当前位置:返回首页 > 信息动态 > 常见问题 >
产品系列
热门产品

齿式联轴器的扭振特性跟橡设计方法

2021-09-02 15:43:07

其一、齿式联轴器的扭振特性

齿式联轴器是一种由橡胶弹性元件和金属弹性元件组成的扭转剪切型复合式高弹性橡胶联轴器,补偿位移能力大,可以补偿轴线的径向位移、轴向位移和角度位移,通过弹性元件传递转矩,传递转矩范围3.16kNm}-1260.0kNm,并具有线性扭转刚度特性,可采用不同的扭转刚度和阻尼系数,以充分调节动力系统的扭振特性,刚度调节范围宽,可维修性好,主要用于船舶主推进装置和大功率的电站辅机。

LS系列齿式联轴器主要由扭转弹性部件、膜片部件或挠性杆和连接件组成。扭转弹性部件由多个元件组成,它根据结构尺寸和刚度级别的要求布置成单排和多排型式。每排弹性元件又由多个扇形块组成。

采用扇形块元件及在多排型联轴器中将其错开布置的方式能使元件获得良好的通风和冷却条件。在一些尺寸组中扇形块还设有辅助通风孔。扇形块结构使联轴器易装配。

膜片部件是由圆环状膜片组成;挠性杆组件是由多个呈正切方向布置的挠性杆组成。它们都是布置在弹性部件的后端,并允许承受轴向位移,换弹性元件无需移动两端设备。

LS系列联轴器具有广泛的应用,可用于船舶主推进,PTO(辅助动力输出),发电机组及其它一般工业应用。

LS系列联轴器可装备扭转限位装置,在发生较大冲击负荷时,弹性元件受破坏的瞬间,可继续维持轴系运行。

本文研究所使用的LS1210型齿式联轴器是一种单排扇形橡胶块齿式联轴器,其橡胶弹性元件由两个半圆扇形块组成,其橡胶直接硫化在两侧的直法兰和斜法兰之间,工作时,主动端传来的转矩先传给斜法兰,然后由弹性橡胶元件将转矩传递给直法兰,较后传递给输出端。对于扭转型的LS系列齿式联轴器来说,在传递转矩的过程中主要受到剪应力。

齿式联轴器在交变载荷下工作,随着使用时间的增加,其性能必然产生一定程度的下降,尤其是其中的橡胶弹性元件,相对金属元件来说,性能下降得为明显,当某性能下降到某一程度可能就不符合该场合下的使用要求;使用时间继续增加还可能发生裂纹甚至断裂。因此,对齿式联轴器的橡胶弹性元件进行寿命评估与预测就显得尤为重要。

其二、橡胶联轴器设计方法

梅花形齿式联轴器是通过弹性体承受剪切或压缩变形来传递扭矩,能够补偿角向位移,同时能够起到减振降噪的效果。有鉴于此,设计出一种挤压和扭转复合式齿式联轴器,该联轴器具有较高的扭振刚度,减振降噪效果好,补偿位移大等特点。

橡胶元件可以有各种各样的结构形式,以元件在传递扭矩时产生的应力不同,主要包括受剪应力和压缩应力元件。挤压型齿式联轴器,即橡胶元件主要通过挤压应力变形来传递运动和力矩。梅花形联轴器是一种典型的挤压型联轴器。梅花形联轴器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,以实现两半联轴器的连接。通过凸爪与弹性环之间的挤压传递动力,通过弹性环的弹性变形补偿两轴相对偏移,实现减振缓冲。梅花形齿式联轴器的特点是零件数量少,外形尺寸较小,弹性元件制造容易,承载能力也较高,但补偿的角位移较小,拆装时,需要沿轴向移动两半联轴器。

扭转型联轴器,即橡胶元件主要通过扭转变形来传递运动和力矩。XL,型齿式联轴器和LS型齿式联轴器是典型的扭转型齿式联轴器。

XL型齿式联轴器是由金属连接件、弹性元件和螺栓组构成,其弹性元件制成圈圆环形式,圈的内外表面分别经硫化粘接在内外金属环上,成为金属橡胶组件。LS型齿式联轴器是由橡胶弹性元件和金属弹性元件构成的复合式联轴器,其中橡胶弹性元件采用橡胶与金属法兰端面硫化粘接而成。

XL型齿式联轴器和LS型齿式联轴器其共同特点是装拆方便,弹性大,阻尼特性较好,补偿角位移能力强,但体积大、承载能力较小,费用较高。

橡胶在传递扭矩和运动的受力形式主要是受剪应力和压缩应力元件。在设计之初,对常见联轴器的工作原理有一定了解,受到梅花形联轴器和橡胶金属环的启发。为了实现两者性能的综合应用,设计出了一种挤压和扭转复合式齿式联轴器。

由于该联轴器中不同弹性体橡胶分别起到挤压和扭转的作用,所以我们将该种联轴器称为挤压和扭转复合式齿式联轴器,包括输入盘、输出盘、圆柱形挤压橡胶块和扭转传动组件,所述挤压橡胶块四块在以输入盘轴心线为中心的圆周方向上均匀布置,所述扭转传动组件包括扭转橡胶套、与输入盘固定连接的传动片和与输出盘固定连接的二传动片,扭转橡胶套的两端分别与传动片和二传动片固定连接。本联轴器通过扭转传动组件和挤压橡胶块将动力从输入盘传递给输出盘,由于扭转橡胶套的扭转变形,使本挤压和扭转复合式齿式联轴器能够补偿传动轴系的角向位移误差,同时由于扭转橡胶套和挤压橡胶块均具有缓冲减振功能,因此本挤压和扭转复合式齿式联轴器具有传动噪声低、振动小和使用寿命长等优点。