2. 起动安全联轴器 起动安全联轴器除了具有过载保护作用外,还有将电机的带载起动转变为近似空载起动 的作用。 很多设备,如球蘑机、搅拌机、输送机、空压机、鼓风机、离心水泵、油田抽油机、矿 粉烧结机以及各种车船都是带载起动。 通常为了克服工作机的负荷和传动系统的转动惯量而 顺利起动,必须匹配比稳定运转所需功率大得多的电机。但是起动完毕进行稳定运转时,所 匹配的电机功率又远大于平稳工作所需的功率。这种“大马拉小车”状况降低了电网的功率 因数和电机效率,增大了电能的无功损耗,造成能源浪费。而采用起动安全联轴器则可解决 这个问题。
它的结构类似凸缘联轴器,只是用特定的销钉代替联接螺栓。当载荷超过限定值时,销 钉被剪断,扭矩的传递被截止。为了销钉剪断时不损坏机器的其它部分,常在每个销钉外套 上两个硬质的剪切钢套。这种安全联轴器结构简单,但在更换销钉时必须停机操纵,也不能 补偿被联两轴的相对偏移。 所以, 这种安全联轴器不宜用在经常发生过载而需频繁更换销钉 的场合,也不宜用在被联两轴对中不易保证的场合。
如图所示: 主动轴与壳体(泵轮)相联,泵轮内腔上有叶片;从动轴与涡轮相联,涡轮上亦有叶片; 壳体内装有一定量的黏性液体(通常为润滑油)。当主动轴连同壳体及其上叶片转动时,叶 片推动流体作如图中箭头所示的活动,活动的液体推动转子转动,从而带动从动轴转动。由 于电机起动时,只需推动有限的流体活动,因而起动力矩很小;随着电机转速的升高,流体 活动速度增高,动能增大,逐渐推动从动轴上的转子加速转动,直到达到一定的转速为止。 这种联轴器起动轻易、平稳,且具有过载保护作用。 但在起动完毕之后的稳定运转阶段,主、从动轴始终保持一定的转速差,并且转速差随 载荷的变化而变化。 另外, 这种联轴器还存在效率低、 流体逸漏、 不能补偿两轴相对偏移以及制造工艺复杂、 价格昂贵等缺点。
重要用途(结构特点) 当机器受到意外的过载时,往往会造成传动装置或其他机件的损坏。假如在传 动轴系中采用安全联轴器,利用联袖器中联接元件的破断、分离或打滑,使传 动的力流中断或限制力流的传递,就能起到安全保护作用。
安全联轴器在结构上的特点是,存在一个保险环节(如销钉、可动联接等),其只能承 受限定载荷。当实际载荷超过预先限定的载荷时,保险环节就发生变化,截断运动和动 力的传递,从而保护机器的其余部分不致损坏,从而起安全保护作用。
1. 凸缘联轴器(GB/T 5843-1986) 利用螺栓联接两半联轴器的凸缘,以实现两轴联接的联轴器(如图)
2. 径向键凸缘联轴器 利用径向键和普通螺栓联接两半轴器的联轴器(如图)
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3.套筒联轴器: 利用公用套筒,以某种方式联接两轴的联轴器 销轴连接并传递扭矩
1. 联接同轴向的两根轴,使两轴共同回转并传递运动和转矩。 2. 能实现轴与轴之间的联接、分离,从而实现动力的传递和中断。 3. 由于制造和安装误差,受载时零部件的弹性变形与温差变形,安装后主动轴与从动轴的 两轴线不可避免的要产生相对偏移。因此一些联轴器还具有一定的补偿两轴偏移的能 力。
刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力, 也不具有缓冲减震性能; 但其结 构简单,价格便宜。只有在载荷平稳,转速稳定,能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况 下,才可选用刚性联轴器。 目前世界上先进产业国家中,刚性联轴器已基本淘汰不再使用。 属于刚性联轴器的主要有套筒联轴器、夹壳联轴器和凸缘联轴器等。
注意与离合器的区别: 联轴器——是牢固的机械连接,从动端的运转与动力输入同时启动和停止。 离合器——由电气控制连接件的吸合和分离使从动端启动或停止,动力输入可连续不 中断。常用于要求工作机频繁启动-停止的工况中。 二. 联轴器的分类和特点
1. 按照联轴器传递动力的方式主要分为三大类 机械式联轴器、液力联轴器、电磁式联轴器 2. 机械联轴器按照连接方式和工作特性,可分为三大类 刚性联轴器:用于被联接的两轴能严格对中,工作时不发生相对错位的场合。 挠性联轴器:用于被联接的两轴有较大安装误差及工作时两轴有相对位移的场合 安全联轴器:联轴器内部存在一个保险(薄弱)环节(如销钉、可动联接等),其只能 在预先限定的载荷下工作。 三. 几种常用刚性联轴器的结构形式和用途
5. 平行轴联轴器(JB/T 7006-1993) 利用中间盘通过销轴,以实现两平行轴联接的联轴器(如图)
重要用途(优点) 挠性联轴用具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力,补偿量随型号不同而 异。凡是在被连接两轴的同轴度不易保证的场合,都应选用挠性联轴器。
转子与电动机轴相联,转子及其叶片与壳体所围成的空腔内,装有适量的钢球;壳体通 过螺纹柱销和鼓形弹性套与半联轴器相联,半联轴器与工作机(或减速器)轴相联。 当电动机起动时,带动转子转动,转子叶片推动钢球作圆周运动。此时,作用在电动机 轴上的阻力矩仅为钢球与壳体之间的滑动摩擦阻力矩,因此近似于空载起动。 随着电动机起动过程中转速逐渐升高, 钢球的离心力逐渐增大, 钢球与壳体的摩擦力矩 也逐渐增大,壳体逐渐被带动旋转(呈等加速起动),直至壳体(连同半联轴器)达到同步 运转状态。此时,起动阶段结束,设备进入稳定运转状态,转子与壳体不再存在转速差,钢 球与壳体亦不再相对滑动,传动效率不低于 99%。起动过程一般连续数秒,最多不超过二十 秒,因此,钢球与壳体的磨损极小。 由于钢球量的多少直接影响联轴器能传递的扭矩, 故可通过调节钢球填装量来控制所传 递的扭矩,从而达到过载安全保护的目的。 若内部设有专用弹性元件,可以补偿被联两轴的相对偏移,并具有缓冲减震作用。 钢球式安全联轴器与液力联轴器相比制造工艺简单,成本约为液力联轴器的四分之一。
缓和减速机工作时轴上的扭转冲击。 改变轴系的共振转速,例如当冲击吸收功相同时。以扭矩为基准的扭转角 越大(即刚度小),冲击扭矩越小。共振转速越低。此外,联轴器的惯性矩 也影响轴的共振转速。 减轻轴的扭转振动。不过,这只有采用具有较大外阻尼(增大摩擦阻尼)的 结构或较大内阻尼的材料(如橡胶、塑料等)做联轴器的中间传力件时,才 能实现。 1. 无弹性元件的挠性联轴器