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选型方法

在您购买联轴器产品之前,是否遇到以下问题?

一、您的设备需要选型一款什么样的联轴器?是可以在国标里选,还是需要定制?

联轴器是联接两轴或轴与回转件,在传递转矩和运动过程中一同回转而不会脱开的一种装置。在传动过程中不改变转动方向和转矩的大小,这是各类联轴器的共性。挠性联轴器有补偿两轴相对偏移的功能,弹性联轴器有不同程度的减振和缓冲功能,安全联轴器有过载安全保护的功能。

表1 联轴器在传动系统中的功能和特点

 

联轴器类别

在传动系统中的功能和特点

应用举例

 

 

 

 

传递转矩或运动

刚性联轴器

联接两轴,传递转矩或运动,无其他功能

凸缘联轴器、平行轴联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等

 

 

 

挠性联轴器

无弹性挠性联轴器

联接两轴,传递转矩或运动,具有不同程度的轴向(△x)径向(△y)角向(△α)补偿功能

齿式联轴器、万向联轴器、链条联轴器、滑块联轴器等

金属弹性元件挠性联轴器

联接两轴,传递转矩或运动,具有不同程度的减振,缓冲和轴向、径向、角向补偿功能

膜片联轴器、蛇形簧联轴器等

非金属弹性元件挠性联轴器

联接两轴,传递转矩或运动,具有不同程度的减振,缓冲和轴向、径向、角向补偿功能

弹性柱销联轴器、弹性套柱销联轴器、梅花形弹性联轴器、轮胎式联轴器等

安全联轴器

联接两轴,传递转矩,过载安全保护,挠性安全联轴器具有不同程度补偿性能

钢球式、钢砂式、摩擦式、液压式、销钉式等安全联轴器

传递运动

挠性联轴器(通常不选择非金属弹性元件)

联接两轴,传递运动,传递的转矩小,传递运动的精度高、无滞后量

弹性管联轴器、波纹管联轴器、十字滑块联轴器等

由上表可见,各种联轴器在传动系统中的功能和作用不尽相同,但共同的基本功能为联接两轴、传递转矩和运动。用量最大的联轴器应用在重型机械、冶金机械、矿山机械、工程机械、农业机械、石油机械、化工机械、起重运输机械、纺织机械、轻工机械、印刷机械、汽车、拖拉机、机车、船舶、机床、水泵、风机、压缩机、减速器等机械产品轴系传动中。

应用于精密机械以及操纵控制机构和仪表设备的联轴器,转矩很小,主要功能是联接两轴和传递运动,要求传动精度高,应具有较高的扭转刚度,一般采用金属弹性元件,来消除两半联轴器相对扭转引起角度传递的误差和滞后。

选用联轴器时应正确理解品种型式规格的概念

1、品种:根据不同原理、结构、材料设计的具有一定功能和特点的联轴器。

2、型式:由于联接安装配套的需要,同一品种联轴器主体结构不变,在基本型基础上派生出的结构型式,常见的型式有:带制动轮型(Z型)、带制动盘型(Z型)、接中间轴型(J型)、接中间套型(T型)、单凸缘型(D型)、双凸缘型(S型)、安全型(A型)等。

3、规格:每一品种型的联轴器,直径系列设计后根据传递转矩大小不同设计的结构形状相同,尺寸大小不同的联轴器,为不同规格的联轴器。

联轴器型号、规格的表示方法

1、联轴器的型号由组别代号、品种代号、结构型式代号组成

2、联轴器的组别代号、品种代号、结构型式代号,以其名称第一个汉字的第一个汉语拼音字母为代号。

3、联轴器的主参数为公称转矩(Tn),单位为N·m。

4、联轴器型号表示方法:

□   □    □    □


                       规格代号

                       结构型式代号

                       品种代号

                       组别代号

  5、型号示例:

     示例1:GB/T  5014中公称转矩为2500N·m的弹性柱销联轴器,型号为LX4。

     示例2:GB/T 5272中公称转矩为710N·m的双法兰型梅花形弹性联轴器(弹性元件为a),型号为LMS7-a。


您的联轴器如果在国标里选,可以在机械设计手册第二卷第5篇联接与紧固第2章联轴器篇或联轴器设计选用手册(机械工业出版社出版文斌主编)根据以上介绍及手册提供的联轴器基本参数和主要尺寸进行选型,如果需要定制,就要向我公司提供以下技术参数:

1、 电机或发动机的额定功率

2、 联轴器正常工作时的转速,如果联轴器装在减速机的输出端,也可以提供电机型号,减速机的传动比

3、 联轴器使用的工况条件,包括正反转、环境温度、是否频繁起动、电动机还是柴油发动机

4、 联轴器两端的连接尺寸,包括轴孔直径、轴孔长度或法兰的相关尺寸,联轴器的安装长度

二、如何计算设备需要选择的联轴器的转矩范围?疲劳转矩、公称转矩、许用转矩到底是个什么关系?

联轴器转矩的计算:

1、联轴器的理论转矩T是根据功率和工作转速计算得来的,即:

T=9550×Pw/n

式中  T------理论转矩,N·m

Pw----驱动功率,kW

          n------工作转速,rpm

2、联轴器的计算转矩Tc是由理论转矩T和动力机系数Kw、工况系数K(各种系数查相关手册)等计算得来的,即:

Tc=T×Kw×K×Kz×Kt               Tc≤Tn

式中  Tc-----计算转矩,N·m

Kw----动力机系数

K------工况系数

Kz----起动系数

Kt----温度系数

Tn-----公称转矩,N·m

理论转矩T:未计及实际工况对转矩影响时,联轴器所传递的稳定转矩

计算转矩Tc:计及实际工况对转矩的影响,作为选择或计算联轴器依据的转矩

疲劳转矩Tk:联轴器承受长期周期性循环变动的转矩

公称转矩Tn:根据系列化要求,涉及每一规格联轴器所能长期传递的转矩

许用转矩[T]:根据联轴器中薄弱环节的强度或变形等条件限制而允许长期传递的转矩

许用最大转矩[Tmax]:联轴器最大转矩的允许值

最大转矩Tmax:联轴器因瞬时过载所传递的最大转矩

T <Tc≤Tn≤[T]<[Tmax]<Tmax

三、 轴线折角是什么?怎么计算我的联轴器轴线折角是否满足使用要求?轴线夹角、万向转角、轴线折角有什么关系?

