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联轴器的作用是什么特性有哪些

2019-06-11 5人读过

联轴器的作用是什么?特性有哪些?

说到联轴器,也许大家并不陌生吧?在机械设备安装中,经常要使用联轴器,联轴器作为连接两轴的中间载体,广泛应用于石化冶金电镀等行业中,可是说联轴器是联接两轴轴端使其共同回转并传递转矩的一种机械部件。必须在机器停车后,用拆卸方法才能使两轴分离。联轴器的种类很多,按被联接两轴轴线的相对位置及变化情况,可分为固定式及可移式两大粪。大多数联轴器已经标准化,从有关手册中可以查出它们的结构、尺寸及有关设计数据。对于非标准的联轴器,也可相应地查出其主要的参考资料。使用联轴器,目的是传递功率,补偿泵轴与电动机轴的相对位移,降低泵与电动机的安装精度和对中的要求,缓和冲击,改变轴系的自振频率和避免发生危害性振动等。联轴器在传动系统的载荷类别是选择联轴器品种的基本根据。冲击、振动和转矩变化较大的工作载荷,应选择具有弹性元件的挠性联轴器即弹性联轴器,以缓冲、减振、补偿轴线偏移,改善传动系统工作性能。起动频繁、正反转、制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍,是超载工作,必然缩短膜片联轴器弹性元件使用寿命,联轴器只允许短时超载,一般短时超载不得超过公称转矩的倍。对于联轴器,大家是否想要了解更多呢?下面来为大家详细介绍联轴器的作用、特性、安装方式及缺陷引起的振动故障。一起来了解下吧!

联轴器的作用

联轴器被安装在动力传动的驱动侧和被动侧之间,起到传递旋转扭力、补偿轴间安装偏差、吸收设备振动和缓冲载荷冲击等作用。联轴器的功能之一是通过自身形变来吸收和补偿轴与轴之间偏差。柔性越大则表示其吸收偏差的能力越强;柔性越小则表示吸收偏差的能力越弱。通常来讲,这种轴与轴之间的偏差分为以下三个方面:联轴器与外围设备的连接都是通过将设备的轴插入联轴器的轴孔来实现。联轴器的轴孔形式一般有键槽式,夹紧式,夹紧+键槽,顶丝式,胀紧式等。键槽式应用最广泛,适用于普通电机,普通减速机及普通传动轴。夹紧式在伺服电机,步进电机,各类同步传动轴应用比较多一些,轴与孔之间紧密配合,无任何传动间隙,如果额外加键槽的结构,可使扭矩传递能力增强。顶丝式适用于小轴径、小扭矩传动场合,如微型电机,编码器等。

联轴器的特性

1、高减震橡胶型

适用场合:主要可以实现伺服马达的高增益化, 缩短了整定时间。并且有助于抑制步进马达驱动时的速度偏差。

缺点:价格贵,不耐高温。

2、膜片型

膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移,是一种高性能的金属强元件挠性联轴器。

适用场合:应对高转速情况。

优点:不用润油,结构较紧凑,强度高,使用寿命长,无旋转间隙,不受温度和油污影响,具有耐酸、耐碱防腐蚀的特点,可容许偏心,偏角及轴向偏差,适用于高温、高速、有腐蚀介质工况环境的轴系传动。

缺点:可以吸收的偏心偏角比较小,形状复杂,加工费时,不便用于大起重量起重机.

