疊片撓性聯(lián)軸器選用事項(xiàng)分析
發(fā)布時(shí)間：2019-05-13 11:10:50 | 人感興趣 | 評(píng)分：3 | 收藏：
【中國(guó)壓縮機(jī)網(wǎng)】前言
疊片撓性聯(lián)軸器自20世紀(jì)70年代開始在各領(lǐng)域推廣使用，逐步替代齒式聯(lián)軸器和非金屬?gòu)椥詨K聯(lián)軸器等傳統(tǒng)產(chǎn)品，到20世紀(jì)末已占主導(dǎo)地位。聯(lián)軸器是用來連接主、從動(dòng)設(shè)備，使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞扭矩的裝置。聯(lián)軸器除傳遞動(dòng)力與扭矩外，最主要一點(diǎn)就是補(bǔ)償不對(duì)中能力，這也是疊片聯(lián)軸器使用越來越廣泛的原因。圖1為聯(lián)軸器幾種不對(duì)中的形式。
齒式聯(lián)軸器允許內(nèi)、外齒有較大的軸向滑移，但在工作狀態(tài)下的滑移需克服很大的摩擦阻力，給軸承以很大的軸向力，而且受內(nèi)外齒相對(duì)滑動(dòng)速度的限制，角向補(bǔ)償能力也有限。非金屬?gòu)椥詨K聯(lián)軸器由于本身結(jié)構(gòu)的原因，在更換彈性元件時(shí)必須移動(dòng)半聯(lián)軸器，其軸向補(bǔ)償能力相對(duì)較弱，而且彈性元件易于損壞，維修周期短。疊片聯(lián)軸器角向和軸向剛度很低，可補(bǔ)償較大的角向和軸向不對(duì)中，而不致于給軸和軸承附加很大的力。疊片聯(lián)軸器除補(bǔ)償能力較大外，還有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
（1）疊片撓性聯(lián)軸器為干式聯(lián)軸器，無需潤(rùn)滑和維護(hù)；
（2）有明顯的隔振和吸振作用；
（3）零部件之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)和磨損，易于保持出廠時(shí)的動(dòng)平衡，特別適合高速大功率場(chǎng)合；
（4）全金屬機(jī)構(gòu)，無老化，使用壽命長(zhǎng)；
（5）安裝使用簡(jiǎn)單方便，在不動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)的情況下能更換片組及螺栓等易損件。
正是由于疊片聯(lián)軸器具有以上優(yōu)勢(shì)，所以它是目前工業(yè)流程動(dòng)力設(shè)備的產(chǎn)品。本文以無錫創(chuàng)明疊片聯(lián)軸器為例，初步介紹疊片聯(lián)軸器的選用方法。
一、疊片聯(lián)軸器選用注意事項(xiàng)
在選用疊片撓性聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件等綜合分析來確定，主要考慮以下幾點(diǎn)。
1、主動(dòng)機(jī)和從動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。主動(dòng)機(jī)類型不同，其輸出功率和轉(zhuǎn)速差異較大，需根據(jù)實(shí)際的工作狀況選擇合適的工況系數(shù)，以滿足機(jī)組使用要求。
2、聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速高低，決定聯(lián)軸器的基本結(jié)構(gòu)形式。一般低速場(chǎng)合（3600轉(zhuǎn)/分以內(nèi)，主要以泵、低速風(fēng)機(jī)等為主）選擇螺栓定位的疊片聯(lián)軸器即可；中高速場(chǎng)合（3600轉(zhuǎn)/分以上，主要以汽輪機(jī)等為主）則需選擇以止口定位的高速聯(lián)軸器，同時(shí)需考慮聯(lián)軸器動(dòng)平衡對(duì)機(jī)組的影響。
3、聯(lián)軸器選用需考慮安裝及后期維護(hù)。由于某些大型機(jī)組調(diào)整基礎(chǔ)比較困難，選型時(shí)應(yīng)考慮聯(lián)軸器外徑在允許的安裝空間內(nèi)，在保證冷態(tài)安裝距離的同時(shí)，選擇裝拆方便的結(jié)構(gòu)形式。
4、聯(lián)軸器使用的工作環(huán)境。一般室內(nèi)或者有遮蔽物的場(chǎng)合，選擇表面氧化處理或黑磷化處理的疊片聯(lián)軸器即可。如在強(qiáng)酸，強(qiáng)腐蝕等場(chǎng)合，則需選用表面鍍合金保護(hù)層的聯(lián)軸器，甚至不銹鋼疊片聯(lián)軸器。
二、疊片聯(lián)軸器選型計(jì)算及復(fù)核
疊片撓性聯(lián)軸器選用一般以所需傳遞的計(jì)算扭矩小于聯(lián)軸器的公稱扭矩為原則。由于主動(dòng)機(jī)的工作狀況各不相同，所以在計(jì)算時(shí)序考慮工況系數(shù)K，見表1工況系數(shù)K值表。
聯(lián)軸器扭矩計(jì)算：
T=9549×P×K/n
式中：T—扭矩(N.m)
p—主動(dòng)機(jī)額定功率（kW）
K—工況系數(shù)
n—額定工作轉(zhuǎn)速（r/min）
