聯(lián)軸器的溫度影響問題及關(guān)鍵作用

發(fā)布時(shí)間：2019-05-23

聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件，主要用來聯(lián)接兩軸使其一同旋轉(zhuǎn)，以傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)的一種機(jī)械傳動(dòng)裝置，是機(jī)械傳動(dòng)的重要組成部分。因而被廣泛應(yīng)用在航空、艦船、石油化工、機(jī)械制造等各個(gè)。聯(lián)軸器的形式很多，根據(jù)功能和原理的不同分為3類：普通聯(lián)軸器、聯(lián)軸器、聯(lián)軸器。聯(lián)軸器跟普通聯(lián)軸器相比是在其基礎(chǔ)上增加一些機(jī)制，如果扭矩一旦過載，可以使傳動(dòng)中斷或者限制扭矩的傳遞，從而從根本上保護(hù)機(jī)器的重要部件不受損壞。

而聯(lián)軸器是指用非機(jī)械方式聯(lián)接的聯(lián)軸器，如氣壓傳動(dòng)、液力傳動(dòng)或磁力傳動(dòng)的聯(lián)軸器。在所有聯(lián)軸器中普通聯(lián)軸器應(yīng)用較為廣泛。它又分為兩種：剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。其中剛性聯(lián)軸器又有剛性固定式聯(lián)軸器和剛性可移式聯(lián)軸器兩種。當(dāng)軸與軸連接傳遞動(dòng)力時(shí)，如果要求兩軸要在同一直線上且等轉(zhuǎn)速的話，用聯(lián)軸器聯(lián)接。若因加工精度、軸受熱膨脹或運(yùn)轉(zhuǎn)中軸受力彎曲等影響使同心度發(fā)生變化，則需要彈性聯(lián)軸器補(bǔ)償兩軸線的相對位移，還可緩沖減振，避免共振。彈性元件分為金屬彈性元件和非金屬彈性元件，金屬彈性元件與非金屬彈性元件相比，具有、傳遞載荷能力大、且不存在老化問題，受溫度影響小，使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工業(yè)流程動(dòng)力設(shè)備中使用特別適合。

如今隨著疊片聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)出不但很好地解決早期其它聯(lián)軸器存在的諸多問題，而且能地通過對設(shè)計(jì)的調(diào)整和修改來滿足與機(jī)組的匹配。所以疊片聯(lián)軸器已成為替代非金屬彈性元件和齒式聯(lián)軸器聯(lián)軸器的使用較為廣泛的一種聯(lián)軸器之一。疊片聯(lián)軸器是一種全金屬式的撓性聯(lián)軸器。它的主要結(jié)構(gòu)是由金屬疊片組(撓性元件)、法蘭盤、中問軸和連接螺栓組成的。由其中幾組疊片(不銹鋼薄板)用螺栓交錯(cuò)地與兩半聯(lián)軸器聯(lián)接，每組疊片由數(shù)片疊集而成，疊片聯(lián)軸器靠疊片的彈性變形來補(bǔ)償所聯(lián)兩軸的相對位移。疊片常見的主要有輪輻式圓環(huán)式連桿式多邊式束腰式。

本文主要分析圓環(huán)式疊片聯(lián)軸器和束腰式疊片聯(lián)軸器。

使用圓環(huán)式疊片聯(lián)軸器具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：

1)干式聯(lián)軸器，無需潤滑

2)傳扭能力大，承受較大離心力，使用壽命長

3)提供軸向、徑向的位移補(bǔ)償能力，安裝方便

4)車由向和角向剛度低，對設(shè)備影響小

由于疊片聯(lián)軸器在機(jī)械傳動(dòng)中起的關(guān)鍵作用，其臨界轉(zhuǎn)速、性等工作特性直接關(guān)系直升機(jī)的使用性，疊片聯(lián)軸器之所以關(guān)鍵不僅僅它是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要組成部分，而且無法運(yùn)轉(zhuǎn)中各份的零部件，在機(jī)械傳動(dòng)裝置中一旦產(chǎn)生斷裂或者破環(huán)，直接關(guān)系著系統(tǒng)的使用性能，為了滿足直升尾槳長時(shí)問運(yùn)行，因此對疊片的強(qiáng)度疲勞和動(dòng)力特性進(jìn)行分析研究。

