聯(lián)軸器疲勞破壞機(jī)理同彈性聯(lián)軸器在艦船動(dòng)力裝置中的應(yīng)用

一、聯(lián)軸器橡膠材料疲勞破壞機(jī)理

橡膠材料及其制品在使用中要受到環(huán)境條件以及其他因素的影響，同時(shí)要受到其內(nèi)部組成及自身形狀的影響，從而使原有的外觀、性能等發(fā)生變化。我們把這種實(shí)用上成為問(wèn)題的狀態(tài)變化叫做老化。而星形彈性聯(lián)軸器在使用過(guò)程中起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在剪切載荷等周期交變載荷的長(zhǎng)期作用下，物理性能降低，甚至產(chǎn)生裂紋，發(fā)生斷裂，導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法繼續(xù)使用，這就是橡膠的疲勞老化，或稱疲勞破壞。

對(duì)于橡膠疲勞破壞機(jī)理的研究，目前尚無(wú)統(tǒng)一成熟的理論，不同的學(xué)者給出了不同的理論解釋，目前主要有兩種，即分子運(yùn)動(dòng)理論和唯象理論。

分子運(yùn)動(dòng)理論認(rèn)為，橡膠材料疲勞破壞的主要原因是疲勞載荷導(dǎo)致橡膠材料內(nèi)部化學(xué)鍵的斷裂。該理論認(rèn)為，橡膠長(zhǎng)鏈分子內(nèi)部本身存在弱鍵，在疲勞載荷的反復(fù)作用下，應(yīng)力集中于橡膠分子中的強(qiáng)度較小的鍵以及橡膠分子之間的連接鍵上，隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，這些弱鍵就會(huì)被破壞，形成破壞核；而后這些破壞核不斷擴(kuò)展，繼而產(chǎn)生宏觀裂紋直至斷裂破壞。

而唯象理論則認(rèn)為，橡膠的疲勞破壞是材料內(nèi)部本身所具有的內(nèi)部缺陷(包括微裂紋、氣泡等)在外界疲勞載荷的不斷作用下擴(kuò)展而導(dǎo)致的。

兩種理論的分歧在于破壞核形成原理的不同，而一旦破壞核形成，兩者都認(rèn)為是化學(xué)鍵的斷裂導(dǎo)致了裂紋的不斷增長(zhǎng)。

二、彈性聯(lián)軸器在艦船動(dòng)力裝置中的應(yīng)用

如果柴油機(jī)采用隔振措施，在柴油機(jī)輸出端和軸系之間設(shè)置一個(gè)梅花型聯(lián)軸器是的。特別有減速齒輪箱的狀況，為避免產(chǎn)生沖擊，應(yīng)如此。因此，高彈聯(lián)軸器在艦船動(dòng)力裝置中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，這里僅舉幾例說(shuō)明之。

(1)RATO—S2721型彈性聯(lián)軸器在船舶柴一燃并車及雙層隔振動(dòng)力裝置中的應(yīng)用在該動(dòng)力裝置中，柴油機(jī)采用雙層隔振和箱裝體技術(shù)，這種技術(shù)是目前較的減振降噪措施之一RATO—S2721型彈性聯(lián)軸器被安裝在柴油機(jī)功率輸出端與中間軸承之間。在此，彈性聯(lián)軸器除進(jìn)一步衰減軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)外，還是衰減箱裝體內(nèi)柴油機(jī)功率輸出端軸系上結(jié)構(gòu)噪聲的裝置。同時(shí)，彈性聯(lián)軸器還起到補(bǔ)償由于振動(dòng)、沖擊等原因造成的雙層隔振裝置中上層彈性支承變形所引起的柴油機(jī)軸線軸向、徑向位移的作用。該型彈性聯(lián)軸器的橡膠彈性元件采用雙排結(jié)構(gòu)，增大徑向位移的補(bǔ)償能力，金屬?gòu)椥约捎脫闲詶U結(jié)構(gòu)，用于增大軸向位移的補(bǔ)償能力。