轴线折角β是万向联轴器叉头法兰轴线与中间轴管轴线的夹角。根据万向联轴器两端法兰轴线的高度差及十字轴总成之间的安装距离可以计算轴线折角β。

 

β=atan[tang(H/L)]<联轴器许用轴线折角[β]

轴线夹角、万向转角、轴线折角是口语和书面语的同一个意思的不同表述。

四、 联轴器需要动平衡吗?静平衡和动平衡有什么区别?联轴器的动平衡精度等级要求如何划定?

平衡系指检查转子质量分布的一种方法。必要时应对其质量分布状态进行调整,以限制轴承轴颈的振动,或限制对轴承的作用力。

单面(力或静态)不平衡状态:如果物体的重心不在旋转轴上,就会出现单面不平衡状态(见图1-1)。这时不论物体与轴线之间的相对位置如何,都不会处于静态平衡状态。

双面(力矩力偶或动态)不平衡状态:如图1-2所示,当两个平面中存在不平衡有相位差时,就会出现这种双面不平衡状态,相位差不一定是180°,原来与旋转轴线在同一个位置的惯性主轴线离开了旋转轴线而产生偏移,一般情况下,两轴线相互出现了歪斜,当带有不平衡力矩的旋转圆柱体如联轴器不受轴承限制时,就会围绕惯性主轴线旋转,而惯性主轴线与其几何纵轴线一致。大小相等而方向相反的力矩(指相位差为180°的相对不平衡力)有时被称为力偶不平衡。图1-2为双面不平衡状态的特例,由于重心在旋转轴线上,图示零件处于单面平衡状态。

 

任意一个联轴器组合件的平衡等级,是根据联轴器的惯性主轴线与旋转轴线之间重心位置偏移量的最大可能值平方和的方根值而决定的,其不平衡量以微米(μm)表示。

挠性联轴器的平衡是为了纠正或最大限度地减少联轴器主动轴和从动轴之间的偏心量,平衡校正的目的是为了使传动系统获得一个平稳的工作状态。挠性联轴器的平衡是联轴器应用中的共性问题,为了确定可能影响到联轴器不平衡量的各种因数,计算这些因数对挠性联轴器影响的标准方法及选择联轴器平衡等级的准则,我国等效采用美国AGMA(齿轮制造商协会)标准,制定了机械行业协会标准。

对于经过校正后的联轴器组合件的潜在不平衡因数,该标准给出了AGMA的标准方法,用以计算潜在不平衡因数对联轴器不平衡量总的影响。

表2 联轴器平衡标准等级

联轴器

平衡等级

惯性主轴线在平衡面上的

最大偏移(均方根)/μm

 

联轴器

平衡等级

惯性主轴线在平衡面上的

最大偏移(均方根)/μm

4

>800

9

50

5

800

10

25

6

400

11

12

7

200

12

6

8

100

 

 

 

五、 联轴器选型中,挠性联轴器和刚性联轴器有什么区别?软启动联轴器和硬启动,单一方向和正反转有什么选型上的注意事项?

刚性联轴器不能补偿两轴相对偏移,挠性联轴器具有补偿两轴相对偏移的功能,弹性联轴器还有不同程度的减振和缓冲功能,安全联轴器有过载保护的功能。

一般情况下,当安装时能很好的保证两轴同轴度时,可以选用刚性联轴器,不能保证两轴同轴度时应选用挠性联轴器,为了减轻振动或缓冲应选用弹性联轴器。

各种金属、非金属弹性元件挠性联轴器,结构不同,在传动系统中的功能差异也很大。挠性联轴器品种多、用量大,是最常用的联轴器。应用于精密机械以及操纵控制机构和仪表设备的联轴器,转矩很小,主要功能是联接两轴和传递运动,要求传动精度高,应具有较高的扭转精度,一般采用金属弹性元件,以消除两半联轴器相对扭转引起角度传递的误差和滞后。

科技和工业的发展,促进了大功率、高速、高温、高精度以及低速、重载机械产品和机械设备的发展,对应用于这些特殊工况条件下传动系统联轴器的功能和作用提出了新的综合合要求,除连接两轴,传递转矩或运动外,还要求有补偿两轴相对偏移、减振、缓冲、提高传动效率、提高传动精度、降低噪声、节能、改善传动系统工作性能,并要求联轴器结构简单、工艺性好、可靠性高、便于制造、价格低、维护方便、装拆容易、更换易损件(如弹性元件)时半联轴器不需要作轴线移动等。挠性联轴器对改善整个传动系统工作性能,保障工作的可靠性,延长设备使用寿命,减振、缓冲、降低噪声、节能、提高传动效率等方面有很好的特有功能。挠性联轴器品种多,用量大,是最常用的联轴器。

软起动安全联轴器可取代普通挠性联轴器以改善机械传动特性,降低电机起动负荷,减少能耗,并对电机及其他机件具有过载安全保护作用。

单一方向旋转的联轴器在运转中较为平稳,联轴器有正反转时要考虑换向时的减振和冲击,选择联轴器时应以疲劳转矩为依据。