十字萬向聯(lián)軸器 鼓形齒聯(lián)軸器 彈性聯(lián)軸器
問： 高性能的撓性元件（圓盤和膜片）聯(lián)軸器為什么需要墊片？
答： 齒式聯(lián)軸器與撓性元件聯(lián)軸器不同，它的嚙合輪齒之間具有間隙，因此允許軸向運(yùn)動。撓性元件聯(lián)軸器則依靠類似彈簧的材料的拉伸和彎曲來調(diào)整設(shè)備軸之間的運(yùn)動。在安裝聯(lián)軸器時，需要考慮這些運(yùn)動。
通常，安裝現(xiàn)場測量的軸間距可能略微不同于聯(lián)軸器的設(shè)計間距。墊片通常安裝在中間凸緣上用來調(diào)整間距，從而確保聯(lián)軸器不會因間距差異而過度拉伸。
問： 聯(lián)軸器的撓性元件具有軸向調(diào)節(jié)能力。為什么還需要安裝墊片？
答： 聯(lián)軸器的撓性元件不應(yīng)用于軸向調(diào)節(jié)。高性能聯(lián)軸器附帶的墊片組用于處理安裝期間出現(xiàn)的長度誤差。直徑小于 6 英寸（152 毫米）的聯(lián)軸器通常允許 +.062 英寸 （+1.58 毫米）的長度誤差，而直徑大于 6 英寸（152 毫米）的聯(lián)軸器則允許 +0.125 英寸（+3.2 毫米）的長度誤差。墊片應(yīng)平均分布在兩端，以便維護(hù)凸緣導(dǎo)桿的整體性。
造成實際軸間距與設(shè)計軸間距不同的其中一個原因是機(jī)器安裝公差。另一個原因是錐形軸輪轂的安裝公差。
問： 在安裝高性能聯(lián)軸器時，需要哪些工具？
答： 所需的安裝工具包括：安裝（液壓）模具，扳手套件，能滿足螺栓擰緊扭力值的扭力扳手，用于測量軸端部之間距離的千分尺，原始設(shè)備制造商說明書，以及聯(lián)軸器圖紙。
問： 高性能聯(lián)軸器的建議檢查周期為多長時間？
答： 對于高性能齒式聯(lián)軸器，建議用戶每隔 12-18 個月進(jìn)行一次檢查、清理并重新潤滑。無需潤滑的圓盤式和膜片式聯(lián)軸器預(yù)計可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)五年以上。只需對此類金屬膜片聯(lián)軸器進(jìn)行目視檢查即可。
問： 在改進(jìn)設(shè)備時，哪一方具有更大的優(yōu)勢：是原始設(shè)備制造商還是聯(lián)軸器廠商？
答： 人們經(jīng)常問及哪一方應(yīng)參與改進(jìn)過程的問題。有兩種途徑供最終用戶選擇 - 從動設(shè)備原始制造商或聯(lián)軸器制造商。原始設(shè)備制造商通常具有更大的優(yōu)勢，例如：渦輪機(jī)械專業(yè)技術(shù)。 · 提供現(xiàn)有聯(lián)軸器的數(shù)據(jù)和機(jī)殼尺寸。
· 歷史數(shù)據(jù)。
· 轉(zhuǎn)子動力分析能力。
· 提供錐形塞尺/環(huán)規(guī)。另一方面，成千上萬的高性能齒式聯(lián)軸器已直接由聯(lián)軸器廠商改裝成為膜片聯(lián)軸器。聯(lián)軸器設(shè)計人員通常可以選擇和“微調(diào)”膜片聯(lián)軸器來滿足現(xiàn)有齒式聯(lián)軸器的工程數(shù)據(jù)，因此無需更改機(jī)組的轉(zhuǎn)子傳動。為了順利完成改進(jìn)，獲取必要的信息非常重要。
問： 改進(jìn)需要哪些信息？
答： 必須獲取必要的應(yīng)用數(shù)據(jù)才能確保正常的改進(jìn)。這些數(shù)據(jù)項目包括：
· 功率（HP 或 kW）和速度（最小、最大和標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)）；
· 主動和從動設(shè)備軸端詳細(xì)資料；
· B.S.E.（軸端面間距，也稱軸間距）；
· 預(yù)計熱膨脹（膨脹量和方向）；
· 角向偏移上限要求（高性能聯(lián)軸器通常要求 ? 度）；
· 服務(wù)對象（管道壓縮機(jī)，乙烯機(jī)組）；
· 聯(lián)軸器是否需要符合 API-671 規(guī)格 – 對于渦輪機(jī)設(shè)備，必需符合；
