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  • 聯(lián)軸器如何選擇

    懸賞分:20|
    知識(shí)庫標(biāo)簽: |列兵
    這個(gè)過程包含了很多不同的性能因素,包括力矩、軸的偏差、硬度、轉(zhuǎn)速、空間要求等等,聯(lián)軸器需要滿足所有這些以便使系統(tǒng)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。在選擇聯(lián)軸器之前,需要我們對(duì)這些聯(lián)軸器的性能和其應(yīng)用進(jìn)行詳盡的了解。不同類型的聯(lián)軸器存在著其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。本文旨在向伺服聯(lián)軸器的終端用戶介紹不同類型聯(lián)軸器在各種伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用,同時(shí)幫助終端用戶指出在設(shè)計(jì)制造過程中要考慮的因素及如何有效連接不同產(chǎn)品來正確選擇合適的聯(lián)軸器。選擇適合的伺服聯(lián)軸器是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要部分,會(huì)很大影響到系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)?;诖嗽?,在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡早地考慮聯(lián)軸器,并把分別把各種聯(lián)軸器的和系統(tǒng)的功能目標(biāo)排列對(duì)照,這樣可以避免在運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常產(chǎn)生的問題。我們討論的上述每種聯(lián)軸器都有其各自的特點(diǎn),使其可適用于各種不同的應(yīng)用中。但是,單一品種的聯(lián)軸器不能適應(yīng)于每種應(yīng)用領(lǐng)域中。這使得目前市場(chǎng)上有各種品種的聯(lián)軸器,給設(shè)計(jì)工程師選擇最適合的聯(lián)軸器使系統(tǒng)表現(xiàn)最優(yōu)化且使用壽命長。除了在文章中提到的五種運(yùn)動(dòng)控制的彈性聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、梅花聯(lián)軸器、波紋管聯(lián)軸器、膜片聯(lián)軸器,還生產(chǎn)有軸套和剛性聯(lián)軸器。每一件鉅人公司的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中運(yùn)用特別的步驟來保證其最高性能水準(zhǔn)和漂亮外觀。為方便閱讀,本文一分為六,詳細(xì)描述各種聯(lián)軸器的特性,希望能為您提供一點(diǎn)幫助。彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器通常由金屬圓棒線切割而成,常用的材質(zhì)有鋁合金、不銹鋼、工程塑料。彈性聯(lián)軸器運(yùn)用平行或螺旋切槽系統(tǒng)來適應(yīng)各種偏差和精確傳遞扭矩。彈性聯(lián)軸器通常具備良好的性能而且有價(jià)格上的優(yōu)勢(shì),在很多步進(jìn)、伺服系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中,彈性聯(lián)軸器是首選的產(chǎn)品。一體成型的設(shè)計(jì)使彈性聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)了零間隙地傳遞扭矩和無須維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。彈性聯(lián)軸器主要有以下兩個(gè)基本的系列:螺旋槽型和平行槽型。螺旋槽型彈性聯(lián)軸器有一條連續(xù)的多圈的長切槽,這種聯(lián)軸器具有非常優(yōu)良的彈性和很小的軸承負(fù)載。