高彈性聯(lián)軸器的性能和設(shè)計要求

發(fā)布時間：2019-05-07

聯(lián)軸器被廣泛地應(yīng)用在柴油機動力裝置中。它設(shè)置在柴油機的輸出端，其功能在于：傳遞扭矩；調(diào)整傳動裝置軸系扭轉(zhuǎn)振動特性；補償因振動、沖擊引起的主、從動軸的中心位移；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、從動機和整個傳動裝置運行性的目的。

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)軸器能夠滿足動力裝置在瞬態(tài)工況下(如：啟動、沖擊、通過臨界點等)的工作轉(zhuǎn)矩。許用變動轉(zhuǎn)矩是指聯(lián)軸器滿足在動力裝置持續(xù)工況下周期性扭轉(zhuǎn)振動的允許扭轉(zhuǎn)振動轉(zhuǎn)矩幅值。該特性反映了聯(lián)軸器承受振動的能力，也是聯(lián)軸器的特征技術(shù)性能之一。

2)動態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼系數(shù)

動態(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，動態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度可以調(diào)節(jié)軸系的自振頻率以實現(xiàn)避開共振的目的。而阻尼系數(shù)反映聯(lián)軸器衰減振動的能力。動態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼系數(shù)是動力裝置軸系扭振計算的聯(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、從動端相對端面軸向、徑向和角向(兩軸線成角度)的偏移量。

這3項指標(biāo)反映了聯(lián)軸器補償主、從動機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)計要求

聯(lián)軸器的設(shè)計是以實現(xiàn)其性能為目標(biāo)，同時以結(jié)構(gòu)合理、綜合為準(zhǔn)則。因此，聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮以下幾個要求：

(1)滿足基本的性能要求。包括：承載能力，承受振動的能力，補償位移的能力。

(2)制造工藝性。產(chǎn)品具有制造的可行性和現(xiàn)實性。

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

(4)安裝工藝性。安裝、拆卸簡單易行。能適合各種安裝環(huán)境，特別是在艦船機艙較小的空間內(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。例如采用冗余設(shè)訊通過彈性元件的冗余可以地提高軸系的性。同時應(yīng)該考慮容易維護(hù)和免維護(hù)的要求。

(6)經(jīng)濟性。產(chǎn)品的成本高低直接影響生命力和推廣使用價值。

聯(lián)軸器的性能主要取決于所采用的彈性元件。彈性元件分金屬彈性元件和非金屬彈性元件。金屬彈性元件：，傳遞載荷能力大，使用壽命長，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。

非金屬彈性元件：主要是橡膠彈性元件。它具有彈性模量范圍大、內(nèi)摩擦大、重量輕、阻尼性能好、無機械摩擦等優(yōu)點，但橡膠強度低、易蠕變、易老化、耐油耐熱性差、振動劇烈時要注意溫升，另外，負(fù)荷性能不穩(wěn)定(由于制造時硬度偏差較大)。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)件作相對運動時，由于卷簧組件中各片卷簧之間的摩擦和滑油的流動阻尼作用，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，補償能力小，要求滑油冷卻，造價偏高等缺點。

(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)、補償位移能力較小、轉(zhuǎn)動慣量大、造價高、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。其特點是：彈性大，有的阻尼特性，承載。但重量大，轉(zhuǎn)動慣量大，對主、從動機的附加影響大，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。其特點是：，傳遞載荷能力大，補償能力大，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螺栓聯(lián)結(jié)時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。