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鼓形齒式聯軸器的發展趨勢

發布時間:2018-01-18 來源: 百度百科 瀏覽量:
  鼓形齒式聯軸器是在直齒齒輪聯軸器的基礎上,消化吸收國外先進技術而開發的新型齒式聯軸器。它是由齒厚呈腰鼓形的外齒軸套和與其相配的內齒圈組成的齧合付聯結兩軸的,適於重載和需要軸線位移補償的兩軸傳動。
  在一般情況下,要求被聯結的兩軸完全同心,而且在運轉過程中繼續保持同心狀態是不可能的,因為有安裝誤差,軸承磨損,受力變形,基礎下沉等致使軸線產生徑向、角向位移。鼓形齒式聯軸器具有補償上述位移的特性,降低了由於軸線位移引起的附加載荷,提高了傳動裝置的工作平穩性和可靠性,從而延長了傳動裝置的使用壽命。
  近年來我國許多行業鼓形齒式聯軸器得到了廣泛的應用,從高速渦輪機組到中、低速的重型冶金、礦山、起重運輸等設備大量應用,還形成了各自的標準係列,在設計製造方麵也都積累了豐富的經驗。
  一、產品的技術水平與現狀
  鼓形齒式聯軸器在我國無論在產品規格,性能參數,製造精度等都已趕上國外水平。
  1.1產品標準主要參數
  在國外:德國FLENDER公司的標準係列:最大回轉直徑1710mm;公稱最大轉矩4030kN.m。
  德國TACKE公司的標準係列:其最大回轉直徑1760mm;公稱轉矩3550kN.m。
  日本三菱株式會社標準係列:其最大回轉直徑1644mm;公稱轉矩4400kN.m。
  在我國八十年代製定了國家專業標準:
  ZBJ 19012-89,ZBJ 19013-89,ZBJ 19014-89,現在修訂為:JB/T 8854.1-2001,JB/T 8854.2-  2001,JB/T 8854.3-2001;其最大回轉直徑1644mm;公稱轉矩4500kN.m。
  1.2影響接觸強度的齒麵曲率半徑和齒齧合角
  鼓形齒式聯軸器承載能力和壽命取決於接觸強度,而齒麵曲率半徑和齒齧合角則直接影響接觸強度,下麵就齒齧合角和曲率半徑與接觸強度的關係式於下:
  —接觸應力               F—齒輪承受的圓周力
  E—材料彈性模量          —齒麵曲率半徑
  —位移圓半徑              —齧合角
  —內外齒齧合高度
  從上述式中股票看到齒麵曲率半徑和齒齧合角直接影響接觸應力, 齧合角小曲率半徑大, 曲率半徑大則接觸應力小。
  在國外鼓形齒式聯軸器的齧合角有20°、21.5°、28°、30°。
  股票選用20°齧合角,有利降低接觸應力。
  1.3製造技術
  鼓形齒軸套齒形加工,我國從開始的手動、電脈衝、液壓仿形到目全的數控加工,精度完全可以達到設計要求。
  需要硬齒麵時可以進行氮化處理,亦可以用優質低碳合金鋼進行滲碳淬火後磨削或用合金刀刮削的辦法達到設計要求。
  二、國內外發展趨勢
  隨著技術不斷發展,要求高精度、重載硬齒麵的鼓形齒式聯軸器越來越多。
  在國外重載高精度的鼓形齒式聯軸器主要件材質采用低碳合金優質鋼,經熱處理後銑削和磨削加工,加工精度高,熱處理滲碳層深度由數控設備保證。
  美國有一家公司對幾種材質的鼓形齒式聯軸器作了分析研究,表列於下:
  材質牌號 強度 耐磨 成本
  美國 中國
  1045 45 1 1 1
  4140(氮化) 42CrMo 2.5 1.33 1.78
  4320 20CrNi2Mo 4 1.65 3.56
