膜片联轴器
弹性膜片联轴器依靠金属膜片来传递扭矩并吸收由不对中引起的变形,零部件之间没有相对运动,没有摩擦磨损,因而不需要润滑,符合流程设备无油化发展方向。齿式联轴器是刚性可移式联轴器,它靠齿面之间的相对滑移来补偿两轴的不对中,因此齿式联轴器必须要润滑,而且润滑条件是决定齿式联轴器工作好坏的关键。特别是在高速运转时显得更为突出,如在离心力的作用下,油的分离、泄漏等,以及润滑油的选择,往往因润滑设计用的是被连接机器的轴承润滑油,而不是承载能力更合适的齿轮润滑油。因此,高速运转的齿式联轴器的润滑问题尤为突出。另一方面,齿面相对滑移产生的磨损又会造成油泥和不平衡等一系列问题。所以,虽然齿式联轴器曾经是高速大功率应用的不二选择,但随着膜片联轴器的出现和发展,齿式联轴器逐步淡出了。全金属结构,传扭能力大,使用寿命长;膜片联轴器采用金属膜片作为弹性元件,强度高,传递载荷能力大,而且整个产品中不存在非金属件,没有老化问题,使用寿命长,而且适用于苛刻的使用环境。这是非金属弹性元件联轴器不可比拟的。补偿不对中能力大,安装找正方便;膜片联轴器采用高强度奥氏体不锈钢膜片,可以在传扭的同时承受较大的变形,从而补偿两轴的不对中。非金属弹性联轴器受非金属弹性元件低强度和易老化的制约,不仅寿命短,而且补偿能力小。齿式联轴器受齿面相对滑移速度和润滑条件的制约俱资料介绍,齿面的相对滑移速度应不大于0.12m/s角向补偿能力很小。因此,非金属弹性联轴器和齿式联轴器安装找正要求较高。一旦不对中超出许可范围,就会造成联轴器的快失效。轴向和角向刚度低,对设备影响小;膜片联轴器采用很薄的金属膜片作为弹性元件,角向和轴向刚度低,因而附加轴向力和附加弯矩很小。由于齿式联轴器齿面可相对滑移,所以人们往往觉得齿式联轴器能够补偿更大的角向和轴向不对中,而不会给机组附加影响。事实上,这种想法是错误的。弹性膜片联轴器在受载后由于摩擦和两轴的不对中会对轴和轴承产生很大的附加轴向力和附加弯矩。
膜片联轴器
梅花联轴器主要有两种类型,一种是传统的直爪型的,另一种是曲面(内凹)爪型的零间隙。传统的直爪型梅花联轴器不适合用在精度很高的伺服传动应用中。零间隙爪型梅花联轴器是在直爪型的基础上演变而来的,但不同的是其设计能适合伺服系统的应用,常用于联接伺服电机、步进电机和滚珠丝杆。曲面是为了减少弹性梅花间隔体的变形和限制高速运转时向心力对它的影响。零间隙爪型联轴器由两个金属轴套(通常采用铝合金材质,也可以提供不锈钢材质)和一个梅花弹性间隔体结合而成。梅花弹性间隔体有多个叶片分支,像滑块联轴器一样,它也是通过压挤来使梅花弹性间隔体和两边的轴套吻合,并以此保证了其零间隙性能。与滑块联轴器不同的是,梅花联轴器是通过压挤传动的而滑块联轴器是通过剪力传动的。在使用零间隙爪型联轴器时,使用者要注意不能超过生产商给出的弹性元件的承受能力(保证零间隙的前提下),否则梅花弹性间隔体将会被压扁变形失去弹性,预加负荷消失,导致失去零间隙的性能,还可能在发生严重的问题后使用者才会发现。具有较高弹性(低刚度,大柔度),接受公称扭矩时转角为10度,转矩时为25度,能够下降轴系固有振荡频率,改动柴油机动力装置轴系的扭振特性,使柴油机在需用转速范围内不呈现风险的共振转速。具有较好的阻尼减振特性,能够吸收有些振荡能量,削减经过振点时的振荡振幅,下降轴段扭振应力。具有较高弹性(低刚度,大柔度),接受公称扭矩时转角为10度,转矩时为25度,能够下降轴系固有振荡频率,改动柴油机动力装置轴系的扭振特性,使柴油机在需用转速范围内不呈现风险的共振转速。能够吸收和下降柴油机输出转矩的动摇,对装有减速齿轮箱的柴油机动力装置而言,能够削减变化转矩时对齿轮面敲击,延伸齿轮使用寿命。
膜片联轴器
膜片联轴器在工业发达国家的应用见于20世纪60,70年代。改革开放后,随着大型成套工业装置的引进,膜片联轴器逐步为国人所了解。由于膜片联轴器具有诸多优点,现已成为流程动力设备的之选,特别是大型的石化流程泵、锅炉给水泵、鼓风机、压缩机组等。20世纪80年代初,国内的一些科研机构开始了膜片联轴器的设计和应用研究。历经20多年的发展,其应用业绩已从小功率、低转速的泵组发展到大功率、高转速的透平压缩机组。国产膜片联轴器已经基本上替代了进口产品。与此同时,在原来采用齿式联轴器的老机组改造中膜片联轴器也经常被采用,有时往往有“起死回生”的效果。但是,国内用户往往对选用国产膜片联轴器存在顾虑,特别是大型透平压缩机组。他们主要担心以下3个方面:担心国产膜片联轴器设计制造不过关。担心国产材料不过关。担心国产膜片联轴器没有应用业绩。实际上,这些担心现在已经没有必要了。国内主流企业一般都从基础研究做起,掌握了选材、设计计算、加工工艺、动平衡等关键技术,而且已经具备20多年的工程应用经验。弹性膜片联轴器在高速大功率领域也积累了不少业绩。膜片联轴器的关键材料是金属膜片,一般均采用进口奥氏体不锈钢,国内用材与国外并无差别;在设计计算方面,有限元和优化技术已经普遍被采用,国内主流企业的产品性能已经和国外尤秀品牌相当;典型的膜片经有限元分析给出的应力分布,经过优化的膜片形状仅仅保留了传递扭矩所必须的材料,而去除了几乎所有多余的材料,这样的膜片不仅应力分布更合理,而且具有挠性,从而可以补偿更大的不对中,且对连接设备附加的反作用力更小。在加工工艺方面,精冲、激光切割、各种高精度加工中心已经应用到膜片联轴器的零件制作过程中,零件加工精度和表面状态与国外产品已无大的差异。总之,国内膜片联轴器的设计性能和加工水平已经与国外尤秀企业有可比性,完全可以设计制造满足标准的各种等级的高性能膜片联轴器。
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