聯 軸 器
泵專業常用的聯軸器由:泵用三爪聯軸器、彈性套柱銷聯軸器、彈性柱銷聯軸器、梅花聯軸器、膜片聯軸器、齒輪聯軸器、套筒聯軸器(夾套聯軸器)等。
聯軸器形式多樣,按使用條件選用。泵用三爪聯軸器和梅花聯軸器在中小型水泵中應用普遍,彈性套柱銷聯軸器在大型清水泵中應用普遍,在化工領域,要求采用膜片聯軸器;考慮泵的檢修,帶加長版的膜片聯軸器應用最廣。
泵用三爪聯軸器(執行標準B1104)
原理描述:三爪聯軸器是水泵行業聯合設計的一種簡易聯軸器,由兩半聯軸器和一個滑塊(扇形間隔體)組成。兩半聯軸器配合面分別有三個凸起,可分別插入對方的凹槽,剩余的凹槽中間設一個六齒滑塊,通過凸起擠壓滑塊實現扭矩的傳遞。半聯軸器通常是用鑄鐵材質制作而成,中間滑塊用橡膠、夾布膠木或聚氨酯制成。后來,逐漸發展出帶中間加長段的形式,以方便檢修。
特點:質量輕,結構簡單,安裝方便,價格低廉,不需潤滑,常用于小功率的場合。適用于轉矩不大,轉速較高,無急劇沖擊的兩軸鏈接。
應用:不帶中間的三爪聯軸器應用廣泛,如IS型單級清水泵等一般泵。帶中間段的彈性套柱聯軸器用于需要方便拆裝的場合,如IH、CZ等一般耐腐蝕化工泵。
梅花聯軸器(執行標準GB/T5272)
原理描述:與三爪型聯軸器類似,由兩半聯軸器和一個梅花形彈性間隔體組成。兩半聯軸器配合面分別有三個凸起,可分別插入對方的凹槽,剩余的凹槽中間設一個梅花形彈性間隔體通過凸起擠壓彈性間隔體實現扭矩的傳遞。與三爪聯軸器比較,傳遞的扭矩可更大,結構上看彈性間隔體有齒狀體變成留個鼓形體。半聯軸器通常是用鑄鋼材質制成,中間滑塊用聚氨酯制成。如有要求,也可以做成帶加長段的結構形式。
特點:結構簡單,安裝方便;傳遞的扭矩較三爪聯軸器打,常用于中等功率的場合。適用于轉速較高,無急劇沖擊的兩軸鏈接。
應用:IS型單級清水泵或S型雙吸泵,或往復泵、計量泵,或一般耐腐蝕化工泵等或有一定要求的泵
套筒聯軸器/夾套聯軸器(執行標準HG/T5213)
原理描述:套筒聯軸器是利用公用套筒(相當于兩軸頭公用軸套),并通過鍵或銷等剛性鏈接件,以實現兩軸的鏈接。夾套聯軸器相當于套筒聯軸器的改進型,它將公用套筒沿軸向剖分成兩半,再用螺栓夾緊,以實現兩軸鏈接。
優缺點:均為剛性聯軸器,不具備軸向、徑向和角向的補償性能。套筒聯軸器的結構簡單,制造方便,成本較低,徑向尺寸小,對中性好,單裝拆不方便。夾套聯軸器裝拆方便,單對中精度稍低,結構和形狀相對復雜,制造及平衡精度較低,只適用于低速和載荷平穩的場合。為了改善平衡狀況,夾套聯軸器螺栓應正、倒相間安裝。
應用:立式泵(如液下泵)或攪拌泵。
凸緣聯軸器(執行標準GB/T5843)
原理描述:屬于剛性聯軸器,將兩個帶有凸緣的半聯軸器用普通平鍵分別與兩軸鏈接,然后用螺栓把兩個半聯軸兩次一體,以傳遞運動和轉矩。這種聯軸器有兩種主要的結構形式:①靠鉸制孔用螺栓來實現兩軸對中和靠螺栓桿承受擠壓與剪切傳遞轉矩;②靠一個半聯軸器上的凸肩與另一個半聯軸器上的凹槽相配合而對中。鏈接兩個半聯軸器的螺栓可以采用A級和B級的普通螺栓,轉矩靠兩個半聯軸器結合面的摩擦力矩來傳遞。
優缺點:凸緣聯軸器對兩軸對中性的要求很高,當兩軸有相對位移存在時,就會在機件內引起附加載荷,使工作情況惡化。但由于結構簡單、成低、可傳遞較大轉矩,故當轉速較低、無沖擊、軸的剛性大、對中性較好時常采用。
應用:無軸承座的直聯離心泵或往復泵。
彈性套柱銷聯軸器(GB/T4323)