  3310 12Cr2Ni3 5 2 4.6
  德國西馬克公司在軋鋼機主傳動機械上采用的鼓形齒式聯軸器,主要件材質是15Cr2Ni2或17 Cr2Ni2Mo,齒麵是磨削加工。從上述兩家看來硬齒麵的鼓形齒式聯軸器研製需要股票在製造工藝和裝置方麵進一步充實提高。
  鼓形齒式聯軸器主要件互換性的要求值得股票注意:在國外鼓形齒式聯軸器每個規格的零件都可以互換,如果其中一件損壞,可以用其備件單件更換,不需整體更換,這就節約了維修時間,方便用戶。
  在我國一般硬齒麵的鼓形齒都是采用氮化處理的工藝,其硬化層較小使用壽命不太理想,二重集團公司、二重基礎件廠近年來研製成功經滲碳磨削的硬齒麵鼓形齒式聯軸器,產品供寶鋼、天津鋼管公司等使用。
  零件互換的問題:由於製造成本的原因,凡用戶有要求的,股票采用數控機床加工,滿足其要求,但從發展的形勢來看今後無論用戶有無要求都應保證產品零件的互換性。
  三. 產銷狀況和市場預測
  八十年代開始研製鼓形齒式聯軸器並製定出國家專業標準,機械行業標準,發布實施至今已近二十年,基本取代了原直齒齒輪聯軸器,由於它結構緊湊,承載能力大,轉動慣量小,又具有一定的軸線偏移補償性能,所以在各類機械傳動中廣泛應用,加上聯軸器本身又是易損件,每1~2年就需要更換,故市場需要量大,單就德陽地區鼓形齒式聯軸器年銷售額就在千萬元以上,估計國內機械、冶金、重型起重運輸年需要量不低於億元,希望各生產廠家加強技術投入、更新設備,盡快生產出市場需要的鼓形齒式聯軸器,為我國技術發展作出應有的貢獻。
  選用聯軸器的四大步驟:
  1、選擇i軸承聯軸器品種、型式:
  了解聯軸器(尤其是撓性聯軸器)在傳動係統中的綜合功能,從傳動係統總體設計考慮,選擇聯軸器品種、型式。根據原動機類別和工作載荷類別、工作轉速、傳動精度、兩軸偏移狀況、溫度、濕度、工作環境等綜合因素選擇聯軸器的品種。根據配套主機的需要選擇聯軸器的結構型式,當聯軸器與製動器配套使用時,宜選擇帶製動輪或製動盤型式的聯軸器;需要過載保護時,宜選擇安全聯軸器;與法蘭聯接時,宜選擇法蘭式;長距離傳動,聯接的軸向尺寸較大時,宜選擇接中間軸型或接中間套型;
  2、根據軸徑調整型號:
  初步選定的軸承聯軸器聯接尺寸,即軸孔直徑d和軸孔長度L,應符合主、從動端軸徑的要求,否則還要根據軸徑d調整聯軸器的規格。主、從動端軸徑不相同是普通現象,當轉矩、轉速相同,主、從動端軸徑不相同時,應按大軸徑選擇聯軸器型號。新設計的傳動係統中,應選擇符合GBT3852中規定的七種軸孔型式,推薦采用J1型軸孔型式,以提高通用性和互換性,軸孔長度按i軸承聯軸器產品標準的規定。
  3、選用標準聯軸器:
  設計人員在選擇聯軸器時首先應在已經製定為國家標準、機械行業標準以及獲國家專利的聯軸器中選擇,隻有在現有標準聯軸器和專利ina軸承聯軸器不能滿足設計需要時才需自己設計聯軸器;
  4、軸承聯軸器轉矩計算:
  傳動係統中動力機的功率應大於工件機所需功率。根據動力機的功率和轉速可計算得到與動力機相聯接的高速端的理論短矩T;根據工況係數K及其他有關係數,可計算聯軸器的計算轉矩Tc,。聯軸器T與n成反比,因此低速端T大於高速端T。
  三、聯軸器近年來發展形勢分析
  近年來因為伺服電機行業的快速發展,適應高速和高精度控製的需求越來越被誇大。聯軸器越來越多的應用於通過伺服係統控製的機械上麵。聯軸器在這些領域和一般的製造機械不同的是,必需要求輸出相對於輸入具有很高的追隨行。
