在工作過程中,使兩軸始終處于聯(lián)接狀態(tài)的稱聯(lián)軸器。在離心泵,污水循環(huán)泵中,聯(lián)軸器是很常見的部件,對于聯(lián)軸器的知識應(yīng)用和要求有哪些呢?
一、聯(lián)軸器
1、功用
聯(lián)軸器通常用來聯(lián)接兩軸并在其間傳遞運動和轉(zhuǎn)矩;具有吸收振動和緩和沖擊的能力;可以作為一種安全裝置用來防止被聯(lián)接件承受過大的載荷,起到過載保護(hù)的作用;用聯(lián)軸器聯(lián)接軸時只有在機器停止運轉(zhuǎn),經(jīng)過拆卸后才能使兩軸分離。
2、位移補償
聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸,由于制造及安裝誤差、承載后的變形、軸承磨損、回轉(zhuǎn)零件不平衡以及溫度變化的影響,兩軸的軸線往往存在著某種程度的相對位移與偏斜;聯(lián)軸器要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施,使聯(lián)軸器具有補償各種偏移量的性能,否則就會在軸、聯(lián)軸器、軸承設(shè)計中引起附加載荷,導(dǎo)致工作情況惡化。
3、分類要求
固定聯(lián)軸器:要求被聯(lián)接的兩軸中心線嚴(yán)格對中;
可移式聯(lián)軸器:允許兩軸有一定的安裝誤差。
彈性聯(lián)軸器:其中的彈性元件材料不同,能在一定范圍內(nèi)補償兩軸線間的位移,還有緩沖減震的作用。
兩軸間的位移種類有:軸向位移、徑向位移、偏角位移和綜合位移。
二、固定式剛性聯(lián)軸器
1、結(jié)構(gòu)特點
A.結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)方便,能傳遞較大的扭矩;
B.但對被聯(lián)接的兩軸間的相對位移缺乏補償能力;
C.對兩軸的對中性要求很高,若兩軸線發(fā)生相對位移,就會在軸、聯(lián)軸器和軸承上引起附加載荷和嚴(yán)重磨損,嚴(yán)重影響軸與軸承的正常工作;此外,在傳遞載荷時不能緩和沖擊和吸收振動。
2、應(yīng)用場合
低速、大轉(zhuǎn)矩、載荷平穩(wěn)、短而剛性好的軸的連接
3、種類
凸緣聯(lián)軸器和套筒聯(lián)軸器兩種。
4、凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點
A.組成:兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器和一組螺栓;
B.工作原理:兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器用鍵分別于兩軸連接,然后用螺栓把兩個半聯(lián)軸器連接成一體,以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。
C.對中方式:1、通過分別具有凸肩和凹槽的兩個半聯(lián)軸器的相互嵌合來對中,半聯(lián)軸器采用普通螺栓聯(lián)接;(靠預(yù)緊普通螺栓在凸緣邊接觸表面產(chǎn)生的摩擦力傳遞力矩;用鉸制孔螺栓對中,靠螺桿承受擠壓與剪切傳遞力矩。)2、兩個半聯(lián)軸器都制出凸肩,共同與一個剖分環(huán)配合而實現(xiàn)對中。
D.適用:低速、大轉(zhuǎn)矩、載荷平穩(wěn)、短而剛性好的軸的連接。
E.結(jié)構(gòu)簡單,傳遞扭矩大;傳力可靠、對中性好;拆裝簡便、應(yīng)用廣泛;但不具有位移補償功能;按標(biāo)準(zhǔn)選用。
5.套筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點
A.組成:通過公用套筒與兩軸采用鍵連接或銷連接。
B.優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,成本低,徑向尺寸小。
C.缺點:裝拆時需軸向移動。
D.用場合:兩軸直徑較小、兩軸對中性精度高、工作平穩(wěn)的場合,用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的場合。
三、撓性聯(lián)軸器
(一)剛性可移式聯(lián)軸器(無彈性元件聯(lián)軸器)的種類:十字滑塊聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器和鼓形齒聯(lián)軸器。
1、十字滑塊聯(lián)軸器
