ZL型弹性柱销齿式联轴器是利用若干非金属材料制成的柱销,置于两半联轴器与外环内表面之间的对合孔中,通过柱销传递转矩实现两半联轴器联接。该联轴器具以下特点:
(1)传递转矩大,在相同转矩时回转直径大多数比齿式联轴器小,体积小,质量轻,可部分代替齿式联轴器。
(2)与齿式联轴器相比,结构简单,组成零件较少,制造较方便,不用齿轮加工机床。
(3)维修方便,寿命较长,拆下挡板即可拆换尼龙柱销。
(4)尼龙柱销为自润材料,不需润滑,不仅节省润滑油,而且净化工作环境。
弹性联轴器在舰船动力装置中的应用以及考虑轴系的扭振分析
(一)、弹性联轴器在舰船动力装置中的应用
如果柴油机采用隔振措施,在柴油机输出端和轴系之间设置一个星形联轴器是的。特别有减速齿轮箱的状况,为避免产生冲击,应如此。因此,高弹联轴器在舰船动力装置中的应用相当广泛,这里仅举几例说明之。
(1)RATO—S2721型弹性联轴器在船舶柴一燃并车及双层隔振动力装置中的应用在该动力装置中,柴油机采用双层隔振和箱装体技术,这种技术是目前较的减振降噪措施之一RATO—S2721型弹性联轴器被安装在柴油机功率输出端与中间轴承之间。在此,弹性联轴器除进一步衰减轴系扭转振动外,还是衰减箱装体内柴油机功率输出端轴系上结构噪声的装置。同时,弹性联轴器还起到补偿由于振动、冲击等原因造成的双层隔振装置中上层弹性支承变形所引起的柴油机轴线轴向、径向位移的作用。该型弹性联轴器的橡胶弹性元件采用双排结构,增大径向位移的补偿能力,金属弹性件采用挠性杆结构,用于增大轴向位移的补偿能力。
(2)BC63/12。5/85盖斯林格联轴器在船舶动力装置中的应用在主机和减速齿轮箱(前:GWH52。50型水平异心正倒车齿轮箱,后:GWDM56。62型角向异心双速比正倒车齿轮箱)插入BC63/12。5/83型盖斯林格联轴器,主要用于缓冲主机脉动扭矩对齿轮箱的冲击,同时吸收振动能量,补偿径向、齿向等偏差。
(3)LS5313型弹性联轴器在船舶动力装置中的应用该装置由主电机、弹性联轴器、推力轴承、中间轴和螺旋桨等部件组成。其中主电机安装在弹性支承上。LS5313型弹性联轴器的功能:补偿主电机弹性支承引起的轴向、径向和角向位移,衰减主电机通过轴系传出船外和螺旋桨传入船内的结构噪音。
LS5313型弹性联轴器的应用使得在船内换橡胶元件备件变得切实可行,扇形分块结构使得备件移动重量轻,便于拆装,且不需要专用工具。
(4)LC3010C型弹性联轴器在小型高速船动力装置中的应用小型高速船一般采用强化高速柴油机作动力,所以变动负荷大。此外,小船船体变形大,受风浪影响大,频繁的波浪冲击和螺旋桨露出水面引起的变动载荷附加对齿轮箱、柴油机及轴系有较大影响。弹性联轴器可以十分地降低变动载荷对动力装置各设备的影响和补偿由此造成的位移。
LC3010C型弹性联轴器可使齿轮箱的扭转应力降低60倍(相对刚性或低弹性联轴器而言),同时弹性联轴器起到保护其它部件的作用。
LC3010C型弹性联轴器还具有重量轻、结构简单、维护简单等优点。非常适合小型高速船。
(5)LS1721G型弹性联轴器在高速船主推进轴系中的应用该型高速船选用了可靠性高、大修期较长的高速柴油机作动力。因柴油机抗冲击性较低,因此在机座上加装了钢丝绳减振器。为补偿减振器弹性变形引起的轴线位移,同时保持轴系紧凑的特点,配套LS17216弹性联轴器为较好的选择。在此轴系中因LS17266型弹性联轴器增加的净轴向尺寸为112mm,同时满足其它如扭振、位移、降噪等技术指标的要求。