  最近聯軸器被越來越多地被應用在機床和半導體係體例造機械等通過伺服係統控製的精密機械上。在這些領域裏,和一般的製造機械不同的是,聯軸器必須要求其輸出相對於輸入具有很高的追隨性。
  特別是在要求高頻率正逆轉,高精度定位以及20000r/min以上的高速旋轉的工作機床上使用時,聯軸器除了本身必需具備高剛性外,還必須具有能耐受反複扭轉負載的高彈性疲憊限度的能力,以適應高速運轉。因此,聯軸器本來必需具備高扭矩剛性、零回轉間隙、彈性體補償製造機械在傳動過程中兩軸所產生的徑向、軸向、角向偏差、順時針與逆時針回轉特性相平等特點。
  過去,人們隻是將聯軸器作為一個機械部件來考慮,但是,跟著使用聯軸器的機械裝置本身用途的多樣化,為達到更高的機能,對於聯軸器的熟悉,已經從一個單純的機械部件轉變為能左右整個機械係統機能的重要的機械要素。
  因此,光靠聯軸器廠家獨自的產品開發來知足用戶的要求也變得越來越難題。現在,用戶和廠家聯手合作,共同開發符合機械係統要求的聯軸器已經成為一種趨勢。
  四、聯軸器的安裝與維護
  聯軸器的安裝與維護
  聯軸器外形尺寸,即最大徑向和軸向尺寸,必須在機器設備允許的安裝空間以內。應選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中調整容易的聯軸器。
  大型機器設備調整兩軸對中較困難,應選擇使用耐久和更換易損件方便的聯軸器。金屬彈性元性撓性聯軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯軸器的使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯軸器,必然增加維護工作量。對於長期連續運轉和經濟效益較高的場合,例如我國冶金企業的軋機傳動係統高速端,目前普遍采用的是齒式聯軸器,齒式聯軸器雖然理論上傳遞轉矩大,但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作。且需經常檢查密封狀況,注潤滑油或潤滑脂,維護工作量大,增加了輔助工時,減少了有效工作時間,影響生產效益。國際上工業發達國家,已普通選用使用壽命長、不用潤滑和維護的膜片聯軸順取代鼓形齒式聯軸器,不僅提高了經濟效益,還可淨化工作環境。在軋機傳動係統選用我國研製的彈性活銷聯軸器和扇形塊彈性聯軸器,不僅具有膜片聯軸器的優點,而且緩衝減振效果好,價格更便宜。
  五、齒輪聯軸器的使用與調整
  聯軸器也稱聯軸節,主要用來連接各機構的傳動軸,由於機械設備不同,各種聯軸器的功能也略有不同,如在叉車上聯軸器是用來傳遞變速器與驅動橋之間的動力。3t以下叉車因傳動係的縱向尺寸短,一般都采用剛性聯接結構,即從發動機-離合器-變速器-聯軸殼-驅動橋均采用螺栓聯接,也就是從發動機至驅動橋是一個剛性整體,在剛性整體的中部,采用齒輪聯軸器。5t以上的叉車因傳動係統的縱向尺寸較長,一般都采用萬向節。使動力經聯軸器傳至叉車的驅動橋。
  齒輪聯軸器是由兩個聯接盤,通過其內、外齒聯接。帶有內、外齒的聯接盤通過花鍵或鍵與變速器和驅動橋聯接。
  1.齒輪上的花鍵齒損壞,且配合間隙大於0.4mm時,應予更換。
  2.齒輪上鍵槽損壞時,允許將鍵槽擴大,並更換。或在距原鍵槽60°處另插製鍵槽。
  3.齒輪聯軸器在調整時,兩軸的同軸度不應大於0.4mm。
  六、精密聯軸器 小而不凡