A.結(jié)構(gòu)特點:由半連軸器1、3(左、右套筒)和浮動盤2(十字滑塊)聯(lián)接在一起,兩軸一起轉(zhuǎn)動;浮動盤的凸榫可在半連軸器的凹槽中滑動;摩擦較大,要加以潤滑。
B.優(yōu)點:徑向尺寸小,結(jié)構(gòu)簡單
C.缺點:但耐沖擊性差,滑塊與凹槽間易摩損,需潤滑;十字滑塊因徑向位移會產(chǎn)生較大離心慣性力,而給軸和軸承帶來附加載荷。
D.應(yīng)用場合:常用于剛性大、轉(zhuǎn)速低,沖擊小的場合。
2、萬向聯(lián)軸器
A.結(jié)構(gòu):由一個十字軸、兩個萬向節(jié)叉、四個滾針軸承組成;所有轉(zhuǎn)動副的回轉(zhuǎn)中心(軸線)交于一點O,兩軸間的夾角為α;是一種用以傳遞變夾角的相交兩軸之間的運動的裝置(聯(lián)軸器)。
B.工作原理:當(dāng)軸Ⅰ旋轉(zhuǎn)一周時,軸Ⅱ也將隨之轉(zhuǎn)一周,即兩軸的平均傳動比為1;但是,兩軸的瞬時傳動比卻不恒為1,而是作周期性變化的;萬向節(jié)的這種特性稱作瞬時傳動比的不均勻性;就單個萬向節(jié)而言,在輸入軸與輸出軸之間有夾角時,兩軸的角速度不相等,即萬向節(jié)有不等速性;兩軸間的夾角α越大,從動軸速度波動越明顯;故α應(yīng)在35°~45°之間。為了防止主、從動軸角速度不相等;為了完全消除上述萬向節(jié)中從動軸變速傳動的缺點,常成對使用。
C.優(yōu)點:具有較大的角向補償能力,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動效率高;
D.缺點:在傳動中將產(chǎn)生附加動載荷,轉(zhuǎn)速不宜過高;
E.應(yīng)用場合:主要用于兩軸相交的傳動,重載、中載、輕載等中低速的場合,如機床、汽車。
F.雙萬向節(jié)應(yīng)滿足條件:
為了使該機構(gòu)能獲得恒定的傳動比,機構(gòu)要滿足如下三個條件:
(1)主動軸、從動軸、中間軸的三根軸線應(yīng)位于同一平面內(nèi)。
(2)主動軸、從動軸與中間軸的軸間夾角應(yīng)相等:
(3)中間軸兩端的叉面應(yīng)位于同一平面內(nèi)。
3、齒式聯(lián)軸器
A.組成:兩個帶有內(nèi)齒及凸緣的外套筒、 兩個帶外齒的內(nèi)套筒;
B.工作原理:兩內(nèi)套筒分別用鍵與兩軸連接,兩外套筒用螺栓連接,通過內(nèi)外齒的嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩和運動。
C.特點:為能補償兩軸的相對位移,將外齒環(huán)的輪齒做成鼓形齒,齒頂做成中心線在軸線上的球面,齒頂和齒側(cè)留有較大的間隙。
通過嚙合齒間的頂隙、側(cè)隙,具備有允許兩軸間有徑向、軸向、角綜合位移補償?shù)墓δ埽晦D(zhuǎn)速高(可達(dá)3500r/min),能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩(可達(dá)106N·m),并能補償較大的綜合位移,工作很高、對安裝精度要求不高,要潤滑;
D.缺點:質(zhì)量大,制造較困難,成本高。
E.應(yīng)用:廣泛用于汽車等大重型機械設(shè)備中。
(二)常用彈性聯(lián)軸器有彈性套柱銷聯(lián)軸器和彈性柱銷聯(lián)軸器兩種。
1、彈性柱銷聯(lián)軸器
A.結(jié)構(gòu):將若干非金屬材料制成的柱銷,置于兩半聯(lián)軸器凸緣孔中,而實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的連接;柱銷材料常用尼龍,其它具有彈性的非金屬材料也可。
B.原理:利用彈性柱銷的彈性變形來補償兩軸軸向位移;
C.特點:彈性柱銷連軸器可允許較大的軸向竄動,但徑向位移和偏角位移的補償量不大。其結(jié)構(gòu)簡單,制造容易和維護(hù)方便。
2、彈性套柱銷聯(lián)軸器(標(biāo)準(zhǔn)號GB4323-2002)
A.結(jié)構(gòu):在結(jié)構(gòu)上與凸緣聯(lián)軸器相似,只是用套有橡膠彈性套的注銷代替了聯(lián)接螺栓;
B.原理:利用彈性套的彈性變形來補償兩軸的相對位移;
C.特點:彈性套柱銷連軸器制造容易,裝拆方便,成本較低,但彈性套易磨損,壽命較短。
D.適用于:載荷平穩(wěn),正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁、轉(zhuǎn)速高的傳遞中小轉(zhuǎn)矩的兩軸聯(lián)接。