不同应用程序的耦合类型

泵和系统，2009年6月

在花钱买了一个强大的新泵和运行泵的电机之后，下一个重大决定是如何将两者连接起来，使它们的效率最大化，并保护它们不受正常磨损的影响。

如果驱动轴和从动轴完全对齐，耦合就会很简单，机器不会振动，轴也不会实际移动。然而，在动力传动的现实世界中，柔性耦合可以适应大多数系统固有的缺陷和动力学。

“即使你可以Altra industrial Motion的工业联轴器营销和业务发展经理保罗·康科尔(Paul Konkol)说:“当设备实际上没有运行时，你就可以完美地对准轴。”

“一旦物体开始移动，温度就会改变，操作条件也会改变，基础就会稳定下来。所以你需要耦合，但不是任何耦合。你需要合适的联轴器，合适的尺寸，适合合适的泵应用。”

所有联轴器的基本功能是传递动力，适应不对中和补偿轴向运动(轴的末端运动)。有时，联轴器被要求吸收冲击或振动。选择正确的联轴器取决于轴不对中或运动的四个基本条件。

• 平行偏差当两个轴不共用同一旋转轴时发生。它们的端面可能是平行的，但它们的中心轴相互横向位移。
• 角位移适用于轴既不同轴也不平行。轴不对齐的角度可以是对称的或不对称的。
• 轴向游动当其中一个或两个轴显示轴向运动，进进出出时发生。例如，当转子寻找绕组的磁中心时，套筒轴承电机就会“漂浮”。温度变化也会引起热膨胀和轴的位置变化。
• 扭转的灵活性是在垂直于轴轴的平面上的扭转运动。冲击或振动通常会导致这种情况。具有扭转弹性的联轴器吸收并抑制这些运动。

最灵活的联轴器的基本结构包括两个法兰或轮毂，它们连接到被连接的轴上，以及一个连接元件，可能是金属的(如在圆盘联轴器中)，或由弹性材料制成的套筒，如EPDM橡胶，氯丁橡胶，海翠或聚氨酯，或机械连接(如在u型接头或齿轮联轴器中)。

要被认为是灵活的，耦合必须处理平行和角度错位。联轴器具有四向灵活性，可容纳两端浮子和扭转运动。

四通的灵活性

具有良好扭转灵活性的四向柔性联轴器的一个例子是在剪切(而不是压缩)中工作的弹性联轴器。弹性体柔性构件可以在剪切下变形或拉伸，在载荷下位移。扭转位移或弹性体“上弦”的量是可以吸收的冲击的衡量标准。它也容易压缩和拉伸处理末端浮子。

扭转灵活性允许弹性剪切耦合来抑制振动的振幅，将一个轴从另一个轴的影响中隔离出来。冲击载荷时吸收的能量主要用于缠绕弹性体。由于来自电机的冲击力因缠绕柔性部件所消耗的能量而减少，泵轴从冲击中得到缓冲。当耦合解除时，这种能量被释放回驱动系统。

弹性剪切联轴器也会在过大的冲击载荷下失效，并在发生锁死或任何其他产生过大冲击的情况下断开泵与电机的连接，以保护泵。

Konkol表示:“使用弹性材料进行压缩的联轴器不具有与剪切时相同的错位能力或轴向或扭转阻尼能力。”“在压缩过程中，你是在挤压橡胶来传递扭矩，而不是扭曲它。

“剪切联轴器中弹性体材料的分子结构是高度工程化的，因为材料必须更坚固才能承受剪切力。我把它比作铸造金属和锻造钢之间的区别，在锻造过程中，你基本上是调整分子结构，让材料更坚固。”

高扭矩，高速联轴器

虽然弹性联轴器在许多运行速度高达115 hp/100 rpm的普通工业泵应用中很受欢迎，但在需要更高扭矩和速度传动的应用中，弹性材料的限制却被超越了。齿轮，网格和圆盘联轴器是金属联轴器，具有更强的扭转刚性，并在这些应用中提供优势。

“齿轮和栅极联轴器具有更高的扭矩，但就像其他任何东西一样，当你在一个设计领域取得进步时，在其他领域就必须放弃一些东西，”Konkol说。“在这种情况下，这是扭转阻尼。这些是更坚固的联轴器，所以更多的振动将通过泵传递。”

齿轮联轴器由包含内齿的套筒构成，内齿与轮毂外部的齿啮合。在高速、大马力和高扭矩、低速应用中都很受欢迎，它们在需要扭转刚度的应用中工作得很好。齿轮联轴器中齿的配合允许不对中，但角度不对中补偿的程度取决于齿轮齿的轮廓和它们之间的间隙。由于他们的设计，这些扭转刚性联轴器可以承受一些冲击载荷，但他们不能吸收大量的冲击载荷。

网格耦合由两个沟槽法兰轮毂组成，由网格形式的锥形钢弹簧连接。像齿轮联轴器，他们需要润滑，但允许灵活性和效率在高速或低速高扭矩。栅格联轴器可以运行高达400马力/100 rpm。由于其刚性更强，其错中能力不如弹性体联轴器，因此电机和泵轴的对中更为关键。

盘联轴器非常均匀的设计，可以高速旋转。BETVICTOR体育官网在高转速下运行的泵是这些平衡良好、运行平稳的设备的良好应用，就像弹性联轴器一样，不需要润滑。然而，圆盘联轴器是相当复杂的设计，对不对中和轴向运动非常敏感。圆盘或金属部件的弯曲超过其屈服点可能导致疲劳，轴向运动可能导致故障。

规模很重要

在选择联轴器时，泵用户应注意“越多越好”的陷阱。联轴器尺寸过大可能会导致所需的灵活性降低或不对中补偿，而联轴器过大可能会给耦合的泵和电机带来额外的压力。BETVICTOR体育官网另一方面，有过大不对中能力的联轴器可能过于柔软或柔顺，从而引起振动或旋转不平衡的情况。

Konkol表示:“对于转速为3000转/分或更高的涡轮驱动设备，您可能需要一个圆盘联轴器。“对于高扭矩，齿轮或栅极联轴器可能是正确的选择。

“关键在于将正确的耦合放在正确的应用中，因此制造商可以在选择过程中成为有价值的资产。这个工程知识库可以为用户提供真正的增值服务。”