联轴器是其中最常用的常见的机械元件因为它在输电系统. 因此,它们可以在各种应用程序和服务环境中使用。
因此,多年来,设计师和工程师针对特定的使用条件和环境设计了许多不同的联轴器。
本文将让您熟悉不同类型的联轴器,并讨论如何为您的应用选择正确的选项。
什么是耦合?
联轴器是连接机器中相似或不同轴以传递动力和运动的机械装置.它通常是一个临时连接(但在某些情况下可能是永久的),并且能够删除以进行服务或更换。耦合可以是刚性或柔性.
由于多种设计的可用性,两种类型的机械联轴器在结构和功能上可能存在显著差异。一些联轴器可以在不移动轴的情况下连接到轴上,而大多数联轴器需要轴运动来进行装配。
在大多数情况下,联轴器不像齿轮那样改变运动方向或角速度。它不能连接或断开中间操作,不像离合器。
联轴器的工作原理是在两个轴之间始终保持牢固而灵活的连接,将运动从一个轴传递到另一个轴.它这样做在所有值的负载和偏差,而不允许任何相对运动之间的两轴。
联轴器的用途
联轴器在机器中可执行多种功能。在高级应用程序中,设计可以在产品的功能中包含以上一种耦合特性。
让我们简单地看一下这些是什么:
- 电力传输
- 减震
- 失调调节
- 热流中断
- 过载保护
电力传输
在大多数情况下,主要用途是将动力和扭矩从驱动轴传输到从动轴,例如,将电机连接到泵或压缩机的联轴器。
吸收冲击和振动
联轴器可以消除从驱动元件到从动元件的任何冲击或振动。此功能可减少部件的磨损,并提高性能使用寿命设置的一部分。
适应任何偏差
轴之间的不对中可能由初始安装错误引起,也可能由于其他原因随着时间的推移而发展。大多数联轴器可以适应轴之间一定程度的不对中(轴向、角度和平行)。
中断热流
联轴器也可以中断连接轴之间的热流。如果原动机在运行过程中容易发热,则应保护驱动侧的机器,使其不会暴露在该热量下。
过载保护
被称为过载安全机械联轴节的特殊联轴节设计用于过载保护。当感应到过载情况时,这些扭矩限制联轴器会切断两个轴之间的连接。它们要么滑动,要么断开,以保护敏感机器。
类型的联轴器
联轴器有许多不同的形状和尺寸。其中一些非常适用于一般应用程序,而另一些则是为真正特定的场景定制的。
为了做出明智的选择,了解不同类型耦合的功能和差异是很重要的。万博客户端登陆本节介绍以下类型的耦合及其工作方式:
- 刚性联轴器
- 挠性联轴器
- 套筒或套筒联轴器
- 分体式套筒联轴器
- 法兰连接
- 齿轮联轴器
- 万向节(虎克接头)
- 奥德姆联轴器
- 膜片联轴器
- 颚式联轴器
- 光束耦合
- 流体耦合
刚性联轴器
顾名思义,刚性联轴器允许轴之间几乎没有相对运动. 当需要精确对准时,工程师更喜欢刚性联轴器。
任何可以限制任何不希望的轴运动的联轴器都称为刚性联轴器,因此,它是刚性联轴器包括不同特定联轴器的总称. 此类联轴器的一些示例如下:套筒,压缩和法兰联轴器.
一旦使用刚性联轴器连接两个设备轴,它们就成为一个轴。刚性联轴器适用于立式设备,如立式泵。
它们还用于在高扭矩应用(如大型涡轮机)中传输扭矩。他们不能使用挠性联轴器,因此,现在越来越多的涡轮机在涡轮机汽缸之间使用刚性联轴器。这种布置可确保涡轮轴起到连续转子的作用。
挠性联轴器
任何可以允许的轴联轴器组成轴之间一定程度的相对运动并提供隔振,称为挠性联轴器。如果轴始终完美对齐,机器在运行过程中不移动或振动,就不需要柔性联轴器。
不幸的是,这并不是机器在现实中运行的方式,设计师在机器设计中必须处理所有上述问题。柔性联轴器可以在一定程度上固定它们。它可以减少磨损的数量和磨损的机器的缺陷和动力学,几乎是每个系统的一部分。
“柔性耦合”也是一个总括性术语在它的名字下有许多具体的耦合。这些联轴器构成了目前使用的大多数联轴器类型。一些常用的柔性联轴器的例子是齿轮联轴器,万向节和奥尔德姆联轴器.