3、狭缝型

在棒材上开槽,完全一体构造的金属挠性联轴器。

适用场合:适用于伺服马达等的高速、高精度定位。

优点:精度高,扭转刚性极高,且惯性矩低,也容许有偏心,偏角,轴向偏差。

缺点:易断裂

4、梅花型

适用场合:适用于起动频繁、正反转、中高速、中等扭矩和要求高可靠性的工作场合。

优点:结构简单、方便维修、免维护,可连续长期运行。承载能力大,具有良好的减振、缓冲和电气绝缘性能。具有较大的轴向、径向和角向补偿能力。径向尺寸小,重量轻,转动惯量小,适用于中高速场合。

缺点:在高速或者是高负载的情况下容易发生打牙,并且不耐高温。

5、波纹管型

适用场合:具有高敏感性和反应迅速,使它成为理想的用于极小且精密的仪器应用中

优点:无间隙,高灵敏度;弹性高,更能很好的保护设备;可吸收振动,同时补偿径向,角向和轴向偏差能力强;抗油污,耐腐蚀性强;扭向刚性,顺时针与逆时针回转特性完全相同。

缺点:扭矩小,价格贵,货期长。

6、十字滑块型

适用场合:一般用于转速n250r/min,轴的刚度较大,且无剧烈冲击处。

优点:允许有较大偏心偏角,误差调整效果好,减轻轴的负担,构造简单,组装方便,具有电绝缘性;

缺点:耐冲击性差;滑块与凹槽间易磨损,需润滑;因有径向位移产生较大离心惯性力,给轴和轴承带来附加载荷。

7、刚性联轴器/凸缘联轴器

应用场合:一般常用于载荷平稳,高速或传动精度要求较高的轴系传动。

优点:但由于结构简单、成本低、可传递较大转矩,故当转速低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好时常采用;

缺点:对两轴对中性的要求很高,当两轴有相对位移存在时,就会在机件内引起附加载荷,使工作情况恶化。

8、万向联轴器

应用场合:主要用于俩轴相交的场合

优点:具有较大的补偿能力,传动效率高,结构紧凑;

缺点:转速不宜过高,传动中产生附加载荷。

联轴器安装方式

1、螺栓直接固定型

低成本,最常规的连接方法。但由于螺丝前端直接与轴接触,可能会损伤轴,或难以拆卸。必须注意。

2、挟持型

利用沉头螺栓拧紧的力量使狭缝收缩,而将轴心紧紧挟持住。安装和拆卸轻松简单,不会损伤轴。

3、分离型

因为轴套可以完全分离,所以可以不用移动装置、固定、拆卸也很用以。另外,也不会对轴产生伤害。

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4、半分离型

轴套的连接方式一端采用夹持型,另一端采用分离型。先将一端的轴固定在夹持型的轴套端,再将另一端的轴安装在分离型的轴套中。安装方便!

5、键槽型

和螺栓直接固定型相同,是最传统的固定方式。适合较高扭矩的传动为防止轴向移动、通常与螺栓直接固定型,夹持型并用。

6、胀紧套型利用了锥形斜边放大效果的连接方法,可实现可靠,稳定的连接。适合高扭矩的传动,最适用于机床的主轴。

?联轴器缺陷引起的振动故障

一、齿式联轴器缺陷引发的振动故障分析

1、齿式联轴器的典型结构如图所示。两端齿轮用热套并加键的方法固定在轴端上,套筒两边的内齿分别与两端齿轮相啮合,带动两个转子同步旋转。

2、在旋转状态下,外套筒径向位置由齿尖间隙保证。齿式联轴器运行时间长后,齿轮会因磨损而产生齿厚和齿隙不均、齿面接触不良等缺陷,传递扭矩过程中外套筒有可能偏向一侧,从而产生偏心和不平衡力。齿套径向位置还与机组所带负荷有关。负荷改变后,传递扭矩改变,齿轮啮合位置改变,齿套径向位置和转子平衡状态将有可能因此而改变。

3、对联轴器两侧轴承而言,该缺陷产生的振动为同相。在机组并(解)列、加(减)负荷过程中,振动有可能会发生突变。齿牙磨损后,最好的方法就是更换 联轴器。当条件不具备时,也可在外套上尝试加平衡配重,补偿由于外套偏向一侧所引起的不平衡力。实践证明,这种补偿方法在很多情况下是有效的,可以让机组继续运行一段时间。