  作為世界上最大的機床消費國,製造業已經發展成為我國的一個支柱性產業。目前中國機床的數控化率發展速度很快,提高數控機床功能零部件的性能和質量已經成為我國機床工業發展的當務之急。
  為實現數控機床的高性能,我國生產的機床在驅動上使用高精度滾珠絲杆的比率有了很大的提高。作為聯接滾珠絲杆和電機的傳動元件--聯軸器,尤其是高精密的聯軸器的運用也隨之快速增加。在數控機床這個龐然大物麵前,聯軸器顯得格外小巧精致了。精密聯軸器從外形尺寸上來說,常用的大概是十幾毫米到一百多毫米之間,有的甚至還隻有筷子大小而已。別看它個頭小,作用可不小呢,有了它就可以使驅動軸與從動軸之間實現扭矩傳遞、吸收各種偏差,從而實現高精度的傳遞。撓性聯軸器還具有一定的緩衝減震性能,減少機械傳動係統的振動、降低衝擊尖峰載荷。從而保護驅動電機,改善係統的傳動性能,延長機器壽命。
  在數控機床傳動控製係統中,常用來聯接電機與滾珠絲杆的聯軸器主要有:膜片聯軸器、梅花聯軸器、波紋管聯軸器、彈性聯軸器、滑塊聯軸器和剛性聯軸器等,也有一些廠家采用安全聯軸器的。目前聯軸器市場上產品質量參差不齊,選擇合適自己的聯軸器並不是一件容易的事。有一些設備廠家在聯軸器采購上為節約成本一味的貪便宜,結果是得不償失。老話說得好,一分錢一分貨,優質的產品總會體現它的價值的地方。廣州钜人自動化設備有限公司一直致力於精密聯軸器的應用、研究、開發、設計、製造、安裝、維護以及提供個性化解決方案。一直以來,股票都兢兢業業用心做好每一個聯軸器,堅持服務好每一位客戶。
  七、簡析齒輪聯軸器的故障、原因及處理方法
  生意社01月13日訊  簡析齒輪聯軸器的故障、原因及處理方法在日常使用過程中,聯軸器經常出現以下四種故障:
  1. 聯軸器齒麵麿損嚴重。
  2. 聯軸器齒圈產生軸向位移量較大,甚至不能齧合。
  3. 聯軸器發生斷齒現象。
  4. 聯軸器對口螺栓折斷。
  這些故障的產生原因主要包括以下兩個方麵:
  1.起重配件聯軸器油量不足或缺油。或油脂使用不當,造成油脂鈣化,致使齒麵間無法潤滑,或潤滑不好產生齒麵磨損嚴重。處理方法:隻要更換新潤滑脂,按期注入合格的潤滑脂油,防止漏油,油量充足,便可避免。
  2.兩軸水平度及同軸度誤差太大,超過了聯軸器,所能補償的範圍,使得軸齒與內齒齧合不準確,造成局部接觸,而泛起了附加力矩。而這個附加力矩可以分解為軸向力。作用於內齒圈上,這個力的大小視偏差的大小而定,與偏差成正比,偏差愈大,力愈大,導致起重配件聯軸器內齒圈產生軸向位移。假如位移量偏大將無法控製,致使齒輪磨損嚴峻,甚至斷齒,內外齒無法齧合,直至不能傳動。處理方法:這種故障處理比較難,需停產處理。即重新找正,或把減速器側重新找正,或將卷筒側重新找正。首先查找出偏移誤差較大的部位,這樣先要丈量聯軸器是向那側偏移,即丈量主軸的水平度與同軸度和減速器主軸的水平度與同軸度,重新按質量尺度抄平找正,即可消除故障。如筆者在現場曾發現過此類故障,晉升機為JK一2.5/11.5單繩環繞糾纏式晉升機,當時測得聯軸器的同心度偏差2n,減速器側低,導致起重配件聯軸器無法工作,內齒圈軸向位移超過齒寬,經測繪核算,應將減速器,重新按質量尺度找正,調整後,運轉正常,故障消除。另外,兩軸的水平度、同心度誤差大,造成聯軸器滾動時別勁。和上述起重配件聯軸器齒輪磨損的原因基本相似,連接螺栓除受到正常作用力外,還受到附加彎矩,因而使之折斷。這是主要原因。這種原因多發生在減速器主軸左右的水平度高差大而致。再者,螺栓直徑較細,強度不夠或螺栓材質較差也可造成螺栓折斷現象。
