【壓縮機網】前言

　　疊片撓性聯軸器自20世紀70年代開始在各領域推廣使用，逐步替代齒式聯軸器和非金屬彈性塊聯軸器等傳統產品，到20世紀末已占主導地位。聯軸器是用來連接主、從動設備，使其一同旋轉并傳遞扭矩的裝置。聯軸器除傳遞動力與扭矩外，z*主要一點就是補償不對中能力，這也是疊片聯軸器使用越來越廣泛的原因。圖1為聯軸器幾種不對中的形式。

　　齒式聯軸器允許內、外齒有較大的軸向滑移，但在工作狀態下的滑移需克服很大的摩擦阻力，給軸承以很大的軸向力，而且受內外齒相對滑動速度的限制，角向補償能力也有限。非金屬彈性塊聯軸器由于本身結構的原因，在更換彈性元件時必須移動半聯軸器，其軸向補償能力相對較弱，而且彈性元件易于損壞，維修周期短。疊片聯軸器角向和軸向剛度很低，可補償較大的角向和軸向不對中，而不致于給軸和軸承附加很大的力。疊片聯軸器除補償能力較大外，還有以下主要優點：

　　（1）疊片撓性聯軸器為干式聯軸器，無需潤滑和維護；

　　（2）有明顯的隔振和吸振作用；

　　（3）零部件之間無相對運動和磨損，易于保持出廠時的動平衡，特別適合高速大功率場合；

　　（4）全金屬機構，無老化，使用壽命長；

　　（5）安裝使用簡單方便，在不動設備基礎的情況下能更換片組及螺栓等易損件。

　　正是由于疊片聯軸器具有以上優勢，所以它是目前工業流程動力設備的s*選產品。本文以無錫創明疊片聯軸器為例，初步介紹疊片聯軸器的選用方法。

　　一、疊片聯軸器選用注意事項

　　在選用疊片撓性聯軸器時，應根據使用要求和工作條件等綜合分析來確定，主要考慮以下幾點。

　　1、主動機和從動機的機械特性。主動機類型不同，其輸出功率和轉速差異較大，需根據實際的工作狀況選擇合適的工況系數，以滿足機組使用要求。

　　2、聯軸器轉速高低，決定聯軸器的基本結構形式。一般低速場合（3600轉/分以內，主要以泵、低速風機等為主）選擇螺栓定位的疊片聯軸器即可；中高速場合（3600轉/分以上，主要以汽輪機等為主）則需選擇以止口定位的高速聯軸器，同時需考慮聯軸器動平衡對機組的影響。

　　3、聯軸器選用需考慮安裝及后期維護。由于某些大型機組調整基礎比較困難，選型時應考慮聯軸器z*大外徑在允許的安裝空間內，在保證冷態安裝距離的同時，選擇裝拆方便的結構形式。

　　4、聯軸器使用的工作環境。一般室內或者有遮蔽物的場合，選擇表面氧化處理或黑磷化處理的疊片聯軸器即可。如在強酸，強腐蝕等場合，則需選用表面鍍合金保護層的聯軸器，甚至不銹鋼疊片聯軸器。

　　二、疊片聯軸器選型計算及復核

　　疊片撓性聯軸器選用一般以所需傳遞的計算扭矩小于聯軸器的公稱扭矩為原則。由于主動機的工作狀況各不相同，所以在計算時序考慮工況系數K，見表1工況系數K值表。

　　聯軸器扭矩計算：
　　T=9549×P×K/n
　　式中：T—扭矩(N.m)
　　p—主動機額定功率（kW）
　　K—工況系數
　　n—額定工作轉速（r/min）

　　根據T≤Tn（公稱扭矩），n≤nmax（z*大許用轉速）的原則，結合聯軸器外徑、所能包容z*大軸徑等，選擇合適的聯軸器型號。

　　疊片聯軸器經過初步計算選型后還需進行復核。

　　1、復核峰值扭矩和z*大瞬時扭矩是否滿足機組需要。對于頻繁啟動的機組需校核啟動扭矩，對于有剎車裝置的設備應校核剎車扭矩。

　　2、復核機組軸頭間距即冷態安裝距離（DBSE）是否滿足所選型號z*小軸頭間距的要求。

　　3、復核聯軸器軸向和角向補償能力是否滿足機組要求。對于某些熱脹量較大的機組，可采用冷態預拉伸的方法，使機組達到熱平衡時聯軸器工作在較小變形狀態。

　　三、疊片聯軸器在特殊場合的選用舉例

　　由于某些機組特性的限制與要求，疊片聯軸器需采用特殊材質或特殊結構。以下列舉某些特殊場合選用的特殊疊片聯軸器。

　　1、冷卻塔風機專用疊片聯軸器

　　冷卻塔風機與一般風機相比有兩個明顯的不同之處：一是風機安裝在循環熱水上方，工作環境極度潮濕，且溫度較高；二是電機與風機間距特別長，軸頭間距一般3～5m。這兩種工況對聯軸器提出特殊要求：材料需滿足防銹要求，同時設計聯軸器時需考慮間隔軸臨界轉速。圖2為碳纖維聯軸器的簡圖。

　　該聯軸器主從動端安裝盤材質采用0Cr18Ni9，膜片材質301，螺栓緊固件材質2Cr13，選用此材料的目的是為了起到防銹的作用；間隔軸組件以碳纖維管為主，主要是為了減輕重量，減小附加載荷，提高臨界轉速。

　　2、風電專用高速疊片聯軸器

　　風力機組在傳遞能量過程中，葉輪吸收的能量是隨著風能的大小在時刻變化的，因此經常會產生不穩定的力在齒箱和發電機上。在發電機短路時，齒輪箱須有過載保護，避免風電機組造成更大范圍的損害。同時齒箱與電機間聯軸器還需絕緣且必須可靠運行20年以上。圖3為風電高速疊片聯軸器關鍵部件簡圖。

 

　　風電高速聯軸器中間段通過使用玻璃鋼起到齒箱與電機間絕緣的作用。玻璃鋼強度性能良好，絕緣性能優秀，重量較輕，能減少軸端的附加載荷。通過給螺栓套件施加一定的擰緊力矩（按過載扭矩計算標定），將轉接盤夾緊在壓板內，壓板與轉接盤的連接處有摩擦片。當機組過載時，轉接盤與壓板就會產生相對轉動（俗稱打滑），從而起到過載保護的作用。

　　四、結論

　　疊片聯軸器補償不對中能力較大，吸振隔震效果良好，無需潤滑，而且現場維護方便，相對齒式聯軸器、非金屬彈性塊聯軸器有較大優勢。

　　疊片聯軸器選用時，根據主、從動機特性，需選擇合適的工況系數，根據轉速高低，需選擇合適的結構形式，一般低速聯軸器選用螺栓定位的結構，高速聯軸器選用止口定位的結構。聯軸器初步選型后還需進行尺寸或使用條件等的復核。

　　在某些特殊場合，疊片聯軸器選用需考慮材質、絕緣性能以及過載保護裝置等。　

       參考文獻
　　[1] 周明衡，聯軸器選用手冊[M]，北京：化學工業出版社 2001.
　　[2] 王文斌，機械設計手冊[M]. 北京：機械工業出版社,2007(3).