4、某电厂1台6MW小型汽轮机已运行二十多年。1号、2号轴承为汽轮机两端轴承,3号、4号轴承为发电机两端轴承。最近一年多来,振动和噪声逐渐增大。过大振动突出反映在1号~3号轴承垂直和水平振动几乎同步发生变化。表给出了大、小负荷两种工况下的振动数据。从表中可以看出:

(1)低负荷下振动较大,带负荷过程中振动又发生了较大变化;

(2)在两种工况下,虽然振动幅值发生了变化,但是1号~3号轴承振动相位变化不大;

(3)带负荷过程中,2号、3号轴承垂直(水平)振动变化量的角度相同。初步分析,振动是由于联轴器磨损引起的。转速降至500r/min后,特意监听联轴器附近声音,可以清楚地听到齿轮啮合不平稳所发出的噪声。

大修中对联轴器进行了检查,发现齿面磨损较严重,齿隙明显偏大。据此更换了齿式联轴器。大修后启动,不仅2号、3号轴承振动大大减小,1号轴承振动也明显减小。

二、刚性联轴器缺陷引发的振动故障分析

齿式和半挠性联轴器可在一定范围内补偿转子中心的变化,而刚性联轴器对转子同心度的要求较高。刚性联轴器缺陷引起的振动主要发生在联轴器两侧轴承上,可以分为以下几种情况:

1、联轴器瓢偏。如图所示,当联轴器端面与轴中心线不垂直时,螺丝拧紧后,转子将产生变形,轴颈处出现较大晃度。距离联轴器越远,转子晃度越大。转子挠曲变形不仅会产生较大的激振力,还会破坏动静间隙,导致轴承乌金或者汽封等处产生摩擦。

2、联轴器张口或高低差过大导致转轴晃度大。一台50MW汽轮机大修前振动较好,通过临界转速时各点振动小于80μm。大修后第一次开机时,1号轴瓦过临界转速时的振动高达240μm,被迫打闸停机。初步认为是平衡问题。在末级叶轮上加重1.3kg后,机组冲过临界转速。但在3000r/min转速下振动明显增大,2号轴瓦达到105μm,而且1号轴瓦振动不稳定。揭开前箱检查,发现汽轮机主轴与主油泵短轴连接联轴器晃度达0.4mm。校正缺陷并去掉所加平衡块后,振动正常。过临界转速,振动小于100μm,定速下振动小于30μm。

3、某台125MW汽轮发电机组励磁机与发电机转子采用波纹节相连。大修前,过临界最大振动为56μm,大修后变为120μm。调查发现,大修中发电机重套了后对轮。进一步检查励发对轮,发现前对轮晃度为1.6mm,后对轮晃度为1.4mm,励磁机轴颈跳动为1.2mm。消缺后开机,振动明显减小。

4、某台汽轮发电机组甩负荷后再次开机时,励磁机振动达到56μm,较甩负荷前明显增大。停机检查发现,励磁机转子轴颈晃度为0.42mm,而甩负荷前轴颈晃度只有0.08mm。检修中对轴颈晃度大的缺陷进行了处理。检修后开机时,轴承振动减小为32μm。

5、早期的国产200MW汽轮发电机组,如图所示,中压和低压转子之间有一段跨距为4m、壁厚为0.04m的空心轴,又称接长轴。该轴段刚性较差,在运行中晃动很大,容易引起3号、4号轴承振动超标,已经成为这类机组的通病。该型机组在运行中应严格防止接长轴承受冲击扭矩如甩负荷、非同期并等,检修中应尽可能减小接长轴与转子对轮组装后的晃动和瓢偏值。

