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简单说明弹性柱销联轴器缓冲和吸振的作用

时间:2021-06-08 作者:中冀传动 文章来源:本站 点击:197次

弹性柱销联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。弹性柱销联轴器用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提升轴系动态性能的作用。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。

联轴器是将两轴轴向联接起来并传递扭矩及运动的部件并具有的补偿两轴偏移的能力。在此基础之上,联轴器要做到同心。从力学角度上来讲,联轴器是受力的,是电机通过加电之后来驱使联轴器转动,然后再由联轴器带动设备转动的,于联轴器来说,同心很重要,否则会对电机等造成影响。联轴器在机械传动中是为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷,还应具有的缓冲减震性能,有时也兼有过载保护作用,而联轴器同心则电机功率消耗正常,传递速率则会很高;如果联轴器不同心时功率损耗增大,会导致传递速率降低,电机的电流自然会有所增大,这样的话终会导致电机可能被烧掉的后果。

由于弹性柱销联轴器具有的弹性元件,弹性元件能够产生大弹性变形和阻尼作用,因此弹性联轴器除了能补偿两轴的相对位移外,还能引起缓冲和吸振的作用。机械传动过程中,传动轴系传递的载荷常常会发生变化,引起载荷的变化原因不一,如电机转速不稳定、工作机的载荷不稳定和轴系中由于转动部件不平衡产生的离心力引起的动载荷都可能引起载荷的变化。载荷的变化很多时候体现为周期载荷、冲击载荷和无规律变化的载荷,而弹性联轴器能够适应载荷的波动,具有缓冲和减振的能力,主要与弹性联轴器的刚度和阻尼有关。

弹性柱销联轴器的刚度包括径向刚度、轴向刚度和扭转刚度。而在实际工程中,载荷变化常常是因为扭矩波动引起扭转振动的,所以联轴器影响主要的刚度是扭转刚度。一般情况下,在轴系传动中,系统的其他零部件的刚度都会比弹性联轴器的刚度大很多,因此,在简化的情况下,假设其他零部件的弹性为零,仅考虑联轴器的弹性。用联轴器的扭转刚度作为传动轴系的扭转刚度。

虽然弹性柱销联轴器一般都具有缓冲和吸振功能,但具有某值刚度的弹性联轴器,并不是在任意的变扭矩作用下都能产生减振的效果,有时反而会引起增加烈的振动。因此,只有联轴器的刚度与整个传动轴系的其他参数和载荷协调时,才能产生减振的效果。对于某一己定的传动轴系,转动惯量和固有频率能够看到,如果己知所传扭矩的变化规律,如振幅和频率等,就能建立其轴系在扭转振动的微分方程,对该方程求解,即可看到所需联轴器刚度。为了便于求解运动微分方程,需要对传动轴系中联轴器的主动和从动两侧的转动惯量和刚度力学模型进行简化。通常比较典型的是简化为两个等效的圆盘,配置在联轴器的两侧。联轴器在工作中,周期载荷是机械传动中一种比较典型的载荷形式。为了避免发生共振,周期载荷的变化频率与传动轴系的固有频率要错开。方法是改变周期载荷的变化频率或者改变轴系的变化频率。因为载荷的变化频率与主轴的转速有关,而转速是机械性能参数,一般不能随意改变。所以一般是通过改变轴系的固有频率来达到不发生共振的目的,而改变轴系的固有频率一般是改变轴系的转动惯量或刚度,转动惯量与机械结构有关,通过改变转动惯量很难实现,而轴系的刚度很容易改变。所以改变星形弹性联轴器就是为了改变轴系的刚度来实现避开共振的目的。

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