弹性联轴器的工作可靠性与弹性联轴器的使用要求及应用

弹性联轴器的工作可靠性与弹性联轴器的使用要求及应用

大功率柴油机输出转矩的不均匀性对传动装置的工作可靠性和寿命有重大影响。

一、弹性联轴器对传动装置的工作可靠性

大功率柴油机输出转矩的不均匀性对传动装置的工作可靠性和寿命有重大影响。对多缸柴油机来说，由于以下四方面原因的存在：(1)柴油机气缸内爆发压力所产生的激振力矩是脉冲式周期变化的；(2)柴油机曲柄连杆机构的质量及惯性所产生的激振力矩是周期变化的；(3)接受功率部件所吸收的转矩不是定值而产生的激振力矩是随机变化的；(4)各缸功率不均衡偏差的客观存在及其分布的随机性导致柴油机输出转矩产生随机波动性等，致使柴油机输出转矩的不均匀性是无法避免的。其实际输出值是由其输出转矩的平均值和一系列不同振幅、不同频率和不同初相位的简谐力矩叠加而闹习。在某些工况，柴油机输出转矩的瞬时峰值甚至是其平均值的5一6倍，或者多。尤其是大功率柴油机由于其输出转矩大，致使其输出转矩的瞬时峰值非常大，进而使其后的车辆传动装置的工作条件十分恶劣，从而导致传动装置动负荷大，寿命降低。为了改变柴油机输出转矩的不均匀性，柴油机内部均装有扭振减振器，但仍不能满足车辆传动装置的工作要求。为了改变传动装置的工作条件、延长其使用寿命，一般在柴油机与传动装置之间安装具有减振性能的弹性联轴器，从而达到衰减柴油机输出转矩的不均匀性。经使用表明：装有弹性联轴器比刚性联接的车辆传动装置，其故障率明显降低、寿命大大延长。目前，星形联轴器种类丰富，选用何种弹性联轴器能够与柴油机和传动系统达到良好的匹配需从理论和试验研究来确定。以下针对某一具体柴油机和某动力传动系统，分别采用硫化橡胶齿弹性联轴器、橡胶齿套弹性联轴器和两种盖斯林格弹性联轴器进行减振试验研究，目的是探求用于车辆传动装置的四种联轴器对柴油机输出转矩不均匀性的衰减效果及其变化规律。这种研究对比，还很少见诸文献。

二、弹性联轴器的使用要求及应用

梅花型弹性联轴器是用来联接两轴使其一同旋转，以传递扭矩和运动的一种机械传动装置，在国民经济各领域有着广泛的应用。由于被联接的两轴不可能对中，而出现不对中是由于机组的制造误差、安装误差、承载后的变形以及温度的变化等因素引起的。所以就要求联轴器不仅能传递扭矩和运动，而且能吸收两轴的不对中，且对机组的附加影响应尽量小。联轴器的发展和演变始终围绕着这个目标进行。

联轴器的形式很多，根据功能和原理的不同分为3类：普通联轴器、联轴器、特殊联轴器。联轴器是在普通联轴器基础上增加机构，一旦扭矩过载，可以使传动中断或限制扭矩的传递，从而保护机器的重要部件不受损坏。特殊联轴器是指用非机械方式联接的联轴器，如液力传动、气压传动或磁力传动的联轴器。

普通联轴器应用为广泛。它又分为刚性联轴器和弹性联轴器两种。刚性联轴器分为刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器。刚性固定式联轴器要求被连接的两轴对中十分，且这种对中精度在工作中不会变化。因此，这类联轴器虽然结构简单、价格低廉，但使用要求过于苛刻，因此很少使用。但是，在某些场合用刚性固定式联轴器，比如需要通过星形弹性联轴器传递轴向力的场合，或者某些重载机组用其它联轴器不能满足传扭要求时。刚性可移式联轴器其中的元件间可以相对移动，靠相对可移性这一点来补偿轴线的相对位移，因此容许两轴轴线之间有不大的轴向位移、径向位移和角向位移。人们十分熟悉和广泛使用的齿式联轴器就属于这一类，曾经是高速大功率联轴器的选择。这类联轴器由于存在元件之间的相对移动，所以提供润滑，而且它的补偿能力受可移原件的相对滑动速度和润滑条件的制约。如齿式联轴器齿面的相对滑动速度应不大于0.12m/s所以在高速重载时，这种联轴器的角向补偿能力很小。为了提高这一补偿能力，齿式联轴器常常做成鼓形齿，结构比较复杂，而且一旦润滑上出了问题将大大降低其使用效果和寿命，这就促使了干式联轴器的发展和使用。

弹性联轴器靠弹性元件的弹性变形来补偿两轴线的相对位移，还可缓冲减振，避免共振。弹性元件分为金属弹性元件和非金属弹性元件两类。金属弹性元件联轴器包括联轴器、蛇形弹簧联轴器、波纹管联轴器、膜盘联轴器和膜片联轴器。非金属弹性元件联轴器目前仍然有较多应用的包括弹性柱销联轴器、橡胶块联轴器、轮胎式联轴器等。金属弹性元件比非金属弹性元件强度高，传递载荷能力大，而且不存在老化问题，使用寿命长，受温度影响小，特别适合在连续运转的工业流程动力设备中使用。特别是膜片联轴器的出现不仅很好地解决早期其它联轴器存在的诸多问题，而且能很方便地通过对设计的调整来满足与机组的匹配。因此膜片联轴器已成为替代齿式联轴器和非金属弹性元件联轴器的使用为广泛的一种弹性柱销联轴器，其的性能成为透平压缩机组的产品。近几年来，在一些老机组的改造中是大显身手。

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