肩间的径向、轴向、及偏角三向变位;(3)提供驱动轴系的弹性,以降低传动噪声;为驱动装置总成的装配提供便利。

联轴器的型式很多,至今尚无标准的分类方法,一般可将联轴器分成三类:普通联轴器它可分为刚性联轴器和弹性联轴器两种,刚性联轴器又可分为固定式和可移式的,而弹性联轴器可分为金属弹性元件的和非金属弹性元件的两种。这类联轴器只是在被联接的机器停机时,用拆卸方法才能将两轴分开。

联轴器当所传递的扭矩超过限定值时,其中的联接件被折断、分离或打滑,使传动中断或限制扭矩的传递,保护机器的重要机件不受损坏。

特殊联轴器用非机械方式直接联接的联轴器,如用液力传动、气压传动或电磁操纵的联轴器。

【二】、弹性联轴器的应用范围

目前市场上广泛使用的梅花型弹性联轴器产品己经出现了很多的问题,由于弹性联轴器的弹性元件是通过天然橡胶硫化而成的,橡胶本身的材料特性,在一定程度上限制了弹性联轴器的应用范围。

(1)传导热量性能差。由于弹性联轴器在传递转矩和运动的过程中,功率不是传递的,肯定会有一定的功率损耗,而功率损耗的原因很大情况是由于振动导致的,并且这些功率损耗很大一部分转化为热量,由于橡胶传导热量的性能比较差,热量在橡胶元件内部无法散发出来,从而导致弹性联轴器橡胶元件温度升高,致使橡胶的强度降低,在工作中很容易发生损坏。在弹性联轴器橡胶元件的故障中很大程度都是由于橡胶元件温度过高而导致的破坏。

(2)工作环境要求过高。弹性联轴器在正常工作情况下,其环境温度一般为一5~55℃,温度过高和过低都会对橡胶弹性元件的性能产生重要的影响,很大程度上限制了弹性联轴器的应用范围。并且在弹性联轴器的附近不允许有焊接作用,防止有油污弄到橡胶表面,需要有专门的防护罩安装在弹性联轴器的外围,起着通风和保护的作用。

(3)使用时间较短。由于机械传动系统在传递运动和转矩过程中,会存在一定的变动转矩。在变动转矩的作用下会产生一定交变应力,当橡胶的内部或者表面有裂纹、气孔等橡胶硫化缺陷时,很容易由于交变应力的作用发生疲劳损坏。

(4)耐腐蚀能力差。由于弹性联轴器的应用场合决定其工作环境比较差,工作环境中经常会遇到油污、有机溶剂等情况,虽然一般都是有保护罩,但难免会有一些弄到橡胶的表面,从而导致橡胶的老化。

(5)工艺性较差。硫化橡胶制品是一种高新技术产品,硫化橡胶的好坏反映了一种企业或者一个化工技术的高低。橡胶配方的技术和橡胶的硫化粘结是化工技术的体现,橡胶模具的设计反映了机械加工工艺的精密程度。橡胶弹性元件的损坏的深层次原因是橡胶化工工艺技术较低。提升橡胶工艺性是提高橡胶弹性元件综合性能的关键措施。弹性联轴器的主要作用弹性联轴器的主要作用是改变和优化轴向的振动频率、减小振动的幅值、对整个轴向进行位移补偿。弹性联轴器所具有的动态特性对于整个轴系系统非常关键。而弹性联轴器的动态特性主要由橡胶弹性元件的动态特性决定,橡胶元件动态性能的好坏直接影响到弹性联轴器的工作性能。如果橡胶元件动态性能不好,会影响整个轴系的工作,有甚者会导致柴油机的损坏。许多生产实践中高弹性橡胶联轴器的损坏,均是由于橡胶元件发生了损坏,导致弹性联轴器的失效。

因此,我们要展开对弹性联轴器橡胶元件动态性能参数的研究工作,而动态径向刚度是橡胶元件动态性能的重要参数之一。动态径向刚度是进行振动分析不可缺少的重要参数。因此,开展对弹性联轴器橡胶元件动态径向刚度计算方法研究具有重要的意义。同时,弹性联轴器橡胶元件动态径向刚度的研究对于弹性联轴器的合理选型及结构优化设计等都具有一定的指导意义。由于国内外对弹性联轴器橡胶元件的研究往往多地关注于其轴向刚度和扭转刚度,而对其动态径向刚度研究较少,因此对于弹性联轴器橡胶元件动态径向刚度,现阶段尚有较大的探索空间。