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梅花联轴器的使用特点和运用结构优化

发布时间:2019-04-09 05:35:14 作者:天硕联轴器 浏览:1096

梅花联轴器具有很好的平衡性能和适用于高转速应用(*高转速可达30000转/分钟),但不能处理很大的偏差,尤其是轴向偏差。较大的偏心和偏角会产生比其他伺服联轴器大的轴承负荷。另一个值的关注的问题是梅花联轴器的失效问题。一旦梅花弹性间隔体损坏或失效,扭矩传递并不会中断,同时两轴套的金属爪啮合在一起继续传递扭矩,这很可能会导致系统出现问题。根据实际应用选择合适的梅花弹性间隔体材料是本联轴器的一大优势,有些自动化设备公司可提供各种弹性材料的梅花间隔体,不同的硬度和温度承受力,让客户选择合适的材料满足实际应用的性能标准。
梅花型联轴器主要有两种类型,一种是传统的直爪型的,另一种是曲面(内凹)爪型的零间隙。传统的直爪型梅花联轴器不适合用在精度很高的伺服传动应用中。零间隙爪型梅花联轴器是在直爪型的基础上演变而来的,但不同的是其设计能适合伺服系统的应用,常用于联接伺服电机、步进电机和滚珠丝杆。曲面是为了减少弹性梅花间隔体的变形和限制高速运转时向心力对它的影响。零间隙爪型联轴器由两个金属轴套(通常采用铝合金材质,也可以提供不锈钢材质)和一个梅花弹性间隔体结合而成。梅花弹性间隔体有多个叶片分支,像滑块联轴器一样,它也是通过压挤来使梅花弹性间隔体和两边的轴套吻合,并以此保证了其零间隙性能。与滑块联轴器不同的是,梅花联轴器是通过压挤传动的而滑块联轴器是通过剪力传动的。在使用零间隙爪型联轴器时,使用者一定要注意不能超过生产商给出的弹性元件的*大承受能力(保证零间隙的前提下),否则梅花弹性间隔体将会被压扁变形失去弹性,预加负荷消失,导致失去零间隙的性能,还可能在发生严重的问题后使用者才会发现。
梅花联轴器具有以下特点:
(1)梅花联轴器工作稳定可靠,具有良好的减振、缓冲和电绝缘性能。
(2)结构简单,径向尺寸小,重量轻,转动惯量小,适用于中高速场合。
(3)具有较大的轴向、径向和角向补偿能力。
(4)高强度聚氨酯弹性元件耐磨耐油,承载能力大,使用寿命长,安全可靠。
(5)联轴器无需润滑,维护工作量少,可连续长期运行。
梅花型弹性联轴器是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)并使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。常用的联轴器在使用过程中,存在缓冲性能差、不能补偿轴向和角向偏差、与轴脱开困难等问题。针对上述问题,设计开发了一种新型无键式联轴器,并用有限元技术进行了应力分析和结构优化。主要研究内容如下:
1、针对键槽联接中存在与轴脱开不方便及应力集中的缺陷,设计了依靠螺栓进行预紧的锥面无键联接结构;针对缓冲减震性能差、不能补偿轴向和角向偏差的问题,设计了利用金属膜片组来吸震,和利用中间节进行缓冲的结构。
2、利用ANSYS软件分析了锥面无键联接中所需的预紧力,及预紧力与传递*大扭矩之间的关系,得到了扭转过程中衬套中产生的*大应力值及所产生的部位;并进一步分析了不同的预紧锥度和厚度对扭矩传递带来的影响。根据有限元分析结果,对预紧结构进行了优化设计,提出了合理的衬套预紧锥度和衬套厚度。
3、对联轴器膜片在不同工况下了内受力情况进行了有限元分析,研究了轴向偏差和角向偏差对*大应力带来的影响;得到了膜片在工作过程中产生的*大应力及产生的部位,校核了膜片的强度,进一步得到了应力达到材料的屈服极限时,膜片所承受的轴向和角向偏差。
4、利用ANSYS中的疲劳分析模块,针对给定受力情况,对膜片进行了疲劳寿命估算,预测了膜片的使用寿命,研究了角向偏差对疲劳寿命带来的影响。