原理:彈性套柱銷聯軸器與凸緣聯軸器相似,只是用帶有彈性套的柱銷代替了鏈接螺栓,去掉了止口配合。通過蛹狀彈性套傳遞轉矩,可緩沖減震。彈性套的材料常用耐油橡膠,半聯軸器與軸的配合孔可左側圓柱形或圓錐形。半聯軸器的材料常用HT200,有事也采用35號鋼或ZG270-500;柱銷材料多用35號鋼??砂礃藴蔬x用,必要時驗算彈性套與孔壁間擠壓應力和柱銷彎曲應力。為方便泵的檢修,也發張了帶中間段的彈性套柱聯軸器。
優缺點:制造容易,裝拆方便,成本較低,但彈性套易磨損,壽命較短。它適用于鏈接載荷平穩、需正反轉或啟動頻繁的傳遞中、小轉矩的場合。
應用:彈性套柱銷聯軸器應用廣泛,如臥式多級泵、雙吸泵或立式泵。帶中間段的彈性套柱聯軸器用于方便拆裝的場合。帶中間段時,一般希望法蘭盤止口配合的半聯軸器在電機端。
彈性柱銷聯軸器(執行標準GB/T5014)
原理描述:彈性柱銷聯軸器工作時轉矩通過兩半聯軸器及中間的尼龍柱銷傳給從動軸。為了防止柱銷脫落,在半聯軸器的外側,用螺釘固定了擋板。
優缺點:與彈性套柱銷聯軸器相似,但傳遞轉矩的能力更大,結構更簡單。安裝、制造方便,耐久性好,也有一定緩沖和吸振能力,允許被鏈接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移,適用于鐘祥竄動較大、正反轉變化加多和啟動頻繁的場合,由于尼龍柱銷對溫度較敏感,故適用溫度限制在-20~+70℃。
彈性柱銷聯軸器軸中的柱銷在工作時處于剪切和擠壓狀態,其強度條件就是計算彈性柱銷橫截面上的剪切強度和柱銷與銷孔壁的擠壓強度。超載剪斷,屬于安全型聯軸器。
應用:用于功率不大的臥式單級泵、多級泵。
相對來說,其應用不如彈性套柱銷聯軸器多。
膜片聯軸器(執行標準JB/T9147-1999或API617)
原理描述:膜片聯軸器的彈性元件為一定數量的很薄的多邊環形金屬膜片疊合而成的膜片組,在膜片的圓周上有若干個螺栓孔,鉸制孔用螺栓交錯間隔與半聯軸器相連接。這樣將彈性元件上的弧段分為交錯受壓縮和受拉伸的兩部分,拉伸部分傳遞轉矩,壓縮部分趨向皺折、緩沖。當機組存在軸向、徑向和角位移時,金屬膜片便產生波狀變形。
優缺點:這種聯軸器結構比較簡單,對軸的對中度要求低,對環境適應性強。彈性元件的鏈接沒有間隙,不需潤滑,維護方便,平衡容易,質量小,但扭轉彈性較小,緩沖減振性能差,主要用于載荷比較平穩的高速轉動。
應用:帶中間段的膜片假唱聯軸器在石油化工流程泵中大量應用,成為其標配。
齒輪聯軸器
原理描述:齒輪聯軸器有齒數相同的內齒圈和兩個帶外齒的凸緣半聯軸器等零件組成的可移式剛性聯軸器。凸緣半聯軸器的外齒分為直齒和鼓形齒兩種齒形。直齒,單一型線的齒型,其齒合同內齒輪泵;鼓形齒,即將外齒制成球面,球面中心在齒輪軸線上,齒側間隙較一般齒輪大,鼓形齒聯軸器可允許較大的角位移(相對于直齒聯軸器),可改善齒的接觸條件,提高傳遞轉矩的能力,延長使用壽命。
優缺點:裝拆簡單 方便、鏈接容易。具有結構緊湊、回轉半徑小、承載能力打、傳動效率高、噪聲低及免維修周期長等優點,特別適用于低速重載工況。缺點是需要潤滑。
應用:冶金、礦山、起重運輸等行業,也適用于石油、化工、通用機械等各類機械的軸系轉動。
注:在泵行業應用較多的是一種特殊的齒輪聯軸器——直接在軸頭上制造內外齒的軸端套接。這種齒輪聯軸器需要油浴潤滑。典型的應用:高速泵或與柴油機直聯驅動的冷卻泵。
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