高弹性联轴器的性能和设计要求

发布时间：2019-05-07

联轴器被广泛地应用在柴油机动力装置中。它设置在柴油机的输出端，其功能在于：传递扭矩；调整传动装置轴系扭转振动特性；补偿因振动、冲击引起的主、从动轴的中心位移；缓冲和吸振。因此，起到了减振降噪的目的，从而起到保护主、从动机和整个传动装置运行性的目的。

1联轴器的性能

1)额定转矩、较大转矩、许用变动转矩

额定转矩是指联轴器允许持续传递的转矩，它应满足动力装置在持续工况下的平均转矩。较大转矩是指联轴器能够满足动力装置在瞬态工况下(如：启动、冲击、通过临界点等)的工作转矩。许用变动转矩是指联轴器满足在动力装置持续工况下周期性扭转振动的允许扭转振动转矩幅值。该特性反映了联轴器承受振动的能力，也是联轴器的特征技术性能之一。

2)动态扭转刚度和阻尼系数

动态扭转刚度C以产生单位扭转变形所需的扭矩表示，动态扭转刚度可以调节轴系的自振频率以实现避开共振的目的。而阻尼系数反映联轴器衰减振动的能力。动态扭转刚度和阻尼系数是动力装置轴系扭振计算的联轴器的重要特征技术性能参数。

(3)许用轴向位移、许用径向位移、许用角向位移

许用轴向、径向、角向位移分别是允许联轴器主、从动端相对端面轴向、径向和角向(两轴线成角度)的偏移量。

这3项指标反映了联轴器补偿主、从动机两轴端轴线位移的能力。另外，还有重量尺寸、许用转速等指标。 

2联轴器的设计要求

联轴器的设计是以实现其性能为目标，同时以结构合理、综合为准则。因此，联轴器的结构设计应考虑以下几个要求：

(1)满足基本的性能要求。包括：承载能力，承受振动的能力，补偿位移的能力。

(2)制造工艺性。产品具有制造的可行性和现实性。

(3)实用性和标准化要求。产品结构容易变形和组合，能满足不同动力装置的使用匹配要求。

(4)安装工艺性。安装、拆卸简单易行。能适合各种安装环境，特别是在舰船机舱较小的空间内能方便拆卸和安装。

(5)性和维修性。联轴器采用性设计。例如采用冗余设讯通过弹性元件的冗余可以地提高轴系的性。同时应该考虑容易维护和免维护的要求。

(6)经济性。产品的成本高低直接影响生命力和推广使用价值。

联轴器的性能主要取决于所采用的弹性元件。弹性元件分金属弹性元件和非金属弹性元件。金属弹性元件：，传递载荷能力大，使用寿命长，受温度影响小，但成本较高。常用材料为的弹性钢，如60Si2Mn和SOCrVA等。其结构形式主要有：簧片、卷簧、蛇形弹簧、膜片(盘)、圆柱弹簧等。

非金属弹性元件：主要是橡胶弹性元件。它具有弹性模量范围大、内摩擦大、重量轻、阻尼性能好、无机械摩擦等优点，但橡胶强度低、易蠕变、易老化、耐油耐热性差、振动剧烈时要注意温升，另外，负荷性能不稳定(由于制造时硬度偏差较大)。其结构形式有：橡胶金属环、轮胎式、U型橡胶件、橡胶套筒等。

联轴器品种繁多，在舰船中应用的较典型的几种形式分述如下：

(1)卷簧弹性联轴器卷簧弹性联轴器由内外构件和均布在内外构件之间的沿圆周分布的卷簧组件构成。当联轴器内外构件作相对运动时，由于卷簧组件中各片卷簧之间的摩擦和滑油的流动阻尼作用，使该联轴器具有的阻尼特性。但该型联轴器存在重量尺寸大，补偿能力小，要求滑油冷却，造价偏高等缺点。

(2)簧片式弹性联轴器

簧片式弹性联轴器又称盖斯林格联轴器，该型联轴器弹性元件由淬火硬化弹簧钢制造的簧片组组成。该联轴器的特点是阻尼性能好、扭转弹性优良。但安装复杂、使用要求高(如需滑油冷却)、补偿位移能力较小、转动惯量大、造价高、维修性差等。

(3)XL型橡胶金属环联轴器

该型联轴器由金属连接件、弹性元件和螺栓组构成。其弹性元件由橡胶通过硫化粘接在内外金属环上。橡胶体由橡胶和填充剂组成。其特点是：弹性大，有的阻尼特性，承载。但重量大，转动惯量大，对主、从动机的附加影响大，耐油耐温性差，容易老化，性差。

(4)EZ，LB型联轴器

该型联轴器由弹性元件、法兰、轴套及螺栓等组成。其特点是：，传递载荷能力大，补偿能力大，阻尼特性较好。其不足之处除了具有橡胶件的通病外，由于橡胶弹性元件同金属部件通过螺栓联结时容易在橡胶件螺栓处形成应力集中，造成疲劳裂纹甚至断裂，因而工作寿命短。另外，弹性元件制造工艺复杂。