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套筒或套筒联轴器
套筒联轴器是刚性联轴器的最简单示例。它由铸铁套筒(空心圆筒)或套筒组成。其内径等于所连接轴的外径。钩头键用于限制相对运动并防止轴和套筒之间滑动。
一些套筒联轴器轴上有螺纹孔,和总成相匹配,以防止轴发生任何轴向移动。从一个轴到另一个轴的动力传输通过套筒、键槽和键进行。该联轴器用于轻型至中型扭矩。
套筒联轴器只有很少的活动部件,只要所有的部件都在设计时考虑到预期的扭矩值,它就成为一个坚固的选择。
分体式套筒联轴器
为便于装配,套筒联轴器中的套筒可分为两部分。这样,技师就不再需要移动连接轴来组装或拆卸联轴器。
这就是分裂套筒耦合或压缩耦合。套筒的两部分是用螺柱或螺栓固定的。
与套筒式联轴器相似,这些联轴器通过按键传递能量。分裂套筒联轴器用于重型应用。
法兰连接
在法兰联轴器中,法兰滑到每个要连接的轴上。法兰通过螺柱或螺栓相互固定,并通过键固定在轴上。使用定位螺钉或锥形键可确保法兰毂不会向后滑动并露出轴接口。
其中一个法兰的表面有一个突出的环,而另一个法兰有一个等效的凹槽来容纳它。这种类型的结构有助于法兰(反过来还有轴)保持对齐,而不会在轴上产生任何过度应力。
法兰联轴器用于中重型应用。它们可以在两个管道之间形成有效的密封,因此,除了动力传输之外,它们还用于加压流体系统。法兰联轴器有三种主要类型:
- 无保护型法兰联轴器
- 保护型法兰联轴器
- 船用法兰联轴器
齿轮联轴器
齿轮联轴器与法兰联轴器非常相似。然而,它是一种柔性类型的联轴器,可以用于非共线轴。齿轮联轴器可容纳约2度的角度偏差和0.25…0.5毫米的平行偏差。
齿轮联轴器的设置包括两个轮毂(带外轮齿)、两个法兰套(带内轮齿)、密封件(O形圈和垫片)和提供的紧固件。
联轴器两端之间的动力传输通过齿轮联轴器中的内外齿轮进行。
齿轮联轴器能够进行高扭矩传输。因此,它们可用于重型应用。它们需要定期润滑(润滑脂)以获得最佳性能。
万向节(虎克接头)
当两个轴不平行和相交在一个小角度,我们使用万向节。这种接头可以容纳小的角度偏差,同时提供高扭矩传输能力。
万向节由一对通过交叉轴连接的铰链组成。这两个铰链定位在90度彼此。交叉轴保持这一方向,也负责权力转移。万向节不是一个恒速联轴器,即驱动轴和从动轴以不同的速度旋转。
它们可用于各种不同的应用,因此得名。万向节最常用于汽车变速箱和差速器。
奥德姆联轴器
奥尔德姆联轴器是一种专用的联轴器,专门用于解决轴的横向错位。当两个轴平行但不共线时,奥尔德姆联轴器是最合适的。
该设计包括两个法兰滑移到轴和中间部分称为中心盘。中心圆盘的每个面上都有一个凸耳。这两个凸耳实际上是相互垂直的矩形投影,并与两侧凸缘上切出的凹槽相吻合。
法兰通过按键固定在轴上。因此,动力从传动轴到法兰的关键,再到中心盘,然后通过第二法兰到从动轴。
奥尔德姆联轴器是理想的场景,在两个轴之间有一个平行偏移。这种平行偏差可能发生在需要在不同海拔的轴之间传输动力的情况下。当轴在运动时,中心盘来回移动并调整横向变化。
膜片联轴器
膜片联轴器是伟大的全方位轴联轴器。它们可以适应平行偏差以及高角度和轴向偏差。它们还具有高扭矩能力,可以在不需要润滑的情况下高速传输万博客户端登陆扭矩。
膜片联轴器有多种样式和尺寸可供选择。该结构由两个隔板和中间的一个构件组成。隔膜基本上是一个或多个柔性板或金属膜,通过两侧的螺栓将轴上的驱动法兰与中间部件连接起来。
