彈性聯軸器的工作可靠性與彈性聯軸器的使用要求及應用

大功率柴油機輸出轉矩的不均勻性對傳動裝置的工作可靠性和壽命有重大影響。

一、彈性聯軸器對傳動裝置的工作可靠性

大功率柴油機輸出轉矩的不均勻性對傳動裝置的工作可靠性和壽命有重大影響。對多缸柴油機來說，由于以下四方面原因的存在：(1)柴油機氣缸內爆發壓力所產生的激振力矩是脈沖式周期變化的；(2)柴油機曲柄連桿機構的質量及慣性所產生的激振力矩是周期變化的；(3)接受功率部件所吸收的轉矩不是定值而產生的激振力矩是隨機變化的；(4)各缸功率不均衡偏差的客觀存在及其分布的隨機性導致柴油機輸出轉矩產生隨機波動性等，致使柴油機輸出轉矩的不均勻性是無法避免的。其實際輸出值是由其輸出轉矩的平均值和一系列不同振幅、不同頻率和不同初相位的簡諧力矩疊加而鬧習。在某些工況，柴油機輸出轉矩的瞬時峰值甚至是其平均值的5一6倍，或者多。尤其是大功率柴油機由于其輸出轉矩大，致使其輸出轉矩的瞬時峰值非常大，進而使其后的車輛傳動裝置的工作條件十分惡劣，從而導致傳動裝置動負荷大，壽命降低。為了改變柴油機輸出轉矩的不均勻性，柴油機內部均裝有扭振減振器，但仍不能滿足車輛傳動裝置的工作要求。為了改變傳動裝置的工作條件、延長其使用壽命，一般在柴油機與傳動裝置之間安裝具有減振性能的彈性聯軸器，從而達到衰減柴油機輸出轉矩的不均勻性。經使用表明：裝有彈性聯軸器比剛性聯接的車輛傳動裝置，其故障率明顯降低、壽命大大延長。目前，星形聯軸器種類豐富，選用何種彈性聯軸器能夠與柴油機和傳動系統達到良好的匹配需從理論和試驗研究來確定。以下針對某一具體柴油機和某動力傳動系統，分別采用硫化橡膠齒彈性聯軸器、橡膠齒套彈性聯軸器和兩種蓋斯林格彈性聯軸器進行減振試驗研究，目的是探求用于車輛傳動裝置的四種聯軸器對柴油機輸出轉矩不均勻性的衰減效果及其變化規律。這種研究對比，還很少見諸文獻。

二、彈性聯軸器的使用要求及應用

梅花型彈性聯軸器是用來聯接兩軸使其一同旋轉，以傳遞扭矩和運動的一種機械傳動裝置，在國民經濟各領域有著廣泛的應用。由于被聯接的兩軸不可能對中，而出現不對中是由于機組的制造誤差、安裝誤差、承載后的變形以及溫度的變化等因素引起的。所以就要求聯軸器不僅能傳遞扭矩和運動，而且能吸收兩軸的不對中，且對機組的附加影響應盡量小。聯軸器的發展和演變始終圍繞著這個目標進行。

聯軸器的形式很多，根據功能和原理的不同分為3類：普通聯軸器、聯軸器、特殊聯軸器。聯軸器是在普通聯軸器基礎上增加機構，一旦扭矩過載，可以使傳動中斷或限制扭矩的傳遞，從而保護機器的重要部件不受損壞。特殊聯軸器是指用非機械方式聯接的聯軸器，如液力傳動、氣壓傳動或磁力傳動的聯軸器。

普通聯軸器應用為廣泛。它又分為剛性聯軸器和彈性聯軸器兩種。剛性聯軸器分為剛性固定式聯軸器和剛性可移式聯軸器。剛性固定式聯軸器要求被連接的兩軸對中十分，且這種對中精度在工作中不會變化。因此，這類聯軸器雖然結構簡單、價格低廉，但使用要求過于苛刻，因此很少使用。但是，在某些場合用剛性固定式聯軸器，比如需要通過星形彈性聯軸器傳遞軸向力的場合，或者某些重載機組用其它聯軸器不能滿足傳扭要求時。剛性可移式聯軸器其中的元件間可以相對移動，靠相對可移性這一點來補償軸線的相對位移，因此容許兩軸軸線之間有不大的軸向位移、徑向位移和角向位移。人們十分熟悉和廣泛使用的齒式聯軸器就屬于這一類，曾經是高速大功率聯軸器的選擇。這類聯軸器由于存在元件之間的相對移動，所以提供潤滑，而且它的補償能力受可移原件的相對滑動速度和潤滑條件的制約。如齒式聯軸器齒面的相對滑動速度應不大于0.12m/s所以在高速重載時，這種聯軸器的角向補償能力很小。為了提高這一補償能力，齒式聯軸器常常做成鼓形齒，結構比較復雜，而且一旦潤滑上出了問題將大大降低其使用效果和壽命，這就促使了干式聯軸器的發展和使用。

彈性聯軸器靠彈性元件的彈性變形來補償兩軸線的相對位移，還可緩沖減振，避免共振。彈性元件分為金屬彈性元件和非金屬彈性元件兩類。金屬彈性元件聯軸器包括聯軸器、蛇形彈簧聯軸器、波紋管聯軸器、膜盤聯軸器和膜片聯軸器。非金屬彈性元件聯軸器目前仍然有較多應用的包括彈性柱銷聯軸器、橡膠塊聯軸器、輪胎式聯軸器等。金屬彈性元件比非金屬彈性元件強度高，傳遞載荷能力大，而且不存在老化問題，使用壽命長，受溫度影響小，特別適合在連續運轉的工業流程動力設備中使用。特別是膜片聯軸器的出現不僅很好地解決早期其它聯軸器存在的諸多問題，而且能很方便地通過對設計的調整來滿足與機組的匹配。因此膜片聯軸器已成為替代齒式聯軸器和非金屬彈性元件聯軸器的使用為廣泛的一種彈性柱銷聯軸器，其的性能成為透平壓縮機組的產品。近幾年來，在一些老機組的改造中是大顯身手。

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