· 環(huán)境（鹽水噴灑，氯水，硫化氫）。
為了確保順利完成改進(jìn)，聯(lián)軸器設(shè)計人員需要知道聯(lián)軸器每一半的重量和 CG（重心）位置，以使懸垂力矩一致。通過使此類數(shù)據(jù)與提議的膜片聯(lián)軸器相匹配，機(jī)組的側(cè)面臨界速度將不受影響。為了確保成功改進(jìn)，某些主要渦輪壓縮機(jī)原始制造商依據(jù)轉(zhuǎn)速制訂了一些原則。如下所示： · 如果轉(zhuǎn)速低小 3600 轉(zhuǎn)/分鐘，則新聯(lián)軸器每一半的重量和重心位置應(yīng)處于現(xiàn)有聯(lián)軸器的 20% 以內(nèi)。
· 當(dāng)轉(zhuǎn)速在 3600 和 6000 轉(zhuǎn)/分鐘之間時，每一半的重量和重心位置應(yīng)處于 15% 以內(nèi)?！?當(dāng)轉(zhuǎn)速超過 6000 轉(zhuǎn)/分鐘時，每一半的重量和重心位置應(yīng)處于 10 % 以內(nèi)。
此外，還應(yīng)與現(xiàn)有聯(lián)軸器的抗扭剛度或 Kt 一致，以防止機(jī)組的扭轉(zhuǎn)臨界速度發(fā)生變化。一般來講，與從動設(shè)備直接相連且由兩部分組成的機(jī)組或傳動裝置對聯(lián)軸器的 Kt 變化不太敏感，但如果存在齒輪箱或第 2 個 或第 3 個轉(zhuǎn)子，則這種變化會產(chǎn)生顯著的影響。
問： 撓性元件聯(lián)軸器上的哪一部分最容易損壞？
答： 聯(lián)軸器設(shè)計人員一般會讓撓性元件作為最容易損壞的一環(huán)。請務(wù)必審查聯(lián)軸器圖紙以獲得運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)和最小輪轂滑程值，從而確保所設(shè)計的聯(lián)軸器符合要求。
問： 許多蒸汽 渦輪機(jī)在導(dǎo)熱方向和軸方向上均有較大的熱膨脹。撓性膜片聯(lián)軸器能否處理此類熱膨脹？
答： 大多數(shù)膜片聯(lián)軸器類型 - 圓盤式或膜片式 - 都能處理渦輪機(jī)械的軸向熱膨脹。由于撓性膜片聯(lián)軸器的能力有一定的限制，因此在選擇撓性膜片聯(lián)軸器時，務(wù)必考慮設(shè)備的軸向熱運(yùn)動。如果軸向熱膨脹要求超過膜片聯(lián)軸器能力的 25%，則聯(lián)軸器設(shè)計人員通常應(yīng)設(shè)計墊片來處理此類運(yùn)動。例如，如果一個 20 兆瓦的蒸汽渦輪機(jī)在從靜態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)條件轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁帷边\(yùn)轉(zhuǎn)條件時，將沿壓縮機(jī)方向膨脹 0.150 英寸（3.8 毫米），并且聯(lián)軸器的額定能力為 + 0.200 英寸（+5.1 毫米），則設(shè)計的聯(lián)軸器墊片應(yīng)縮短 0.150 英寸（3.8 毫米）。為了實現(xiàn)這一目的，當(dāng)安裝聯(lián)軸器并擰緊所有螺栓時，聯(lián)軸器應(yīng)被拉伸到一定程度，其值與熱膨脹值相同。當(dāng)設(shè)備機(jī)組進(jìn)入“熱”運(yùn)轉(zhuǎn)條件后，聯(lián)軸器應(yīng)接近于中性或松馳位置。
問： 我們打算改進(jìn)一個低力矩的齒式聯(lián)軸器。在改進(jìn)這種類型的聯(lián)軸器時，是否存在一些需特別注意的事項？
