劉曉剛，雒小龍，董少偉

(陜西長嶺紡織機電科技有限公司，陜西 寶雞 721013)

0 引言

隨著科技的不斷進步，經(jīng)過幾十年技術發(fā)展，國產噴氣織機的性能日益完善、可靠性日趨穩(wěn)定。隨著織機轉速不斷提高，對零部件尤其是傳動部分的核心件即絞邊的性能帶來了更大挑戰(zhàn)。絞邊與織機由聯(lián)軸器連接傳動，寸轄制輪，一旦聯(lián)軸器出現(xiàn)選型或者裝配不當，將嚴重影響織機性能和效率。因此，選擇合適的聯(lián)軸器至關重要。

1 聯(lián)軸器的結構與性能

聯(lián)軸器被廣泛應用在工程機械、船舶、特種車輛、機床試驗機、風力發(fā)電機和紡織機械等領域，用它傳遞動力，不僅在吸收振動和沖擊方面表現(xiàn)出色，而且可以降低機器噪聲。彈性環(huán)聯(lián)軸器彈性體的橡膠部分由多邊形橡膠和鋁制插入物組成，經(jīng)硫化及粘合固牢后，在軸向和徑向通過螺栓將彈性體連接到圓柱形轂和法蘭轂上，實現(xiàn)動力傳遞；其徑向的螺栓連接具有預壓縮結構，使得柔性和動力傳遞在吸收振動和沖擊方面效果很好。

2 聯(lián)軸器傳動部分重要參數(shù)計算

實踐中，一般需要根據(jù)負荷計算轉矩和工作轉速并初步選定聯(lián)軸器型號。電機轉矩與功率的關系式為T=9550P/n，即電機軸端輸出轉矩等于轉子輸出的機械功率除以轉子的機械角速度。其中，T為電機力矩(也稱扭矩)，單位為N·m；P為功率；n為電機轉速。

以齒輪傳動為例，傳動的扭矩計算需先求出傳動比。單機齒輪傳動比：i=n1/n2=D2/D1=z2/z1，即傳動比等于主動齒輪與被動齒輪的轉速比，也等于被動齒輪與主動齒輪的齒數(shù)比。其中，n為轉速，D為分度圓直徑，z為齒數(shù)。多級齒輪傳動，每兩軸之間的傳動比按照單機齒輪傳動比的公式計算，而從第1軸到j軸的總傳動比按照i=(z2/z1)×(z4/z3)×(z6/z5)…(zj/zj-1)=(n1/n2)×(n3/n4)×(n5/n6)…(nj-1/nj)計算。

有了傳動比，扭矩計算就非常簡單，輸出扭矩等于輸入扭矩與傳動比的乘積，這里是指額定功率下的額定扭矩；涉及到正反轉的設備時，還須計算出電機的最大輸出扭矩。從啟動到正常運轉過程中，電機的電磁轉矩是不斷變化的，其中最大值稱為最大轉矩或臨界轉矩，用Mmax表示。最大轉矩是衡量電機短時過載能力的一個重要技術指標，該值越大電機承受機械荷載沖擊能力越大。如果電機在帶負載運行中發(fā)生了短時過載問題，即最大轉矩小于過負載的阻轉矩時，電機便會停轉，發(fā)生“悶車”現(xiàn)象。最大轉矩一般也用額定轉矩的倍數(shù)來表示，最大轉矩Mmax與額定轉矩MN的比值，被稱為異步電動機的過載能力(代號為γ)，一般異步電機的過載能力γ值為1.8～3.0。

