离心泵联轴器类型与应用

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摘要:离心泵是利用离心力作用完成输送,离心泵叶轮通过电机传送到联轴器,泵轴带动叶轮旋转,联轴器属于机械通用零部件范畴,用来连接不同机构中的两根轴使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。

离心泵是利用离心力作用完成输送,离心泵叶轮通过电机传送到联轴器,泵轴带动叶轮旋转,联轴器属于机械通用零部件范畴,用来连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。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接,是机械产品轴系传动常用的连接部件。20世纪后期国内外联轴器产品发展很快,在产品设计时如何从品种甚多、性能各异的各种联轴器中选用能满足机器要求的联轴器,对多数设计人员来讲,始终是一个困扰的问题。常用联轴器有膜片联轴器,齿式联轴器,梅花联轴器,滑块联轴器,鼓形齿式联轴器,万向联轴器,安全联轴器,弹性联轴器及蛇形弹簧联轴器。

联轴器分类
一、刚性固定式——套筒联轴器
1.组成:套筒+联接零件(键或销钉传递转矩),套筒材料:35 或 45钢。
2.特点:结构简单,径向尺寸小,成本低。
3.应用:载荷不大,工作平稳,两轴严格对中处,在机床工业中广泛应用。
刚性固定式——凸缘联轴器
1.组成:两个带凸缘的半联轴器,分装在两轴端,靠螺栓联接传递转矩。
2.原理:铰制孔螺栓连接——靠螺栓受挤压和剪切传递转矩;普通螺栓连接——靠凸缘接合面上的摩擦力传递转矩。
3.材料:HT200——用于转矩中等以下,v ≤35m/s;ZG270-500或35钢——用于重载,v 高的场合。
4.特点:结构简单,对中较可靠,传递转矩大,但不消振。
5.应用:转速低,轴刚性大,载荷平稳,两轴严格对中,无冲击的场合。
总结:对于刚性固定式联轴器,由于制造安装误差,轴变形及温度变化等原因,使两轴不能保证严格对中,而存在不同程度的偏移或偏斜。若用刚性联轴器将引起附加动载荷,要求联轴器或离合器从结构上适应各种形式的偏移,以保证正常工作。

二、刚性可移式——齿轮联轴器
1.组成:两个带外齿的半联轴器1+两个带内齿的外壳3+联接螺栓5,  靠内外齿啮合传递 转矩。
2.特点:
①齿形为渐开线,α=20°,一般Z=30~80;
②外齿齿顶承椭球面,且与内齿啮合后有适当的顶隙和侧隙∴允许较大的综合偏移;
③外壳内贮油,以便润滑啮合齿轮;
④因啮合传动,传递转矩大;
⑤制造困难,成本高。
3.材料:45锻钢或铸钢,HB≥250;外壳HB≥290。
4.应用:重型机械,允许 △y=2.4~6.3mm,△α<3°。因计算困难,一般根据转矩查标准,选取合适的尺寸。

三、刚性可移式——万向联轴器
双万向联轴器
1.组成:两个叉形接头1、3 + 中间十字轴2 + 轴销(在十字轴里)  ——构成可动的联接。
2.特点:
①允许两轴间有较大的角偏移,αmax=35°~45°(但α↑η↓);
②运转中α变化也能工作,但瞬时传动比变化,且ω1≠ω2;
③径向尺寸小。
3.缺点:当主动轴角速度ω1为常数时,从动轴的角速度ω3在一定范围内(ω1cosα≤ω3 ≤ω1/cosα)变化,→引起附加动载荷。
4.材料:合金钢 40Cr,20Cr等。
5.应用:机床、汽车、工程机械等设备中。
总结:
以上各种联轴器的共同特点:
1.刚性零件,缺乏缓冲吸振能力。
2.有相对滑动的零件,磨损↑间隙↑,当载荷、速度变化时,引起冲击。
3.零件间的摩擦阻力随载荷的增加而增加,当阻力达到一定程度时,零件移动困难→附加动载荷。
要求这类联轴器摩擦表面硬度高,且需润滑以减少摩擦阻力。