它可以承受各種偏差,最適合用于糾正偏角和軸向偏差,但處理偏心的能力比較差,因?yàn)橐瑫r(shí)將螺旋槽在兩個(gè)不同的方向彎曲,會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)部壓力,從而導(dǎo)致聯(lián)軸器的過早損壞。盡管長的螺旋槽型聯(lián)軸器能在承受各種偏差情況下很容易地彎曲,但在扭力負(fù)載的情況下對(duì)聯(lián)軸器的剛性也有同樣的影響。扭力負(fù)載下過大的回轉(zhuǎn)間隙會(huì)影響聯(lián)軸器的精度并削弱其整體的性能。螺旋槽型彈性聯(lián)軸器是一種比較經(jīng)濟(jì)的選擇,最適合用于低扭矩應(yīng)用中,尤其在聯(lián)接編碼器和其他較輕的儀器中。平行槽型彈性聯(lián)軸器通常有3-5個(gè)切槽,以此來應(yīng)付低扭矩剛性問題。平行槽型考慮到了不減弱承受糾正偏差能力的情況下使切槽變短,短的切槽可以使聯(lián)軸器的扭矩剛性增強(qiáng)并交疊在一起,使它能夠承受相當(dāng)大的扭矩。這種性能使它適用于輕負(fù)荷的應(yīng)用。例如,伺服電機(jī)與滾珠絲桿的聯(lián)接。不過這種性能隨著切槽尺寸的增加,其軸承負(fù)荷也會(huì)加大,但大多數(shù)情況下,都能足夠有效地保護(hù)軸承。增加尺寸意味著增加承受偏心的能力。現(xiàn)在大多數(shù)的彈性聯(lián)軸器都是用鋁合金材質(zhì)做的,廣州鉅人自動(dòng)化設(shè)備有限公司還提供不銹鋼材質(zhì)生產(chǎn)的彈性聯(lián)軸器。不銹鋼彈性聯(lián)軸器除了耐腐蝕外,同時(shí)也增加了扭矩承受能力和剛性,甚至能達(dá)到兩倍于鋁合金制同類產(chǎn)品。然而這種增加的扭矩和剛性在一定程度上會(huì)被增加的質(zhì)量和慣性而抵消。有時(shí)候負(fù)面影響也會(huì)超過其優(yōu)點(diǎn),這樣使用戶不得不去尋找其它形式的聯(lián)軸器?;瑝K聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器是由兩個(gè)軸套和一個(gè)中心滑塊組成。中心滑塊作為一個(gè)傳遞扭矩元件通常由工程塑料制成,特殊情況下可選擇其它材料,比如金屬材料。中心滑塊通過兩邊呈90°相對(duì)分布的卡槽和兩側(cè)的軸套聯(lián)接在一起,從而達(dá)到傳遞扭矩的目的。中心滑塊和軸套之間用微小的壓力進(jìn)行吻合,這種壓力能使聯(lián)軸器在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中具有零間隙運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著使用時(shí)間增長,滑塊可能會(huì)因受到磨損而失去無反沖的功能,但中心滑塊并不貴,也很容易更換,更換后仍能發(fā)揮其原有的性能?;瑝K聯(lián)軸器常用于一般常用電機(jī),個(gè)別的場(chǎng)合也可以用來聯(lián)接伺服電機(jī),在使用過程中通過中心滑塊的滑動(dòng)來糾正相對(duì)位移。因?yàn)榈挚瓜鄬?duì)位移的是滑塊與軸套之間的摩擦力,因此它們之間的軸承負(fù)荷不會(huì)因?yàn)橄鄬?duì)位移的增加而加大。滑塊聯(lián)軸器不像其它的聯(lián)軸器,它沒有能像彈簧一樣工作的彈性元件,因此不會(huì)因?yàn)檩S間的相對(duì)位移的增加而使軸承負(fù)荷加大。不管如何,這種系列的聯(lián)軸器比較物超所值,能選擇不同材料的滑塊是這種聯(lián)軸器的最大優(yōu)勢(shì)。
