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胀紧套联轴器,波纹管联轴器,梅花联轴器的技术应用报告

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当前机床行业伺服电机应用中选择最适合型号联轴器可能是一件令人困惑的事情,因为伺服电机或者其它机械结构工况方面选择合适的联轴器是一个复杂的工作。这个过程包含了很多不同的性能因素,包括力矩、轴的偏差、硬度、转速、安装空间,运动期间产生的噪音,伺服电机在出现偏载状况联轴器直接影响电机轴承的负载要求等等,联轴器需要满足所有这些以便使系统正常的运转。在选择联轴器之前,需要我们对这些联轴器的性能和其应用进行详尽的了解。不同类型的联轴器存在着其自身的优缺点。以下,举例三种在机床行业常用的联轴器做一份简短的技术应用报告。

1.胀紧套的设计和构思新颖,它利用螺栓把同锥度的联轴器孔与同锥度的胀紧套相连接,通过螺栓的旋入使联轴器相对膨胀套运动,越拉越紧,直到达到联接强度为止。胀紧套上带有螺纹孔和光孔,带光孔的是拉紧联轴器用的,带螺纹的孔是拆卸用的。胀紧套的开口便于在轴上装配和拉紧联轴器时伸缩,胀紧套由键在轴上定位,用来传递力矩。联轴器由里向外套在胀紧套上,用手调整联轴器的半个螺纹与胀紧套上的半个光孔对正后,旋入高强度内六角螺栓,螺栓在胀紧套的光孔内不能轴向运动,此时带有螺纹的联轴器通过螺栓的旋转向外运动,在锥度的作用下越旋越紧。拉紧后的联轴器由旋入的高强度螺栓起到传递力矩的作用。拆卸联轴器时,把内六角螺栓旋入胀紧套上的半个螺纹孔与联轴器上的半个光孔,螺栓在联轴器的光孔内不能轴向运动,带螺纹的胀紧套在螺栓的旋转下与联轴器产生轴向运动,把联轴器顶开,胀紧套能消除轴和联轴器的加工误差,在机械加工中降低了加工精度,降低加工成本,减少了加工时间。在装配拆卸时与套筒联轴器相比,打破了传统的温差装配法和锤击装配等。胀紧套结构简单,体积小、便于拆装。胀紧套目前在我国还没有普及使用。胀紧套与匹配的联轴器加工方法虽简单,但是材料需要满足载荷的需要。因胀紧套便于拆装,便于在特定条件下使用,适用于机械传递结构重负载工况,是目前机床行业的一个创新。是更新换代的新型产品。

2.波纹管联轴器由两个轴套和一个薄壁金属管组成,通常它们是由焊接或粘结的方式连接在一起。尽管很多其它的材料可用,但最常用的还是不锈钢金属管材料和铝合金材质轴套。不锈钢波纹管具有优良的刚性、强度,经常用液压整形来制造。加氢重整就是把薄壁管放置在机器上,利用液压和特殊的工夹具使其成型。这种波纹管的特点使其成为理想的用在运动控制中的元件。薄而均匀的金属管在承受三种轴之间基本的偏差时而引起负荷时可以使其易弯曲,这三种基本偏差为轴向偏差、偏心和偏角。一般情况下波纹管联轴器可以承受1°-2°的偏角,0.1mm-0.2mm的偏心和-1.5mm- 0.7mm轴向偏差。波纹管联轴器这种薄而均匀的管壁使其产生很低的轴承负荷,保持旋转各点的恒量,而不像其他联轴器那样破坏循环的高负荷点和低负荷点,并且在承受扭矩负载时保持刚性。扭矩刚性是决定联轴器精准度的主要因素,刚性越好传递的精度越高。在适用于伺服系统应用的联轴器中,波纹管联轴器是刚性最好的,在适应高精度和高重复性应用中是最理想的联轴器。针对易腐蚀场合中,不锈钢轴套的波纹管联轴器,不过这样增加了重量从而降低了这种联轴器的性能优势。使用铝合金轴套的波纹管联轴器在实际应用中的低惯性,这在当今的迅速反应系统中是十分重要的性能。

3.梅花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)爪型的零间隙联轴器。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最大承受能力(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。

梅花联轴器具有很好的平衡性能和适用于高转速应用(最高转速甚至可达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,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。

以上是三种联轴器的各自优势与缺点,在目前机床行业处于主流方向,日后在与客户交流期间共同探讨有关于联轴器的技术应用场合,了解客户所需,大力推广本公司的联轴器,让客户选择合适的材料满足实际应用的性能标准。