【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)軸器和非金屬彈性塊聯(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)軸器除傳遞動力與扭矩外，z*主要一點(diǎn)就是補(bǔ)償不對中能力，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)外齒相對滑動速度的限制，角向補(bǔ)償能力也有限。非金屬彈性塊聯(lián)軸器由于本身結(jié)構(gòu)的原因，在更換彈性元件時必須移動半聯(lián)軸器，其軸向補(bǔ)償能力相對較弱，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)：

 

　?。?）疊片撓性聯(lián)軸器為干式聯(lián)軸器，無需潤滑和維護(hù)；

 

　　（2）有明顯的隔振和吸振作用；

 

　　（3）零部件之間無相對運(yùn)動和磨損，易于保持出廠時的動平衡，特別適合高速大功率場合；

 

　　（4）全金屬機(jī)構(gòu)，無老化，使用壽命長；

 

　?。?）安裝使用簡單方便，在不動設(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，所以它是目前工業(yè)流程動力設(shè)備的s*選產(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，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、主動機(jī)和從動機(jī)的機(jī)械特性。主動機(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，同時需考慮聯(lián)軸器動平衡對機(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，選型時應(yīng)考慮聯(lián)軸器z*大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，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。由于主動機(jī)的工作狀況各不相同，所以在計(jì)算時序考慮工況系數(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（z*大許用轉(zhuǎn)速）的原則，結(jié)合聯(lián)軸器外徑、所能包容z*大軸徑等，選擇合適的聯(lián)軸器型號。

 

　　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z*大瞬時扭矩是否滿足機(jī)組需要。對于頻繁啟動的機(jī)組需校核啟動扭矩，對于有剎車裝置的設(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z*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，軸頭間距一般3～5m。這兩種工況對聯(lián)軸器提出特殊要求：材料需滿足防銹要求，同時設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時需考慮間隔軸臨界轉(zhuǎn)速。圖2為碳纖維聯(lián)軸器的簡圖。

 

 

　　該聯(lián)軸器主從動端安裝盤材質(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)能的大小在時刻變化的，因此經(jīng)常會產(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，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，絕緣性能優(yōu)秀，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，轉(zhuǎn)接盤與壓板就會產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動（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)償不對中能力較大，吸振隔震效果良好，無需潤滑，而且現(xiàn)場維護(hù)方便，相對齒式聯(lián)軸器、非金屬彈性塊聯(lián)軸器有較大優(yōu)勢。

 

　　疊片聯(lián)軸器選用時，根據(jù)主、從動機(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[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[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007(3).