(2)BC63/12。5/85蓋斯林格聯(lián)軸器在船舶動(dòng)力裝置中的應(yīng)用在主機(jī)和減速齒輪箱(前：GWH52。50型水平異心正倒車齒輪箱，后：GWDM56。62型角向異心雙速比正倒車齒輪箱)插入BC63/12。5/83型蓋斯林格聯(lián)軸器，主要用于緩沖主機(jī)脈動(dòng)扭矩對(duì)齒輪箱的沖擊，同時(shí)吸收振動(dòng)能量，補(bǔ)償徑向、齒向等偏差。

(3)LS5313型彈性聯(lián)軸器在船舶動(dòng)力裝置中的應(yīng)用該裝置由主電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、推力軸承、中間軸和螺旋槳等部件組成。其中主電機(jī)安裝在彈性支承上。LS5313型彈性聯(lián)軸器的功能：補(bǔ)償主電機(jī)彈性支承引起的軸向、徑向和角向位移，衰減主電機(jī)通過(guò)軸系傳出船外和螺旋槳傳入船內(nèi)的結(jié)構(gòu)噪音。

LS5313型彈性聯(lián)軸器的應(yīng)用使得在船內(nèi)換橡膠元件備件變得切實(shí)可行，扇形分塊結(jié)構(gòu)使得備件移動(dòng)重量輕，便于拆裝，且不需要專用工具。

(4)LC3010C型彈性聯(lián)軸器在小型高速船動(dòng)力裝置中的應(yīng)用小型高速船一般采用強(qiáng)化高速柴油機(jī)作動(dòng)力，所以變動(dòng)負(fù)荷大。此外，小船船體變形大，受風(fēng)浪影響大，頻繁的波浪沖擊和螺旋槳露出水面引起的變動(dòng)載荷附加對(duì)齒輪箱、柴油機(jī)及軸系有較大影響。彈性聯(lián)軸器可以十分地降低變動(dòng)載荷對(duì)動(dòng)力裝置各設(shè)備的影響和補(bǔ)償由此造成的位移。

LC3010C型彈性聯(lián)軸器可使齒輪箱的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力降低60倍(相對(duì)剛性或低彈性聯(lián)軸器而言)，同時(shí)彈性聯(lián)軸器起到保護(hù)其它部件的作用。

LC3010C型彈性聯(lián)軸器還具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。非常適合小型高速船。

(5)LS1721G型彈性聯(lián)軸器在高速船主推進(jìn)軸系中的應(yīng)用該型高速船選用了可靠性高、大修期較長(zhǎng)的高速柴油機(jī)作動(dòng)力。因柴油機(jī)抗沖擊性較低，因此在機(jī)座上加裝了鋼絲繩減振器。為補(bǔ)償減振器彈性變形引起的軸線位移，同時(shí)保持軸系緊湊的特點(diǎn)，配套LS17216彈性聯(lián)軸器為較好的選擇。在此軸系中因LS17266型彈性聯(lián)軸器增加的凈軸向尺寸為112mm，同時(shí)滿足其它如扭振、位移、降噪等技術(shù)指標(biāo)的要求。

(6)彈性聯(lián)軸器在船用主機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)裝置中的應(yīng)用船舶所需的電力主要來(lái)自主機(jī)或輔機(jī)驅(qū)動(dòng)的船用發(fā)電機(jī)。實(shí)踐表明由主機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電比輔機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電具有較好的經(jīng)濟(jì)性，但主機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)裝置使得軸系質(zhì)量系統(tǒng)分支化、復(fù)雜化。因此，主機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電裝置的發(fā)電質(zhì)量難以保證。只有通過(guò)在輔助驅(qū)動(dòng)裝置中加裝大柔度的彈性聯(lián)軸器，才能地衰減振動(dòng)，降低軸系變動(dòng)載荷對(duì)發(fā)電質(zhì)量的影響。

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財(cái)富熱線:劉女士

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