  八、我國聯軸器發展狀況與展望
  我國聯軸器工業經過數十年的發展,無論是在數量上,還是在質量和技術等方麵都得到了長足的發展,進步也非常大。但與國民經濟發展的需求、世界先進水平相比,還是有一定的差距。一些大型、精密、複雜、長壽命的中高檔聯軸器每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時,一些低檔聯軸器卻供過於求,市場競爭激烈,還有一些技術含量不太高的中檔聯軸器也有供過於求的趨勢。
  我國加入WTO後,聯軸器產業麵臨著巨大的挑戰,同時帶來更多的機會。由於我國聯軸器以中低檔產品為主,產品價格優勢明顯,有些甚至隻有國外產品價格的1/3~1/5,甚至是1/10。加入WTO後,國外同類產品對國內衝擊不大,而我國中低檔聯軸器的出口量則加大;在高精聯軸器方麵,加入WTO前本來就主要依靠進口,加入WTO後,不僅為高精尖產品的進口帶來了更多的便利,同時還促使更多外資來我國建廠,帶來國外先進的聯軸器技術和管理經驗,對培養我國的專業聯軸器人才起到了推動作用。
  據統計,2006年我國聯軸器總產值約300多億元人民幣,其中出口額約58億元人民幣。根據海關統計資料,2006年我國共進口聯軸器約10億美元,約合83億元人民幣。由此可以得出,除自產自用外,市場銷售方麵,2006年我國聯軸器總需求約為313億元人民幣,國產聯軸器總供給約為230億元人民幣,市場滿足率為73.5%。進口的聯軸器中,最多的是為汽車配套的各種裝飾件聯軸器、為家電配套的各種塑殼聯軸器、為通信及辦公設備配套的各種注塑聯軸器、為建材配套的擠塑聯軸器以及為電子工業配套的各種塑封聯軸器等。出口的聯軸器以中低檔產品居多。由於我國聯軸器價格較低,在國際市場中有較強的競爭力,所以進一步擴大出口的前景很不錯。
  席卷全球的金融危機對我國聯軸器出口影響非常大,不過隨著我國經濟強勁的複蘇以及各國經濟也日漸好轉,我國聯軸器產業必將迎來一個全新的春天。
  九、聯軸器的選擇
  聯軸器的選擇主要考慮所需傳遞軸轉速的高低、載荷的大小、被聯接兩部件的安裝精度等、回轉的平穩性、價格等,參考各類聯軸器的特性,選擇一種合用的聯軸器類型。具體選擇時可考慮以下幾點:
  1、由於製造、安裝、受載變形和溫度變化等原因,當安裝調整後,難以保持兩軸嚴格精確對中。存在一定程度的x、Y方向位移和偏斜角CI。當徑向位移較大時,可選滑塊聯軸器,角位移較大或相交兩軸的聯接可選用萬向聯軸器等。當工作過程中兩軸產生較大的附加相對位移時,應選用撓性聯軸器。
  2、聯軸器的工作轉速高低和引起的離心力大小。對於高速傳動軸,應選用平衡精度高的聯軸器,例如膜片聯軸器等,而不宜選用存在偏心的滑塊聯軸器等。
  3、所需傳遞的轉矩大小和性質以及對緩衝振動功能的要求。例如,對大功率的重載傳動,可選用齒式聯軸器。對嚴重衝擊載荷或要求消除軸係扭轉振動的傳動,可選用輪胎式聯軸器等。
  十、聯軸器分類
  聯軸器分類如下:
  1、剛性聯軸器
  屬於剛性聯軸器的有套筒聯軸器、夾殼聯軸器和凸緣聯軸器等。
  2、撓性聯軸器
  無彈性元件的撓性聯軸器
  非金屬彈性元件的撓性聯軸器
  金屬彈性元件的撓性聯軸器
  3、安全聯軸器
  銷釘剪斷式安全聯軸器
  4、起動安全聯軸器
  液力聯軸器又稱液力耦合器.
  軟起動安全聯軸器的基本形式為鋼球式節能安全聯軸器.
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