彈性聯軸器一般都具有緩沖和吸振功能,但具有某值剛度的彈性聯軸器,并不是在任意的變扭矩作用下都能產生減振的效果,有時反而會引起加強烈的振動。因此,只有聯軸器的剛度與整個傳動軸系的其他參數和載荷協調時,才能產生減振的效果。對于某一己定的傳動軸系,轉動慣量和固有頻率能夠,如果己知所傳扭矩的變化規律,如振幅和頻率等,就能建立其軸系在扭轉振動的微分方程,對該方程求解,即可所需聯軸器剛度。為了便于求解運動微分方程,需要對傳動軸系中聯軸器的主動和從動兩側的轉動慣量和剛度力學模型進行簡化。通常比較典型的是簡化為兩個等效的圓盤,配置在聯軸器的兩側。聯軸器在工作中,周期載荷是機械傳動中一種比較典型的載荷形式。為了避免發生共振,周期載荷的變化頻率與傳動軸系的固有頻率要錯開。方法是改變周期載荷的變化頻率或者改變軸系的變化頻率。因為載荷的變化頻率與主軸的轉速有關,而轉速是機械性能參數,一般不能隨意改變。所以一般是通過改變軸系的固有頻率來達到不發生共振的目的,而改變軸系的固有頻率一般是改變軸系的轉動慣量或剛度,轉動慣量與機械結構有關,通過改變轉動慣量很難實現,而軸系的剛度很容易改變。所以改變彈性聯軸器就是為了改變軸系的剛度來實現避開共振的目的。
聯軸器的剛度包括徑向剛度、軸向剛度和扭轉剛度。而在實際工程中,載荷變化常常是因為扭矩波動引起扭轉振動的,所以聯軸器影響主要的剛度是扭轉剛度。一般情況下,在軸系傳動中,系統的其他零部件的剛度都會比彈性聯軸器的剛度大很多,因此,在簡化的情況下,假設其他零部件的彈性為零,僅考慮聯軸器的彈性。用聯軸器的扭轉剛度作為傳動軸系的扭轉剛度。
聯軸器的容許軸心偏差包括徑向,角向,軸向偏差。安裝時,請進行調整軸心偏差在對應的產品目錄下的容許值范圍內。
一、對平直軸:將鍵放入膜片聯軸器軸上的鍵槽中、鍵端不應凸出或凹入軸端,以齊平為好。將安裝盤放在油槽中加熱,溫度為120~150℃,加熱保溫后,LLB型無骨架輪胎式聯軸器,根據聯軸器安裝圖并注意按位置標記裝于軸上要求的位置、安裝盤與軸端一般應齊平。加熱時不允許局部加熱,以免變形。
二、對于錐形軸:按平直軸裝鍵同樣要求將鍵裝在軸上、然后將安裝盤裝于軸上,并用手推緊,再用螺母緊固,使安裝盤軸向移動至其固定位置。
三、檢測兩軸端之間的距離:先應將主、從動機器轉子置于運轉位置,注意兩機器的軸向竄動,應使其靠向工作時的位置,然后檢測膜片聯軸器兩軸端之間的距離,并調至安裝總圖上規定的位置。
四、啟封、清洗全套聯軸器的零組件。
五、聯軸器安裝盤的安裝:安裝盤的內孔與軸頸的配合一般設計為“過渡配合”或“過盈配合”,因此安裝前應仔細檢查安裝盤內孔和軸的外徑,表面清潔、無毛刺。
我們就來講一講膜片聯軸器的選擇步驟和方法。
一、選定聯軸器品種、式、規格。根據動力機和聯軸器載荷類別、轉速、工作環境等綜合因素,選定聯軸器品種;根據聯軸器的配套、聯接情況等因素選定聯軸器型式;根據公稱轉矩、軸孔直徑與軸孔長度選定規格。為了軸和鍵的強度,在選定聯軸器型號后,應對軸和鍵強度做校核驗算,以后確定聯軸器的型號。
二、選擇膜片聯軸器品種、型式。了解聯軸器在傳動系統中的綜合功能,從傳動系統總體設計考慮,選擇聯軸器品種、型式。根據原動機類別和工作載荷類別、工作轉速、傳動精度、兩軸偏移狀況、溫度、濕度、工作環境等綜合因素選擇聯軸器的品種。根據配套主機的需要選擇聯軸器的結構型式,當聯軸器與制動器配套使用時,宜選擇帶制動輪或制動盤型式的聯軸器;需要過載保護時,宜選擇聯軸器;與法蘭聯接時,宜選擇法蘭式;長距離傳動,聯接的軸向尺寸較大時,宜選擇接中間軸型或接中間套型。
三、選用標準膜片聯軸器。設計人員在選擇聯軸器時先應在已經制定為標準、機械行業標準以及聯軸器中選擇,只有在現有標準聯軸器和聯軸器不能達到設計需要時才需自己設計聯軸器。
四、根據軸徑調整型號。初步選定的膜片聯軸器聯接尺寸,即軸孔直徑d和軸孔長度L,應符合主、從動端軸徑的要求,否則還要根據軸徑d調整聯軸器的規格。主、從動端軸徑不相同是普通現象,當轉矩、轉速相同,主、從動端軸徑不相同時,應按大軸徑選擇聯軸器型號。新設計的傳動系統中,應選擇符合GB/T3852中規定的七種軸孔型式,推薦采用J1型軸孔型式,以提升通用性和互換性,軸孔長度按聯軸器產品標準的規定。
五、選擇聯接型式。聯軸器聯接型式的選擇取決于主、從動端于軸的聯接型式,一般采用鍵聯接,為統一鍵聯接型式及代號,在GB/T3852中規定了七種鍵槽型式,四種無鍵聯接,用得較多的是A型鍵。
金屬膜片撓性聯軸器主要由金屬膜片組、法蘭盤、兩端軸、中間軸和連接螺栓組成,是一種有普遍發展前途新型的可取代齒式聯軸器和彈性聯軸器的兩軸撓性連接裝置。目前常用結構有圓環式、多邊式和束腰式。由于圓環式結構簡單、制造方便而較為普遍的應用。20世紀80年代由引進的各種裝置、設備或引進技術制造的設備上均大量配用此種聯軸器。實踐表明,金屬膜片聯軸器失效在通常情況下均為膜片疲勞破環所致,因而許多學者致力于膜片應力和壽命分析,從中影響因素。本次主要是在重載、高轉速、安裝有較大偏差工況下對給定的8孔聯軸器中的圓環膜片進行應力計算。從中尋求合理的膜片結構參數和允許的安裝誤差及大承受載荷。