膜片联轴器最初是为直升机驱动轴开发的。但多年来,它们也在其他旋转设备中得到了广泛的应用。由于其高速功能,它们最常用于涡轮机械。今天的应用包括涡轮机、压缩机、发电机、飞机等。
颚式联轴器
颚式联轴器是一种材料挠性联轴器。它适用于一般低功率传输和运动控制应用。它可以适应任何角度偏差。与隔膜联轴器类似,颚式联轴器不需要润滑。
该联轴器由两个轮毂组成,两个轮毂之间有啮合的卡爪,卡爪与弹性卡盘相配合。蜘蛛通常是由木头做成的铜合金,聚氨酯,Hyrtel或丁腈橡胶,并负责扭矩传递。
由于十字轴的弹性特性,它适用于传递冲击载荷。它还可以很好地抑制反动力和振动。
工程师使用颚式联轴器的应用,如压缩机,鼓风机,混合器和泵。
光束耦合
梁式联轴器是一种机加工联轴器,在平行、轴向和角度偏差方面具有较高的灵活性。它是最好的低功率传输联轴器之一。
一种梁式联轴器具有具有螺旋切割的圆柱形结构。这些切割的属性,例如它的先导和起始的数量,可以修改以提供不同程度的错位能力。万博客户端登陆事实上,工程师可以在不牺牲结构完整性的情况下做出这些改变,因为它是由单个部件组成的。因此,梁耦合的另一个名称是螺旋耦合。
本质上,梁耦合实际上是一个弯曲的柔性梁。它们有单光束和多光束版本。多光束耦合器可以处理比单光束耦合器更大的平行失调。
梁式联轴器更适合于低负载应用,因为扭转卷绕可能是一个实际问题。因此,它被用于伺服电机和机器人的运动控制。
流体耦合
液力偶合器是一种特殊类型,它使用液压油将扭矩从一个轴传递到另一个轴。
联轴器包括与传动轴连接的叶轮和与传动轴连接的转轮。整个装置被固定在一个外壳中,也被称为外壳。
当驱动轴转动时,叶轮使流体加速,流体与转轮叶片接触。然后,流体将其机械能转移到转轮上,以低速离开叶片。
流体联轴器用于汽车传动、船舶推进、机车和一些工业应用中,具有恒定的循环载荷。
参数选择
轴联轴器是运动控制和动力传输系统的重要组成部分。当正确应用时,它们提供了难以置信的优势,并解决了许多装配和服务环境问题。
要做到这一点,设计师必须考虑很多因素才能做出正确的选择。了解它们有助于减少耦合故障的实例并提高系统能力。这些因素包括:万博客户端登陆
- 扭矩水平
- 对齐的限制
- 旋转的速度
- 润滑约束
扭矩水平
大多数制造商使用额定转矩作为联轴器分类的基础。扭矩值取决于联轴器是用于运动控制还是用于动力传输应用。与后者相比,前者具有更低的扭矩和负载。了解应用中的预期扭矩水平将缩小正确联轴器的选择范围。
对齐的限制
不同的应用程序有不同的对齐需求。类似地,一些联轴器只能适应一种类型的不对中,而其他联轴器可以处理多种类型的不对中。
制造商还提到了每个联轴器不同类型的不对中限制。这种考虑有助于进一步缩小搜索范围,并将正确的耦合与正确的机器配对。
最大转速
每个联轴器也有一个最大允许转速。该限值也与联轴器一起发布。通用联轴器不能用于高转速应用。高转速联轴器需要静态和动态平衡,以确保安全、平稳和无噪音的服务。
这种平衡设计是通过精密加工和适当的紧固件分布创造的。使用预期转速作为标准有助于正确选择联轴器。
润滑约束
有时,使用条件可能会阻止需要频繁重新润滑的联轴器。另一方面,一些联轴器的设计在其整个使用寿命中不需要任何润滑。
如果扭矩要求较低,也可提供常规联轴器的改进版本。这些型号配有金属对金属润滑或金属与塑料组合,以完全消除润滑。设计师必须通过评估使用条件和应用需求,做出正确的联轴器选择。