根據(jù)T≤Tn（公稱扭矩），n≤n max（許用轉(zhuǎn)速）的原則，結(jié)合聯(lián)軸器外徑、所能包容軸徑等，選擇合適的聯(lián)軸器型號(hào)。
疊片聯(lián)軸器經(jīng)過初步計(jì)算選型后還需進(jìn)行復(fù)核。
1、復(fù)核峰值扭矩和瞬時(shí)扭矩是否滿足機(jī)組需要。對(duì)于頻繁啟動(dòng)的機(jī)組需校核啟動(dòng)扭矩，對(duì)于有剎車裝置的設(shè)備應(yīng)校核剎車扭矩。
2、復(fù)核機(jī)組軸頭間距即冷態(tài)安裝距離（DBSE）是否滿足所選型號(hào)最小軸頭間距的要求。
3、復(fù)核聯(lián)軸器軸向和角向補(bǔ)償能力是否滿足機(jī)組要求。對(duì)于某些熱脹量較大的機(jī)組，可采用冷態(tài)預(yù)拉伸的方法，使機(jī)組達(dá)到熱平衡時(shí)聯(lián)軸器工作在較小變形狀態(tài)。
三、疊片聯(lián)軸器在特殊場(chǎng)合的選用舉例
由于某些機(jī)組特性的限制與要求，疊片聯(lián)軸器需采用特殊材質(zhì)或特殊結(jié)構(gòu)。以下列舉某些特殊場(chǎng)合選用的特殊疊片聯(lián)軸器。
1、冷卻塔風(fēng)機(jī)專用疊片聯(lián)軸器
冷卻塔風(fēng)機(jī)與一般風(fēng)機(jī)相比有兩個(gè)明顯的不同之處：一是風(fēng)機(jī)安裝在循環(huán)熱水上方，工作環(huán)境極度潮濕，且溫度較高；二是電機(jī)與風(fēng)機(jī)間距特別長(zhǎng)，軸頭間距一般3～5m。這兩種工況對(duì)聯(lián)軸器提出特殊要求：材料需滿足防銹要求，同時(shí)設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)需考慮間隔軸臨界轉(zhuǎn)速。圖2為碳纖維聯(lián)軸器的簡(jiǎn)圖。
該聯(lián)軸器主從動(dòng)端安裝盤材質(zhì)采用0Cr18Ni9，膜片材質(zhì)301，螺栓緊固件材質(zhì)2Cr13，選用此材料的目的是為了起到防銹的作用；間隔軸組件以碳纖維管為主，主要是為了減輕重量，減小附加載荷，提高臨界轉(zhuǎn)速。
2、風(fēng)電專用高速疊片聯(lián)軸器
風(fēng)力機(jī)組在傳遞能量過程中，葉輪吸收的能量是隨著風(fēng)能的大小在時(shí)刻變化的，因此經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的力在齒箱和發(fā)電機(jī)上。在發(fā)電機(jī)短路時(shí)，齒輪箱須有過載保護(hù)，避免風(fēng)電機(jī)組造成更大范圍的損害。同時(shí)齒箱與電機(jī)間聯(lián)軸器還需絕緣且必須可靠運(yùn)行20年以上。圖3為風(fēng)電高速疊片聯(lián)軸器關(guān)鍵部件簡(jiǎn)圖。
風(fēng)電高速聯(lián)軸器中間段通過使用玻璃鋼起到齒箱與電機(jī)間絕緣的作用。玻璃鋼強(qiáng)度性能良好，絕緣性能，重量較輕，能減少軸端的附加載荷。通過給螺栓套件施加一定的擰緊力矩（按過載扭矩計(jì)算標(biāo)定），將轉(zhuǎn)接盤夾緊在壓板內(nèi)，壓板與轉(zhuǎn)接盤的連接處有摩擦片。當(dāng)機(jī)組過載時(shí)，轉(zhuǎn)接盤與壓板就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)（俗稱打滑），從而起到過載保護(hù)的作用。
四、結(jié)論
疊片聯(lián)軸器補(bǔ)償不對(duì)中能力較大，吸振隔震效果良好，無需潤(rùn)滑，而且現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)方便，相對(duì)齒式聯(lián)軸器、非金屬?gòu)椥詨K聯(lián)軸器有較大優(yōu)勢(shì)。
疊片聯(lián)軸器選用時(shí)，根據(jù)主、從動(dòng)機(jī)特性，需選擇合適的工況系數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)速高低，需選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，一般低速聯(lián)軸器選用螺栓定位的結(jié)構(gòu)，高速聯(lián)軸器選用止口定位的結(jié)構(gòu)。聯(lián)軸器初步選型后還需進(jìn)行尺寸或使用條件等的復(fù)核。
在某些特殊場(chǎng)合，疊片聯(lián)軸器選用需考慮材質(zhì)、絕緣性能以及過載保護(hù)裝置等。
參考文獻(xiàn)
[1] 周明衡，聯(lián)軸器選用手冊(cè)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2001.
[2] 王文斌，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007(3).
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