答： 是的。如果設(shè)備要求使用低力矩的齒式聯(lián)軸器，則用于更換的聯(lián)軸器也必須是低力矩的聯(lián)軸器。如果低力矩的聯(lián)軸器輪轂屬于無鍵型液壓裝配，則非常易于安裝和拆卸；但是，如果軸帶有鍵，則在拆卸時會比較麻煩。 低力矩、帶有鍵的輪轂可用加熱法進(jìn)行安裝（通常使用火爐或油槽），但在拆卸時，通常只能使用火把進(jìn)行加熱。即使是非常小心，撓性膜片聯(lián)軸器也可能會因局部受熱而損壞。另外，撓性元件還非常類似于散熱器的散熱片，從輪轂的中心向外擴(kuò)散熱量。為了解決這一問題，北京通聯(lián)弗萊科技有限公司 工程師推出了一種獨特的設(shè)計，用液壓法拆卸帶有鍵的輪轂。加工一些環(huán)形凹槽，放入輪轂內(nèi)徑，讓端口連接至輪轂桶的端部。通過向端口施以 500 - 1500 磅/平方英寸的油壓，輪轂就會“彈離”聯(lián)軸器軸，就像無鍵型液壓安裝法一樣。這種針對帶有鍵的輪轂的改裝設(shè)計在那些不想使用火把來拆卸輪轂的精精煉廠中得到了廣泛應(yīng)用。
問： 膜片聯(lián)軸器的直徑通常要大于齒式聯(lián)軸器。那么，膜片聯(lián)軸器能否裝入現(xiàn)有的聯(lián)軸器罩？在改進(jìn)時，是否應(yīng)考慮風(fēng)洞效應(yīng)？
答： 在制訂改進(jìn)規(guī)范時，一定要包括對聯(lián)軸器罩尺寸的檢查。當(dāng)所提議的膜片聯(lián)軸器外徑的徑向間隙小于 1 英寸（25 毫米）時，還應(yīng)進(jìn)行風(fēng)洞效應(yīng)計算。聯(lián)軸器廠商已開發(fā)出了用于計算聯(lián)軸器罩內(nèi)溫升值的計算機(jī)程序。此外，還應(yīng)改進(jìn)通風(fēng)孔，以便聯(lián)軸器罩排出產(chǎn)生的熱量。
問： 我們的高性能齒式聯(lián)軸器運(yùn)轉(zhuǎn)良好。為什么要更換它們？
答： 某些旋轉(zhuǎn)設(shè)備工程師對齒式聯(lián)軸器的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命師非常滿意。一般情況下，嚙合良好且正常維護(hù)的齒式聯(lián)軸器可以使用 10-15 年。 基本上有兩種類型的撓性聯(lián)軸器：滑動和變形類型。齒式聯(lián)軸器屬于滑動類型?；ハ鄧Ш系凝X輪周而復(fù)始地來回滑動，因此會磨損輪齒。隨著磨損不斷地進(jìn)行，徑向間隙會越來越大，進(jìn)而會使齒輪的失衡程度加劇。此外，齒式聯(lián)軸器還需要定期維護(hù)。
與齒式聯(lián)軸器相比，膜片聯(lián)軸器具有以下優(yōu)點：
· 膜片聯(lián)軸器不存在徑向間隙問題，因此潛在失衡較低。
· 膜片聯(lián)軸器一般在五年內(nèi)不需要進(jìn)行任何維護(hù)或檢查，使用壽命極長。對于齒式聯(lián)軸器，廠商建議用戶每隔 12-18 個月進(jìn)行一次檢查、清理并重新潤滑。
· 膜片聯(lián)軸器消除了“死鎖”和轉(zhuǎn)軸斷裂問題。
· 膜片聯(lián)軸器降低了輪轂與軸的磨擦。
· 膜片聯(lián)軸器顯著降低了對所連設(shè)備的作用力。齒式聯(lián)軸器所產(chǎn)生的滑動力是扭矩的一個因素。圓盤式或膜片式聯(lián)軸器所產(chǎn)生的變形力屬于彈力，與扭矩?zé)o關(guān)。膜片聯(lián)軸器對設(shè)備軸承所產(chǎn)生的彎曲作用力約為齒式聯(lián)軸器的 40%，所產(chǎn)生的軸向作用力約為齒式聯(lián)軸器的 10%。公司在計算投資回報率時，有時會考慮機(jī)械軸承的壽命。
問： 膜片聯(lián)軸器的價格一般要高于齒式聯(lián)軸器和需要潤滑的聯(lián)軸器，并且原始設(shè)備制造商最初都支持這些聯(lián)軸器。為什么應(yīng)考慮更換？
答： 目前，高性能齒式聯(lián)軸器的成本實際上一般要高于圓盤式或膜片式聯(lián)軸器。齒式聯(lián)軸器需要許多制造工序，因此會耗用大量人力。 此外，齒式聯(lián)軸器的維護(hù)成本（定期潤滑、檢查和重新加入潤滑脂等）要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于膜片聯(lián)軸器。雖然原始設(shè)備制造商最初都支持需要潤滑的齒式聯(lián)軸器，但原始設(shè)備制造商現(xiàn)在已開始設(shè)計并支持膜片聯(lián)軸器，以替換齒式聯(lián)軸器。在當(dāng)今的渦輪機(jī)械中，超過 95% 的新應(yīng)用領(lǐng)域都采用膜片撓性元件聯(lián)軸器。