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弹性柱销联轴器缓冲和吸振的作用与实际使用需求

2021-01-26 19:50:23

【一】、弹性柱销联轴器缓冲和吸振的作用
由于弹性套柱销联轴器具有的弹性元件,弹性元件能够产生较大弹性变形和阻尼作用,因此弹性联轴器除了能补偿两轴的相对位移外,还能引起缓冲和吸振的作用。
机械传动过程中,传动轴系传递的载荷常常会发生变化,引起载荷的变化原因不一,如电机转速不稳定、工作机的载荷不稳定和轴系中由于转动部件不平衡产生的离心力引起的动载荷都可能引起载荷的变化。载荷的变化很多时候体现为周期载荷、冲击载荷和无规律变化的载荷,而弹性联轴器能够适应载荷的波动,具有缓冲和减振的能力,主要与弹性联轴器的刚度和阻尼有关。
联轴器的刚度包括径向刚度、轴向刚度和扭转刚度。而在实际工程中,载荷变化常常是因为扭矩波动引起扭转振动的,所以联轴器影响主要的刚度是扭转刚度。一般情况下,在轴系传动中,系统的其他零部件的刚度都会比弹性联轴器的刚度大很多,因此,在简化的情况下,假设其他零部件的弹性为零,仅考虑联轴器的弹性。用联轴器的扭转刚度作为传动轴系的扭转刚度。
虽然弹性联轴器一般都具有缓冲和吸振功能,但具有某值刚度的弹性联轴器,并不是在任意的变扭矩作用下都能产生减振的效果,有时反而会引起加强烈的振动。因此,只有联轴器的刚度与整个传动轴系的其他参数和载荷协调时,才能产生减振的效果。对于某一己定的传动轴系,转动惯量和固有频率能够,如果己知所传扭矩的变化规律,如振幅和频率等,就能建立其轴系在扭转振动的微分方程,对该方程求解,即可所需联轴器刚度。为了便于求解运动微分方程,需要对传动轴系中联轴器的主动和从动两侧的转动惯量和刚度力学模型进行简化。通常比较典型的是简化为两个等效的圆盘,配置在联轴器的两侧。联轴器在工作中,周期载荷是机械传动中一种比较典型的载荷形式。为了避免发生共振,周期载荷的变化频率与传动轴系的固有频率要错开。方法是改变周期载荷的变化频率或者改变轴系的变化频率。因为载荷的变化频率与主轴的转速有关,而转速是机械性能参数,一般不能随意改变。所以一般是通过改变轴系的固有频率来达到不发生共振的目的,而改变轴系的固有频率一般是改变轴系的转动惯量或刚度,转动惯量与机械结构有关,通过改变转动惯量很难实现,而轴系的刚度很容易改变。所以改变星形弹性联轴器就是为了改变轴系的刚度来实现避开共振的目的。
【二】、大型弹性联轴器的实际使用需求
随着内燃机行业的不断发展,内燃机的扭转振动问题也越来越引起重视。很多情况下,扭转振动,或者将危险共振转移到内燃机工作转速范围之外,是很有的。这便需要在动力装置中加入梅花型联轴器
按弹性元件的材料,弹性阻尼联轴器分为金属弹性阻尼联轴器和非金属弹性阻尼联轴器。金属弹性阻尼联轴器,传递载荷能力大,使用寿命长,受温度影响小,但成本较高,常用材料为的弹性钢,如60Si2Mn和_SOCrVA等。非金属弹性联轴器目前主要是橡胶弹性元件,它具有弹性模量范围大、内摩擦大、重量轻、阻尼性能好、无机械摩擦等优点,但橡胶强度低、易蠕变、易老化、耐油耐热性差、振动剧烈时要注意温升,另外,负荷性能也不稳定。
复合材料是把金属、无机非金属、高分子等材料组合起来的一种多相材料,因此它的设计自由度很大,不仅可在组分选择上调整,而且还可以改变各组分的体积百分数来满足所需的性能要求,这样就可使复合材料具有轻质高强以及其它综合性能。特别是复合材料还具有复合效应,即经过复合以后产生各原始组分所不具备的性能。由于复合材料的上述特点,所以随着材料工程新材料、新工艺及的不断出现,一些具有优良机械性能与加工性能的新型工程复合材料被出来,使新型材料在机械工业中扩大应用成为可能。
塑料合金是当今具有代表意义的新型工程复合材料,具有非常好的的发展空间和应用价值。采用塑料合金等新型工程材料替代机械系统中的有色金属材料或者加工工序复杂、一般工程塑料材料难以满足其性能的零部件,不仅能降低成本、节约资源,而且还能提高劳动生产率,为企业带来巨大的经济和社会效益。
BTG塑料合金材料是以橡胶材料为基体,加入各种填充剂、剂等而的塑料合金材料,其吸振性能好,而且加工工艺性能好,有着良好的摩擦磨损性能和磨损性能等,尤其是其吸振性能、化学稳定性能好,非常适合于用作弹性联轴器制造材料。主要具有以下优点:①具有良好的能。塑料合金具有较低的摩擦因数,其明显优于其它材料,从而能延长塑料合金弹性联轴器的使用寿命;②缓冲、抑振、低噪音。这是其它弹性联轴器材料所的优点。
BTG塑料合金弹性好,内阻较大,能够地防止或减缓冲击,降低噪音;③由于塑料合金的弹性变形,可使联轴器在工作时的较高压力峰值减小,同时正因为弹性变形,塑料合金还能顺应和减缓因轴线跳动及偏移而引起的震动,减小因安装误差而产生的附加载荷;④塑料合金联轴器成本低、重量轻,易于成形,同时具有使用、没有污染等特点。
那么,在高速、轻型、强载原动机在新型机械动力装置中的应用口趋广泛、动力装置的振动和噪声问题越来越突出的现代,现代机械为了提高设备使用性以及改变工作、生活环境,对振动和噪声的治理要求越来越高,并出现了新型的隔振和降噪装置。弹性联轴器作为一种既能承担动力和运动传递、补偿轴不对中,又能担当振动和噪声治理重要使命的装置,在现代机械系统的动力装置中所发挥的作用也越来越大,并越来越被工程设计人员所重视。因此非金属弹性联轴器对弹性材料的选择就加注重材料的减振性、抗冲击能力以及材料的能力。而根据上述BTG材料的特点,非常适合作为弹性联轴器弹性元件的材料,满足现代弹性联轴器,特别是中大型弹性联轴器的实际使用需求。