挠性技术 联轴器的基本功能是传递扭矩,但由于安装误差、热胀冷缩、不均匀沉降等问题,则需要联轴器具有轴不对中的补偿能力,这就是挠性联轴器。挠性联轴器通常能补偿轴向、角向及径向偏差,另外也可以具有一些独特的功能,如调节轴系固有频率等。 挠性联轴器通常分为弹性体联轴器和金属联轴器,弹性体联轴器通常采用橡胶或者聚氨酯等作为弹性体,金属联轴器分为润滑型和非润滑型,润滑型存在相对滑移和摩擦,如鼓型齿联轴器和蛇形弹簧联轴器,非润滑型则通过挠曲变形来实现挠性。
弹性体联轴器 弹性体联轴器根据受力情况可以分为压缩型、剪切型和混合型,压缩型联轴器过载能力强,但角向补偿相对较小,剪切型联轴器扭矩能力相对较小,但角向补偿相对较大,且安装维护方便。 橡胶弹性体具有更好的减振缓冲能力,但载荷相对较小,聚氨酯弹性体具有更高的载荷能力,但容易造成内聚热导致弹性体损坏。
金属联轴器 润滑型联轴器通常需要定期润滑,相对滑移部位存在磨损,运行一段时间后,联轴器会产生一定的磨损,载荷安全系数下降,同时会产生振动和噪音,过载不会使联轴器瞬间失效,只是缩短了联轴器的寿命。 非润滑型联轴器免维护,通常采用无限寿命设计,只要在允许的工况条件下运行,联轴器将是无限寿命的,但当联轴器出现过载,疲劳将使联轴器快速失效,如膜片联轴器在过载情况,膜片组可能快速破损失效。
调谐技术 轴系的固有频率是由系统的综合转动惯量和动态扭转刚度决定,然而驱动设备及被驱动设备的转动惯量已经确定,同时驱动及被驱动设备轴系的扭转刚度也都已经确定,唯一能调整的只有联轴器的扭转刚度,这种用于调节轴系固有频率的联轴器统称为扭转联轴器。 这种联轴器根据动态扭转刚度,可以分为扭转刚性,扭转弹性及高弹性等,扭转刚性的联轴器通常采用玻璃纤维加强或碳纤维加强的尼龙,弹性联轴器则通常采用橡胶作为弹性体,也有采用金属弹簧的。
使轴系在固有频率之下运行 由于柴油机及液压泵的一些特性无法改变,如转动惯量,而其整体的轴系也基本是刚性的,那么最简单的办法是通过联轴器来调节轴系的固有频率,而决定轴系固有频率的主要是联轴器的动态扭转刚度和转动惯量。 由于液压泵的转动惯量通常较小,所以通常采用扭转刚性的联轴器使轴系的固有频率在正常运行区之上,从而避免轴系产生扭转共振,同时起到缓冲、减振及补偿轴不对中的作用。
使轴系在固有频率之上运行 在选择了柴油机和发电机之后,其固有的特性很难改变,那么最简单的办法是通过联轴器调节轴系的固有频率,使发电机在固有频率之上运行,而驱动端的转动惯量不能太小,运行转速不能太低。 由于运行频率在轴系固有频率之上,则发电机在启动时会通过共振区,由于弹性联轴器的阻尼较大,且载荷端的质量系数较小,共振产生的不会很大,只要所选联轴器的最大扭矩能超过共振扭矩,那么启动将是安全的。 同样,由于运行频率高于轴系固有频率,所以其动力放大系数会很小(小于1),这样柴油机周期性的交变扭矩会大幅减小,起到减振的作用,而减振幅度取决于转动惯量的分布和联轴器的动态扭转刚度。 当发电机由于各种原因短路时,由于冲击扭矩发生在转动惯量小的一侧,联轴器的减振效果不明显,同时考虑到频率系数,此时联轴器承受的冲击扭矩会很大,所以这就需要联轴器有相对大的最大扭矩。
失效安全 有些联轴器自身就具有失效安全的功能,如压缩型爪型联轴器,当弹性体失效时,爪与爪之间能继续传递扭矩,继续使设备正常工作。这是一项非常重要的特性,可以大幅减少设备停机时间。但有些联轴器本身不具有这样的功能,如剪切型弹性体联轴器、蛇形弹性联轴器及膜片联轴器等,但对于一些重要的设备,如柴油应急发电机、带式输送机等,为了减少设备的停机时间,则需要另外配备失效安全装置。
RM高碳联轴器失效安全 这是一种用于RM高弹联轴器的失效安全装置,当橡胶弹性体失效时,联轴器仍可以在一定时间内紧急运行,因为驱动端和被驱动端的失效安全装置将继续传递扭矩。但在正常运行时,橡胶弹性元件的扭转角小于驱动和被驱动失效安全装置之间的相对角度,也就是说正常运行时,失效安全装置不会接触,更不会影响橡胶弹性体的正常工作。