四、金属弹性联轴器——膜片联轴器
1.组成:两半联轴器 + 一叠簧片(6组径向放置)+联接螺栓 +外轮;簧片一端固定在轮毂中,另一端嵌在外轮的楔槽中。
2.特点:弹性高,阻尼值大,传递T大,结构紧凑,工作可靠,不受温度、灰尘等环境影响。允许△y=0.45~1mm, △x=1.5~5mm, △α=0.2°。
3.应用:载荷变动较大,易发生扭转振动的轴系,如高速大功率柴油机驱动的机组中。
4.特性:
联轴器受T后,被联接两轴将因弹性元件的变形而产生相应的扭转角φ;
定刚度—φ与T成正比关系的弹性元件为定刚度;
变刚度—φ与T不成正比的为变刚度;
金属材料的弹性元件由于其结构不同,可有变刚度的与定刚度的两种。

五、刚性可移式——滑块联轴器
滑块联轴器结构
1.组成:两个端面开凹槽的半联轴器 + 一个两面有凸牙(榫)的浮动盘,凸牙可在凹槽中滑动,故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移。
2.特点:浮动盘中心的运动轨迹为圆,其直径等于两轴的偏心距e =△y,在两轴有相对位移情况下工作时,中间盘会产生很大的离心力,从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。
3.材料:两半联轴器——45钢或ZG310-570(大尺寸用);中间浮动盘——45钢,表面淬火。
4.应用:径向偏移△y较大,T大,无冲击,低速传动的两轴联接。允许 nmax =100~250r/min ,  △y≤0.04d , △α≤30′
(3)金属弹性联轴器——蛇形联轴器

六、蛇型弹簧联轴器的特点
优越的扭转缓冲性能
Lovejoy蛇型弹簧联轴器系列产品具有30%以上的优良减振能力,加上其优越的缓冲性能,能够有效保护驱动装置与被驱动装置,延长设备的使用寿命。
-良好的弥补位移偏差的能力
蛇型弹簧的高弹性特征使其在动力传输时通过弹簧的伸展来吸收冲击力、补偿偏差。有利于减少冲击负荷和集中应力。
-特殊设计以保证弹簧的长寿命
采用U型的毂齿,运行时联轴器的弹簧能够渐进式地与毂齿贴合,这样当联轴器负荷增大时,弹簧与毂齿的接触面积更多,因此能够传递更高的扭矩并将摩擦应力分散在更大的范围里,降低了局部摩擦应力。
此外U型毂齿凹槽也能够容纳更多润滑剂,从而也提高了弹簧的使用寿命。Lovejoy蛇型弹簧联轴器系列产品功能齐全,能够满足各种场合。有水平型(H型)、垂直型(V型)以及中间加长型等多种设计、各种尺寸可供选择。
2.蛇型弹簧联轴器的优点
-全金属挠性联轴器,在动力传输系统受到振动与冲击时给予保护。
-锥形弹簧锁紧装置设计提供优越的扭转缓冲。
-高弹性,钝化处理的合金刚弹簧和高精度的加工,以保证产品高性能和长寿命。
-减振能力30%以上,给驱动和被驱动装置提供安全保护。
-安装、维修方便,为减少劳动力和降低停机时间。
-有水平分型和垂直分型两种设计,以满足各种应用需要。
-水平分型适用于安装空间有一定要求的场合,弹簧拆装非常方便,外壳由钝化铸铝制作。
-垂直分型适用于高转速场合,有更好的性能,外壳由模锻钢压制而成。
-1000系列产品能与满足各种工业标准的其他产品直接替换。
-可为泵等产品提供标准的简便脱卸式加长段。
-乐兆为锁紧式弹簧提供5年的润滑质量保证。
-有多种不同品牌的油脂可供选择。
-大扭矩435000Nm,提高转速6000RPM。
-大开孔尺寸450mm。
-有多种轴孔组合可供选择。
总结:
非金属材料的弹性元件都是变刚度的,常用非金属材料的刚度多随载荷的增大而增大,故缓冲性好,特别适用于工作载荷有较大变化的机器。

标签:离心泵

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