    廣州鉅人自動(dòng)化設(shè)備有限公司可根據(jù)客戶的具體要求提供多種原材料中心滑塊的選擇來適應(yīng)不同的應(yīng)用。一般來說,一類材質(zhì)適用于零間隙、高扭矩剛性和大扭矩的情況下,另一類材質(zhì)適用于低精度定位、無需零間隙、但具有吸收震動(dòng)和減小噪音的功能。非金屬滑塊還具有極佳的電氣絕緣作用,可以充當(dāng)機(jī)械保險(xiǎn)絲來用。當(dāng)工程塑料的滑塊損壞后,傳遞作用將被完全終止,從而達(dá)到保護(hù)貴重的機(jī)械零件。這種設(shè)計(jì)適用于大的平行相對(duì)位移?;瑝K聯(lián)軸器分體的三部分設(shè)計(jì),限制了它補(bǔ)償軸向偏差的能力,比如不能用在推拉式應(yīng)用中。同時(shí),因?yàn)橹行幕瑝K是浮動(dòng)的,兩軸運(yùn)動(dòng)必須保證滑塊不會(huì)脫落。梅花聯(lián)軸器梅花聯(lián)軸器主要有兩種類型,一種是傳統(tǒng)的直爪型的,另一種是曲面(內(nèi)凹)爪型的零間隙聯(lián)軸器。傳統(tǒng)的直爪型梅花聯(lián)軸器不適合用在精度很高的伺服傳動(dòng)應(yīng)用中。零間隙爪型梅花聯(lián)軸器是在直爪型的基礎(chǔ)上演變而來的,但不同的是其設(shè)計(jì)能適合伺服系統(tǒng)的應(yīng)用,常用于聯(lián)接伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲桿。曲面是為了減少彈性梅花間隔體的變形和限制高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向心力對(duì)它的影響。零間隙爪型聯(lián)軸器由兩個(gè)金屬軸套(通常采用鋁合金材質(zhì),也可以提供不銹鋼材質(zhì))和一個(gè)梅花彈性間隔體結(jié)合而成。梅花彈性間隔體有多個(gè)葉片分支,像滑塊聯(lián)軸器一樣,它也是通過壓擠來使梅花彈性間隔體和兩邊的軸套吻合,并以此保證了其零間隙性能。與滑塊聯(lián)軸器不同的是,梅花聯(lián)軸器是通過壓擠傳動(dòng)的而滑塊聯(lián)軸器是通過剪力傳動(dòng)的。在使用零間隙爪型聯(lián)軸器時(shí),使用者一定要注意不能超過生產(chǎn)商給出的彈性元件的最大承受能力(保證零間隙的前提下),否則梅花彈性間隔體將會(huì)被壓扁變形失去彈性,預(yù)加負(fù)荷消失,導(dǎo)致失去零間隙的性能,還可能在發(fā)生嚴(yán)重的問題后使用者才會(huì)發(fā)現(xiàn)。梅花聯(lián)軸器具有很好的平衡性能和適用于高轉(zhuǎn)速應(yīng)用(最高轉(zhuǎn)速可達(dá)30000轉(zhuǎn)/分鐘),但不能處理很大的偏差,尤其是軸向偏差。較大的偏心和偏角會(huì)產(chǎn)生比其他伺服聯(lián)軸器大的軸承負(fù)荷。另一個(gè)值的關(guān)注的問題是梅花聯(lián)軸器的失效問題。一旦梅花彈性間隔體損壞或失效,扭矩傳遞并不會(huì)中斷,同時(shí)兩軸套的金屬爪嚙合在一起繼續(xù)傳遞扭矩,這很可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問題。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的梅花彈性間隔體材料是本聯(lián)軸器的一大優(yōu)勢(shì),廣州鉅人自動(dòng)化設(shè)備有限公司可提供各種彈性材料的梅花間隔體,不同的硬度和溫度承受力,讓客戶選擇合適的材料滿足實(shí)際應(yīng)用的性能標(biāo)準(zhǔn)。膜片聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器至少由一個(gè)膜片和兩個(gè)軸套組成。膜片被用銷釘緊固在軸套上一般不會(huì)松動(dòng)或引起膜片和軸套之間的反沖。有一些生產(chǎn)商提供兩個(gè)膜片的,也有提供三個(gè)膜片的,中間有一個(gè)或兩個(gè)剛性元件,兩邊再連在軸套上。單膜片聯(lián)軸器和雙膜片聯(lián)軸器的不同之處是處理各種偏差能力的不同,鑒于其需要膜片能復(fù)雜的彎曲,所以單膜片聯(lián)軸器不太適應(yīng)偏心。而雙膜片聯(lián)軸器可以同時(shí)曲向不同的方向,以此來補(bǔ)償偏心。膜片聯(lián)軸器這種特性有點(diǎn)像波紋管聯(lián)軸器,實(shí)際上聯(lián)軸器傳遞扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄,所以當(dāng)相對(duì)位移荷載產(chǎn)生時(shí)它很容易彎曲,因此可以承受高達(dá)1.5度的偏差,同時(shí)在伺服系統(tǒng)中產(chǎn)生較低的軸承負(fù)荷。