高彈性聯(lián)軸器的性能和設(shè)計(jì)要求

發(fā)布時(shí)間：2019-05-07

聯(lián)軸器被廣泛地應(yīng)用在柴油機(jī)動(dòng)力裝置中。它設(shè)置在柴油機(jī)的輸出端，其功能在于：傳遞扭矩；調(diào)整傳動(dòng)裝置軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性；補(bǔ)償因振動(dòng)、沖擊引起的主、從動(dòng)軸的中心位移；緩沖和吸振。因此，起到了減振降噪的目的，從而起到保護(hù)主、從動(dòng)機(jī)和整個(gè)傳動(dòng)裝置運(yùn)行性的目的。

1聯(lián)軸器的性能

1)額定轉(zhuǎn)矩、較大轉(zhuǎn)矩、許用變動(dòng)轉(zhuǎn)矩

額定轉(zhuǎn)矩是指聯(lián)軸器允許持續(xù)傳遞的轉(zhuǎn)矩，它應(yīng)滿足動(dòng)力裝置在持續(xù)工況下的平均轉(zhuǎn)矩。較大轉(zhuǎn)矩是指聯(lián)軸器能夠滿足動(dòng)力裝置在瞬態(tài)工況下(如：?jiǎn)?dòng)、沖擊、通過(guò)臨界點(diǎn)等)的工作轉(zhuǎn)矩。許用變動(dòng)轉(zhuǎn)矩是指聯(lián)軸器滿足在動(dòng)力裝置持續(xù)工況下周期性扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的允許扭轉(zhuǎn)振動(dòng)轉(zhuǎn)矩幅值。該特性反映了聯(lián)軸器承受振動(dòng)的能力，也是聯(lián)軸器的特征技術(shù)性能之一。

2)動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼系數(shù)

動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度C以產(chǎn)生單位扭轉(zhuǎn)變形所需的扭矩表示，動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度可以調(diào)節(jié)軸系的自振頻率以實(shí)現(xiàn)避開(kāi)共振的目的。而阻尼系數(shù)反映聯(lián)軸器衰減振動(dòng)的能力。動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼系數(shù)是動(dòng)力裝置軸系扭振計(jì)算的聯(lián)軸器的重要特征技術(shù)性能參數(shù)。

(3)許用軸向位移、許用徑向位移、許用角向位移

許用軸向、徑向、角向位移分別是允許聯(lián)軸器主、從動(dòng)端相對(duì)端面軸向、徑向和角向(兩軸線成角度)的偏移量。

這3項(xiàng)指標(biāo)反映了聯(lián)軸器補(bǔ)償主、從動(dòng)機(jī)兩軸端軸線位移的能力。另外，還有重量尺寸、許用轉(zhuǎn)速等指標(biāo)。 

2聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)要求

聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)是以實(shí)現(xiàn)其性能為目標(biāo)，同時(shí)以結(jié)構(gòu)合理、綜合為準(zhǔn)則。因此，聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)要求：

(1)滿足基本的性能要求。包括：承載能力，承受振動(dòng)的能力，補(bǔ)償位移的能力。

(2)制造工藝性。產(chǎn)品具有制造的可行性和現(xiàn)實(shí)性。

(3)實(shí)用性和標(biāo)準(zhǔn)化要求。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)容易變形和組合，能滿足不同動(dòng)力裝置的使用匹配要求。

(4)安裝工藝性。安裝、拆卸簡(jiǎn)單易行。能適合各種安裝環(huán)境，特別是在艦船機(jī)艙較小的空間內(nèi)能方便拆卸和安裝。

(5)性和維修性。聯(lián)軸器采用性設(shè)計(jì)。例如采用冗余設(shè)訊通過(guò)彈性元件的冗余可以地提高軸系的性。同時(shí)應(yīng)該考慮容易維護(hù)和免維護(hù)的要求。

(6)經(jīng)濟(jì)性。產(chǎn)品的成本高低直接影響生命力和推廣使用價(jià)值。

聯(lián)軸器的性能主要取決于所采用的彈性元件。彈性元件分金屬?gòu)椥栽头墙饘購(gòu)椥栽?。金屬?gòu)椥栽海瑐鬟f載荷能力大，使用壽命長(zhǎng)，受溫度影響小，但成本較高。常用材料為的彈性鋼，如60Si2Mn和SOCrVA等。其結(jié)構(gòu)形式主要有：簧片、卷簧、蛇形彈簧、膜片(盤)、圓柱彈簧等。

非金屬?gòu)椥栽褐饕窍鹉z彈性元件。它具有彈性模量范圍大、內(nèi)摩擦大、重量輕、阻尼性能好、無(wú)機(jī)械摩擦等優(yōu)點(diǎn)，但橡膠強(qiáng)度低、易蠕變、易老化、耐油耐熱性差、振動(dòng)劇烈時(shí)要注意溫升，另外，負(fù)荷性能不穩(wěn)定(由于制造時(shí)硬度偏差較大)。其結(jié)構(gòu)形式有：橡膠金屬環(huán)、輪胎式、U型橡膠件、橡膠套筒等。

聯(lián)軸器品種繁多，在艦船中應(yīng)用的較典型的幾種形式分述如下：

(1)卷簧彈性聯(lián)軸器卷簧彈性聯(lián)軸器由內(nèi)外構(gòu)件和均布在內(nèi)外構(gòu)件之間的沿圓周分布的卷簧組件構(gòu)成。當(dāng)聯(lián)軸器內(nèi)外構(gòu)件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于卷簧組件中各片卷簧之間的摩擦和滑油的流動(dòng)阻尼作用，使該聯(lián)軸器具有的阻尼特性。但該型聯(lián)軸器存在重量尺寸大，補(bǔ)償能力小，要求滑油冷卻，造價(jià)偏高等缺點(diǎn)。

(2)簧片式彈性聯(lián)軸器

簧片式彈性聯(lián)軸器又稱蓋斯林格聯(lián)軸器，該型聯(lián)軸器彈性元件由淬火硬化彈簧鋼制造的簧片組組成。該聯(lián)軸器的特點(diǎn)是阻尼性能好、扭轉(zhuǎn)彈性優(yōu)良。但安裝復(fù)雜、使用要求高(如需滑油冷卻)、補(bǔ)償位移能力較小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、造價(jià)高、維修性差等。

(3)XL型橡膠金屬環(huán)聯(lián)軸器

該型聯(lián)軸器由金屬連接件、彈性元件和螺栓組構(gòu)成。其彈性元件由橡膠通過(guò)硫化粘接在內(nèi)外金屬環(huán)上。橡膠體由橡膠和填充劑組成。其特點(diǎn)是：彈性大，有的阻尼特性，承載。但重量大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，對(duì)主、從動(dòng)機(jī)的附加影響大，耐油耐溫性差，容易老化，性差。

(4)EZ，LB型聯(lián)軸器

該型聯(lián)軸器由彈性元件、法蘭、軸套及螺栓等組成。其特點(diǎn)是：，傳遞載荷能力大，補(bǔ)償能力大，阻尼特性較好。其不足之處除了具有橡膠件的通病外，由于橡膠彈性元件同金屬部件通過(guò)螺栓聯(lián)結(jié)時(shí)容易在橡膠件螺栓處形成應(yīng)力集中，造成疲勞裂紋甚至斷裂，因而工作壽命短。另外，彈性元件制造工藝復(fù)雜。