(6)弹性联轴器在船用主机驱动的发电机装置中的应用船舶所需的电力主要来自主机或辅机驱动的船用发电机。实践表明由主机驱动发电比辅机驱动发电具有较好的经济性,但主机辅助驱动装置使得轴系质量系统分支化、复杂化。因此,主机驱动发电装置的发电质量难以保证。只有通过在辅助驱动装置中加装大柔度的弹性联轴器,才能地衰减振动,降低轴系变动载荷对发电质量的影响。
(二)、考虑弹性联轴器轴系的扭振分析
随着船舶工业的发展,各种新型船只纷纷出现,为了满足不同型号舰船的需求,各种新型、复杂的船舶轴系陆续被出来,应用在船舶中。本章就以某船厂设计生产的新型船舶推进装置为研究对象,分析其涡轮机轴系部分的藕合振动问题。在调试中,该轴系径向位移过大,导致振动参数超标,无法满足设计要求。研究人员分别进行扭振、横振以及纵振计算,均未发现异常。为了解决这一问题,本章从整体系统的角度出发,建立涡轮机轴系藕合振动理论模型与数学方程,分析其藕合振动特性。
本文将船舶动力装置中的涡轮机传动轴简化为等截面连续轴,将梅花联轴器及涡轮机叶片简化为集中惯量进行分析。则该问题便可看作为考虑多集中惯量的等截面连续轴扭振问题。由于多集中惯量比较复杂,分析难度较大。
因此以考虑单个集中惯量等截面连续轴扭振问题为基础进行分析,建立考虑集中惯量的等截面圆轴扭振的刚柔藕合模型,应用哈密顿原理结合变分法得到刚柔藕合模型的扭振方程并求解。在此基础上,进一步分析多集中惯量等截面连续轴扭振问题。弹性联轴器设计的基本目标弹性联轴器(highlyflexiblecouplings)定义为由具有明显的扭转弹性和阻尼的元件构成的、用来调节传动装置轴系扭转振动特性的、补偿因振动冲击等带来的主动设备和从动设备的位移、并且能够持续地传递转矩和旋转运动的设备。
其性能主要取决于所采用的弹性元件,弹性元件主要分为两种,即金属弹性元件和非金属弹性元件。金属弹性元件的优点是能够传递较大的载荷,受温度的影响比较小,因此工作寿命比较长。高强度的弹性钢如60Si2Mn和_SOCrVA等,是生产金属弹性元件常用的材料。非金属弹性元件主要指硫化橡胶,相对于金属弹性元件来说,橡胶具有好的阻尼性能,能在三维方向上实现好的减振效果,产生的噪音也比较小。同时还可根据需要,通过调整橡胶的配方和加工工艺获得耐高温、耐低温及耐油等特殊性能的产品。但对于通用型橡胶弹性元件联轴器来说,通常具有强度低、导热性差、易蠕变、易老化、不耐腐蚀、温度敏感性强等缺点,另外,在生产产品时如果硬度偏差较大,有可能导致负荷性能不稳定。
弹性联轴器设计的基本目标是实现其基本功能,同时应具有合理的结构和较强的综合性能。因此,在设计弹性联轴器的结构时,应该从以下几个方面考虑:1.基本性能要求:承振能力,承受载荷的能力以及位移补偿的能力等。
2.实用性要求:产品应能够在多种机械设备和场合应用,便于形成多种组合形式。
3.标准化要求:联轴器产品应能够满足多种不同产品的安装使用要求。
4.工艺性要求:应考虑产品加工的可行性。
_5.安装的工艺性:产品的拆卸和安装应足够简便,在各种场合都适用,尤其是在船舱等较为狭窄的空间内,也应实现较为简便的拆装。
6.经济性:产品推广使用的价值和生命力都受到产品生产成本和消耗费用的直接影响。
7.可靠性和维修性:联轴器是传动的重要部件,应具有较高的可靠性,能在规定时间内实现无故障工作;同时设计时应考虑联轴器是否有便于维护或者免维护的要求。
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