目前國內(nèi)在疊片聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度壽命分析上還存在諸多難點(diǎn)。比如：高轉(zhuǎn)速(疊片的額定工作轉(zhuǎn)速n的范圍為4000~25000rpm，要求疊片的傳扭、負(fù)載能力大)、大變形(提供連續(xù)徑向位移補(bǔ)償，軸向位移補(bǔ)償，由于位移變形的作用，疊片將處于交變載荷作用狀態(tài)，極有可能產(chǎn)生疲勞破壞，需對其疲勞壽命進(jìn)行研究分析。疊片聯(lián)軸器適用范圍廣，實(shí)際應(yīng)用情況會有較大差異，某些“常識經(jīng)驗(yàn)”對這種類型不適用。目前國內(nèi)大多數(shù)疊片聯(lián)軸器生產(chǎn)研制企業(yè)對疊片聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度壽命設(shè)計(jì)仍停在經(jīng)驗(yàn)判斷階段。因此，深入研究、掌握疊片聯(lián)軸器的強(qiáng)度壽命分析及動(dòng)力特性分析技術(shù)，為疊片聯(lián)軸器設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐，對直升機(jī)尾槳運(yùn)行有著重要的意義。

齒式聯(lián)軸器是由齒數(shù)相同的內(nèi)齒圈和帶外齒的凸緣半聯(lián)軸器等零件組成。一般高頻蘸火的聯(lián)軸器主要是齒式聯(lián)軸器，像其他彈性柱銷的，滑塊聯(lián)軸器等很少有要求，高頻蘸火主要是加強(qiáng)齒部的。齒式聯(lián)軸器在作業(yè)時(shí)，兩軸產(chǎn)生相對角位移，表里齒的齒面周期性作軸向相對滑動(dòng)，必然形成齒面磨損和功率消耗，因而，齒式聯(lián)軸器需在有杰出和密封的狀況下作業(yè)。

齒式聯(lián)軸器徑向尺度小，承載才能大，常用于低速重載工況條件的軸系傳動(dòng)，并經(jīng)動(dòng)平衡的齒式聯(lián)軸器可用于高速傳動(dòng)，如燃汽輪機(jī)的軸系傳動(dòng)。外齒分為直齒和鼓形齒兩種齒形，所謂鼓形齒即為將外齒制成球面，球面中心在齒輪軸線上，齒側(cè)空隙較一般齒輪大，鼓形齒聯(lián)軸器可允許較大的角位移（相對于直齒聯(lián)軸器），可齒的接觸條件，提高傳遞轉(zhuǎn)矩的才能，延伸使用壽命。有角位移時(shí)沿齒寬的接觸狀況。

齒式聯(lián)軸器在作業(yè)時(shí)，兩軸產(chǎn)生相對角位移，表里齒的齒面周期性作軸向相對滑動(dòng)，形成齒面磨損和功率消耗，因而，齒式聯(lián)軸器需在有杰出和密封的狀況下作業(yè)。齒式聯(lián)軸器徑向尺度小，承載才能大，常用于低速重載工況前提的軸系傳動(dòng)，并經(jīng)動(dòng)平衡的齒式聯(lián)軸器可用于高速傳動(dòng)，如燃汽輪機(jī)的軸系傳動(dòng)。因?yàn)楣男锡X式聯(lián)軸器角向補(bǔ)償大于直齒式聯(lián)軸器，海表里均廣泛選用鼓形齒式聯(lián)軸器，直齒式聯(lián)軸器屬于被篩選的產(chǎn)品，選用者應(yīng)盡量不選用。

齒式聯(lián)軸器需求進(jìn)行高頻調(diào)質(zhì)處理，因?yàn)楦哳l處理后需求較高溫度進(jìn)行，會受熱變形。軸孔公差會因?yàn)闊崦浝淇s而變成負(fù)公差。因而對于聯(lián)軸器高頻處理在加熱爐內(nèi)加熱到指定溫度，并檢測工件溫度。將聯(lián)軸節(jié)取出后翻身，放人爐內(nèi)持續(xù)加熱。如用木柴加熱大型聯(lián)軸節(jié)。則經(jīng)2～3h后，用量棒重復(fù)丈量孔徑，直至尺度較大的量棒能自由進(jìn)入聯(lián)軸節(jié)孔內(nèi)，加熱即可完畢。吊出聯(lián)軸節(jié)，裝上撞板、抬攀或其他套裝東西。校正的方位，使聯(lián)軸節(jié)孔筆直(筆直套裝時(shí))或呈水平(水平套裝時(shí))，并清掃聯(lián)軸節(jié)孔，使內(nèi)孔無雜物。將聯(lián)軸節(jié)吊近轉(zhuǎn)軸處；再一次用量棒查看內(nèi)孔尺度是否有所需安裝空隙，如量棒能通過，才能進(jìn)行套裝。在轉(zhuǎn)軸的合作面上均勻地涂上機(jī)油。