(1)联轴器螺栓连接紧力不同。这种缺陷对振动的影响和联轴器票偏相同。检修后,通过调整螺栓连接紧力来调整转子晃度的做法是不可取的。

(2)联轴器偏心。其产生振动的机理犹如偏心轮激振。当偏心超过一定程度后,引起的振动会更大。

上述几种情况都会诱发转轴振动。低转速下的转轴晃度值可以比较好地反映联轴器上述缺陷情况。一般而言,当低转速下转轴晃度值大于50μm,必须引起重视。

联轴器拆卸注意事项

1、由于联轴器本身的故障而需要拆卸,先要对联轴器整体做认真细致的检查(尤其对于已经有损伤的联轴器),应查明故障的原因。

2、在联轴器拆卸前,要对联轴器各零部件之间互相配合的位置作一些记号,以作复装时的参考。用于高转速机器的联轴器,其联接螺栓经过称重,标记必须清楚,不能搞错。

3、拆卸联轴器时一般先拆联接螺栓。由于螺纹表面沉积一层油垢、腐蚀的产物及其它沉积物,使螺栓不易拆卸,尤其对于锈蚀严重的螺栓,拆卸是很困难的。

4、联接螺栓的拆卸必须选择合适的工具。因为螺栓的外六角或内六角的受力面已经打滑损坏,拆卸会更困难。

5、对于已经锈蚀的或油垢比较多的螺栓,常常用溶剂(如松锈剂)喷涂螺栓与螺母的联接处,让溶剂渗入螺纹中去,这样就会容易拆卸。如果还不能把螺栓拆卸下来,可采用加热法,加热温度一般控制在200℃以下。通过加热使螺母与螺栓之间的间隙加大,锈蚀物也容易掉下来,使螺栓拆卸变得容易些。若用上述办法都不行时,只有破坏螺栓,把螺栓切掉或钻掉,在装配时,更换新的螺栓。新的螺栓必须与原使用的螺栓规格一致,用于高转速设备联轴器新更换的螺栓,还必须称重,使新螺栓与同一组法兰上的联接螺栓重量一样。

6、在联轴器拆卸过程中,最困难的工作是从轴上拆下轮毂。对于键联接的轮毂,一般用三脚拉马或四脚拉马进行拆卸。选用的拉马应该与轮毂的外形尺寸相配,拉马各脚的直角挂钩与轮毂后侧面的结合要合适,在用力时不会产生滑脱想象。这种方法仅用于过盈比较小的轮毂的拆卸,对于过盈比较大的轮毂,经常采用加热法,或者同时配合液压千斤顶进行拆卸。

7、对联轴器的全部零件进行清洗、清理及质量评定是联轴器拆卸后的一项极为重要的工作。零部件的评定是指每个零部件在运转后,其尺寸、形状和材料性质的现有状况与零部件设计确定的质量标准进行比较,判定哪一些零部件能继续使用,哪一些零部件应修复后使用,哪一些属于应该报废更新的零部件。

上述是为大家介绍的联轴器的作用、特性、安装方式及缺陷引起的振动故障。在选择标准联轴器时一定要注意,应根据使用要求和工作条件,鼓形齿式联轴器,如承载能力、转速、两轴相对位移、缓冲吸振以及装拆、维修更换易损鼓形齿式联轴器等综合分析来确定。具体选择时可顺序考虑以下几点,选择联轴器应考虑的因素。原动机和工作联轴器的联轴器械特性。原动机的类型不同,其输出功率和转速,有的是平稳,有的冲击甚至强烈冲击或振动。这将直接影响联轴器类型的选择,是选型的首要依据之一。对于载荷为平稳的,研讨行业发展形势,则可选刚弹性柱销联轴器,否则宜选用弹弹性柱销联轴器,TL型弹性套柱销联轴器。联轴器联接的轴系及其运转情况。对于联接轴系的质量大、转动惯量大,而又经常起动、变速或反转的,则应考虑选用能承受较大瞬时过载,并能缓冲吸振的弹弹性柱销联轴器。工作联轴器转速高低,对于需高速运转的两轴联接,应考虑选择联轴器的结构具有高平衡精度特性,以消除离心力而产生的振动和躁声,增加相关鼓形齿式联轴器的磨损和发热而降低传动质量和使用寿命,其中膜片联轴器对高速运转适应性较好。掌握这些,对你很有帮助哦!

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