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弹性联轴器中的设计加工与选择类型一般要考虑几点

2021-01-18 13:47:21

[一]、弹性联轴器中的设计加工
由于设计、加工、装配等的需要,一个完整的旋转机械转子系统通常是由两个甚至三个以上的转子连接而成。航空发动机结构复杂,是一种典型的旋转机械,航空发动机上的转子间连接多采用套齿花键结构。在设计联轴器时先要能够地传递如扭矩、轴向力、径向力等负荷,其次是应考虑被连接两轴在不共轴时也能够工作,三是所有零件均能地定中心和周向定位,具有良好的平衡性,并且拆装方便。
在涡轮螺桨发动机中,两端分别制有套齿花键的弹性轴连接发动机输出的动力轴和减速器的主动齿轮轴;在航空发动机零部件的台架试验中,常采用两端分别制有套齿花键的弹性轴连接动力输出和试验件转子;在航空涡轮轴发动机整机台架试验中,也是采用这种形式连接发动机动力输出轴和功率吸收装置,起着传递功率的作用。这种连接结构允许被连接两轴因刚性不足,加工误差,装配不善或有较大负荷作用以致二者同心度受影响时,发动机、减速器、动力装置或者功率吸收装置仍能工作,因此常称为弹性联轴器。弹性柱销联轴器中的弹性轴一般是细长的空心轴,具有良好的弹性,在传递功率的同时,还能够减弱减速器(增速箱)齿轮工作时角速度变化引起的扭转振动,避免引起转子的振动,在转子负荷突然改变时也能够起到缓冲的作用,以保护减速器或者动力输出装置。
除传递功率外,角度补偿是弹性联轴器的另一重要功能,也是较能反映弹性联轴器特点的功能。通过弹性联轴器的角度补偿作用能够实现发动机与减速器、动力装置或者功率吸收装置之间的振动隔离。实现角度补偿的关键结构是弹性联轴器中的花键连接,通常的花键连接分为松动连接和紧度连接两种,如果花键连接为松动连接,从理论上讲,这种连接类似于铰接形式,仅能传递扭矩而不能传递弯矩。在结构上一般是通过弹性轴两端花键连接的啮合侧隙和安装时确定的轴向位移量来实现这种松动连接,而且局限于被连接两轴小的相对弯转变形的情况,松动连接可以补偿被连接两轴因制造、安装以及承载变形与温度变化等因素引起的径向、角向和轴向位移。紧度连接的联轴器通常称为刚性联轴器,如发动机中的压气机和涡轮转子的连接以及轮盘与轴间的连接等,紧度连接也常用于套齿安装齿轮或其它零件,一般不用在弹性联轴器中。
松动连接和紧度连接在轴系弯曲动力特性计算中的模化有较大的不同。对于松动连接,正常工作状态下的花键连接一般可简化为“铰接”式的计算模型,但由于实际工作的花键连接往往遭遇到存在较大相对弯转变形的连接轴系,这时的花键连接便由原来的“铰接”转变为柔性连接。这样,花键连接便成为一种非线性刚性的连接,其段刚性为零,而二段刚性一般需要通过试验确定。采用了松动连接这种花键连接形式的弹性联轴器在结构上连接轴系间只存在小的相对弯转变形,当然也可以通过采用膜片(盘)、鼓形花键等结构使得允许的相对弯转变形大。对于紧度花键连接,一般可直接简化为柔性连接,其连接刚度与所用的紧度和结构尺寸等有关。
[二]、选择联轴器类型一般要考虑几点
a)传递扭矩的大小,载荷的性质(如冲击、反复及共振可能性等)。
b)转速高时,应验算外缘的离心应力和弹性元件的变形,并需进行平衡检验。
c)由于制造和装配误差、轴受载和热膨胀变形,SKF轴承磨削物的硬度与相对磨损率,以及部件之间相对运动等引起两轴轴线的相对位移程度。
d)许用的外形尺寸和安装方法。使装配、调整和维修能适应给定的操作空间,并能在轴不需作轴向移动的条件下装拆大型联轴器。
联轴器型号、尺寸的确定
对于已标准化和系列化的联轴器,应先选定合适类型;然后按轴径、扭矩和转速确定法兰梅花联轴器的型号和结构尺寸;时再验算联轴器薄弱环节的强度和其他性能。通常根据德国标准采用3种方法来选定联轴器的规格、尺寸。
a)第1种方法比较简单,但不很。此种方法只是根据工作参数粗略地选出所需联轴器的规格。
b)第2种方法此法很复杂,但可地选定所需联轴器。当机器的整个振动系统的技术参数已知时,我们公司通常采用此种方法。如果这些技术参数未知,我们则采用第3种方法,这是一种很好的决定联轴器规格的实用方法。
c)第3种方法。据DIN740中的第2部分选定联轴器的规格,泰克曼公司TMS柔性联轴器的规格是根据冲击转矩选定的。
梅花联轴器和弹性柱销联轴器的区别
梅花弹性联轴器工作原理是将一个整体的梅花形弹性环装在两个形状相同的半联轴器的凸爪之间,经径向挤压来传递扭矩,以实现两半联轴器的连接,当两轴线有相对偏移时,弹性元件发生相应的弹性变形,起到自动补偿作用;弹性柱销联轴器是利用若干非金属弹性材料制成的柱销,置于两半联轴器凸缘孔中,通过柱销实现两半联轴器联接。
梅花联轴器的特点:
1.紧凑型、无齿隙,提供三种不同硬度弹性体;
2.可吸收振动,补偿径向和角向偏差;
3.结构简单、方便维修、便于检查;
4.免维护、抗油及电气绝缘、工作温度20℃-60℃;
5.梅花弹性体有四瓣、六瓣、八瓣和十瓣;
6.固定方式有顶丝,夹紧,键槽固定。
弹性柱销联轴器的特点:
1、工作温度为-20~+80℃;传递公称扭矩为40~20000N.m。具有补偿两轴相对偏移和减振缓冲性能。弹性套工作是受压缩变形,由于弹性套的厚度较薄,体积小,弹性变形有限
2、比较简单,制造容易,不用润滑,不需要与金属硫化粘结,换弹性套方便,不用移动半联轴器适用于安装底座刚性好、对中精度较高、冲击载荷不大、对减振要求不高的中小功率轴系传动。
综合以上其各自的特点,梅花联轴器和弹性柱销联轴器哪个好呢?小编觉得这两种联轴器各有优点,梅花联轴器结构紧凑,绝缘,柱销联轴器传递扭矩大,拆装方便,无需润滑。适用工作情况也差不多,大的区别是结构不同,弹性元件不同,所以同样联轴器外径下,柱销联轴器扭矩稍稍大一点。当然柱销的噪音可能也会大一点;都比较适合用于水泵、风机等部位;在维护方面柱销的方便点。电机如果有正反转的话,梅花的可能一点。