膜片聯(lián)軸器常用于伺服系統(tǒng)中,膜片具有很好的扭矩剛性,但稍遜于波紋管聯(lián)軸器。另一方面,膜片聯(lián)軸器非常精巧,如果在使用中誤用或沒有正確安裝則很容易損壞。所以保證偏差在聯(lián)軸器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的承受范圍之內(nèi)是非常必要的。選擇適合的聯(lián)軸器是用好聯(lián)軸器的關(guān)鍵一步,在設(shè)計(jì)階段就得考慮選用什么類型的聯(lián)軸器了,廣州鉅人自動(dòng)化設(shè)備有限公司可以為您提供相關(guān)咨詢服務(wù)。波紋管聯(lián)軸器波紋管聯(lián)軸器由兩個(gè)軸套和一個(gè)薄壁金屬管組成,通常它們是由焊接或粘結(jié)的方式連接在一起。盡管很多其它的材料可用,但最常用的還是不銹鋼金屬管材料和鋁合金材質(zhì)軸套。不銹鋼波紋管具有優(yōu)良的剛性、強(qiáng)度,經(jīng)常用液壓整形來制造。加氫重整就是把薄壁管放置在機(jī)器上,利用液壓和特殊的工夾具使其成型。這種波紋管的特點(diǎn)使其成為理想的用在運(yùn)動(dòng)控制中的元件。薄而均勻的金屬管在承受三種軸之間基本的偏差時(shí)而引起負(fù)荷時(shí)可以使其易彎曲,這三種基本偏差為軸向偏差、偏心和偏角。一般情況下波紋管聯(lián)軸器可以承受1°-2°的偏角,0.1mm-0.2mm的偏心和-1.5mm-+0.7mm軸向偏差。波紋管聯(lián)軸器這種薄而均勻的管壁使其產(chǎn)生很低的軸承負(fù)荷,保持旋轉(zhuǎn)各點(diǎn)的恒量,而不像其他聯(lián)軸器那樣破壞循環(huán)的高負(fù)荷點(diǎn)和低負(fù)荷點(diǎn),并且在承受扭矩負(fù)載時(shí)保持剛性。扭矩剛性是決定聯(lián)軸器精準(zhǔn)度的主要因素,剛性越好傳遞的精度越高。在適用于伺服系統(tǒng)應(yīng)用的聯(lián)軸器中,波紋管聯(lián)軸器是剛性最好的,在適應(yīng)高精度和高重復(fù)性應(yīng)用中是最理想的聯(lián)軸器。針對(duì)易腐蝕場(chǎng)合中,廣州鉅人自動(dòng)化設(shè)備有限公司可以提供不銹鋼軸套的波紋管聯(lián)軸器,不過這樣增加了重量從而降低了這種聯(lián)軸器的性能優(yōu)勢(shì)。使用鋁合金軸套的波紋管聯(lián)軸器在實(shí)際應(yīng)用中的低慣性,這在當(dāng)今的迅速反應(yīng)系統(tǒng)中是十分重要的性能。剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器,顧名思義,實(shí)際上是一種扭轉(zhuǎn)剛性的聯(lián)軸器,即使承受負(fù)載時(shí)也無任何回轉(zhuǎn)間隙,即便是有偏差產(chǎn)生負(fù)荷時(shí),剛性聯(lián)軸器還是剛性傳遞扭矩。如果系統(tǒng)中有任何偏差,都會(huì)導(dǎo)致軸、軸承或聯(lián)軸器過早的損壞,也就是說其無法用在高速的環(huán)境下,因?yàn)樗鼰o法補(bǔ)償由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生高溫而產(chǎn)生的軸間相對(duì)位移。當(dāng)然,如果相對(duì)位移能被成功的控制,在伺服系統(tǒng)應(yīng)用中剛性聯(lián)軸器也能發(fā)揮很出色的性能。尤其是小規(guī)格的剛性聯(lián)軸器具有重量輕,超低慣性和高靈敏度的優(yōu)越性能,且在實(shí)際應(yīng)用中,剛性聯(lián)軸器具有免維護(hù),超強(qiáng)抗油以及耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。雖然過去人們不贊成把剛性聯(lián)軸器用在伺服傳動(dòng)中,但近來由于其高扭矩承受力、剛性和零間隙性能,小規(guī)格的鋁合金剛性聯(lián)軸器越來越多地應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中。
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