【壓縮機(jī)網(wǎng)】引言

　　金屬撓性聯(lián)軸器用來(lái)聯(lián)接不同主、從動(dòng)機(jī)，將主動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速傳遞給從動(dòng)機(jī)的同時(shí)，通過(guò)金屬撓性元件的彈性變形來(lái)吸收機(jī)組的軸向、角向、徑向不對(duì)中，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、附加彎矩小、免維護(hù)、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于由燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)等驅(qū)動(dòng)的高速大功率透平壓縮機(jī)組和發(fā)電機(jī)組以及各種石化流程泵。

　　聯(lián)軸器中常見(jiàn)的過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)有剪切銷式、“燕尾槽”式和液壓式，本文主要討論這三種過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)以及適應(yīng)的場(chǎng)合。

　　1、剪切銷式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)

　　剪切銷式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　剪切銷式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)由一定數(shù)量的剪切銷均布在特定分度圓上。剪切銷的中間設(shè)計(jì)有剪切槽，當(dāng)機(jī)組發(fā)生過(guò)載時(shí)，剪切銷會(huì)在剪切槽的位置發(fā)生斷裂，使主、從動(dòng)機(jī)脫開(kāi)，阻斷過(guò)載力矩的傳遞，從而起到保護(hù)機(jī)組的作用。

　　剪切槽直徑的計(jì)算公式如下[1]：

　　式中：    為剪切銷承受的極限扭矩；

　　為剪切銷分布圓半徑；

　　為剪切銷數(shù)量；

　　為剪切銷材料的抗剪強(qiáng)度，一般取      為材料的實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度。

　　剪斷后的剪切銷如圖2所示。

　　2、“燕尾槽”式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)

　　“燕尾槽”式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

　　“燕尾槽”式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)零件上設(shè)計(jì)有一條“燕尾”形剪切槽，當(dāng)機(jī)組發(fā)生過(guò)載時(shí)，零件會(huì)在剪切槽的位置發(fā)生斷裂。

　　“燕尾槽”一般采用有限元計(jì)算“燕尾槽”處的當(dāng)量應(yīng)力 ,     ， 為材料的實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度。“燕尾槽”應(yīng)力計(jì)算云圖如圖4所示，剪斷后如圖5所示。

　　3、液壓式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)

　　液壓式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)如下圖6所示。

　　液壓式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)通過(guò)在封閉腔體內(nèi)注入壓力油，在結(jié)合面上形成一定的壓力，然后通過(guò)結(jié)合面的摩擦力來(lái)傳遞扭矩，傳遞扭矩能力的大小和注油壓力有關(guān)，如圖7所示。過(guò)載后通過(guò)剪斷安全管釋放壓力（如圖8所示），從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。

　　 

       4、三種過(guò)載保護(hù)裝置優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

　　通過(guò)不同過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)的工作原理可以看出：

　?。?）剪切銷式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，在機(jī)組發(fā)生過(guò)載后，只需要更換剪切銷，就可以再次運(yùn)行；通過(guò)增加或減少剪切銷的數(shù)量，即可實(shí)現(xiàn)不同扭矩下的過(guò)載保護(hù)功能。但由于過(guò)載保護(hù)功能是通過(guò)多個(gè)剪切銷共同實(shí)現(xiàn)，存在尺寸一致性、載荷均勻性問(wèn)題，當(dāng)機(jī)組工況不穩(wěn)定，可能存在剪切銷在并未達(dá)到過(guò)載扭矩前出現(xiàn)疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)。因此，剪切銷式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)一般要求過(guò)載扭矩距離工作扭矩要有2.5倍以上的安全距離。

　　另外，剪切銷與孔采用精密配合，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)子很大時(shí)，用來(lái)安裝剪切銷的傳扭孔對(duì)齊困難，導(dǎo)致更換剪切銷比較麻煩。

　　（2）“燕尾槽”式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)相對(duì)于剪切銷結(jié)構(gòu)，精度高，抗疲勞性能好，但在機(jī)組發(fā)生過(guò)載后，需更換帶“燕尾槽”結(jié)構(gòu)的零件，成本相對(duì)較高。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)子很大時(shí)，也存在更換困難的情況。

　　（3）液壓式過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)不存在疲勞問(wèn)題，過(guò)載扭矩可以通過(guò)注入不同的油壓來(lái)控制；在機(jī)組發(fā)生過(guò)載后，只需要更換安全管，重新注入壓力就可以再次運(yùn)行；安全管與剪切口無(wú)精度配合要求，更換方便。但由于自身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，采購(gòu)成本非常高，并且對(duì)安裝過(guò)程有一定的技術(shù)要求。

　　5、結(jié)論

　　聯(lián)軸器的過(guò)載保護(hù)功能均需要通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)以上對(duì)比分析，結(jié)合成本考慮，在工程應(yīng)用時(shí)可按表1進(jìn)行選用，但需要結(jié)合轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)和安裝空間要求。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典. 江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

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