3 聯(lián)軸器損壞的主要原因分析

3.1 彈性體橡膠存在質量缺陷

彈性環(huán)聯(lián)軸器由橡膠體、法蘭盤和軸套3部分組成。在保證橡膠彈性體與法蘭盤和軸套配合效果的基礎上，還要考慮其預壓縮系數(shù)。彈性環(huán)聯(lián)軸器橡膠體的質量要求：橡膠表面應無瘤塊、裂紋、缺膠等缺陷；橡膠與金屬粘接處不應有扯離問題、深度超過1.0 mm的壓模痕跡、輕微凹凸和毛刺，不應有深度超過1.5 mm的氣泡；不在此范圍內的橡膠表面缺陷允許修磨1次；在金屬內、外輪表面和金屬件孔內的橡膠應清除干凈，在保證尺寸公差的基礎上保證橡膠與金屬的粘合強度。聯(lián)軸器橡膠彈性環(huán)靜態(tài)扭轉實驗時，在瞬時最大扭矩下，彈性環(huán)的橡膠不應產生裂紋或出現(xiàn)橡膠與金屬扯離問題[1]。以上任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)質量缺陷，如橡膠質量差、斷面有雜質，或橡膠與鋁制品硫化粘合強度低導致金屬部分與橡膠部分扯離，均會導致質量問題甚至發(fā)生安全事故。彈性環(huán)聯(lián)軸器屬于易損件，科學選型和選擇質量好的橡膠體對聯(lián)軸器非常重要。

3.2 安裝精度影響使用壽命

聯(lián)軸器的壽命一定程度上取決于聯(lián)軸器與兩端連接件在垂直和水平方向上的一致性，即安裝時一定要保證軸向同軸，無徑向干涉、轉動不靈活等問題，最好有合適的工裝進行裝配、校正和檢驗。這樣不僅可以排除裝配時人為因素的影響，還能對聯(lián)軸器的制造工藝和選型進行驗證。

4 聯(lián)軸器的選型

4.1 根據(jù)用途和工況等選擇

有水或潮濕環(huán)境可選擇防銹且不易被腐蝕的SUS或樹脂制聯(lián)軸器，這些聯(lián)軸器同時適用于潔凈室環(huán)境；有油環(huán)境可選擇耐油性優(yōu)異的高強度鋁合金聯(lián)軸器；有化學藥品環(huán)境的可選擇抗腐蝕、耐老化的SUS或高強度鋁合金聯(lián)軸器；用于快速、高精度定位的裝置，可選擇金屬膜片式聯(lián)軸器等。

4.2 根據(jù)規(guī)格選擇

根據(jù)所需的外形尺寸、安裝尺寸、扭矩要求、轉速、容許偏心等參數(shù)，選擇合適的聯(lián)軸器[2]。首先，聯(lián)軸器選型必須根據(jù)電機參數(shù)計算出實際扭矩，或用實際負載倒推所需扭矩、轉動慣量等參數(shù)，綜合考慮計算得到的數(shù)據(jù)以及實際安裝尺寸、安裝誤差、沖擊、振動、變形、溫度變化等造成的兩軸線相對偏移、扭轉角、軸向、徑向或角向許用補償及最大允許值等技術參數(shù)和資料，確定初步選取的彈性聯(lián)軸器型號是否滿足軸系扭轉振動的特性要求。聯(lián)軸器許用振動轉矩Tv應大于或等于扭振附加扭矩，校核聯(lián)軸器的瞬時最大轉矩應大于或者等于實際最大轉矩。當以上幾項校核計算不能滿足要求時，應更換另一檔型號的聯(lián)軸器重新進行扭振計算。另外，要選擇有資質、有實力的供應商，保證測試聯(lián)軸器的額定傳遞扭矩、最大扭矩、動態(tài)扭轉剛度和幾百萬次的疲勞強度等參數(shù)真實有效，且達到相關標準要求。

5 聯(lián)軸器的安裝和日常維護

5.1 安裝方法

5.1.1 安裝前準備

雖然聯(lián)軸器允許有一定的軸心偏差，但是超過允許偏差值則會發(fā)生振動，影響聯(lián)軸器的性能甚至對其造成破壞。所以安裝前應對軸進行校準調整，使其軸心偏差在允許值以內。

5.1.2 安裝前確認

安裝前，應測量安裝聯(lián)軸器的電機輸出軸的徑向跳動誤差，以掌握定心的基準值。

5.1.3 安裝

首先，清潔軸表面以及聯(lián)軸器孔內的油脂、粉塵，松開聯(lián)軸器螺栓；其次，將聯(lián)軸器套在軸上，并確認其軸向滑動及徑向旋轉順暢；最后，按照說明調整軸徑插入長度，并用扭力扳手以規(guī)定的扭矩鎖緊聯(lián)軸器。軸插入聯(lián)軸器的長度為產品目錄中記載的主體(轂)的長度，若插入長度過短，可能導致軸的滑移和夾緊部位損壞；若插入長度過長，會因聯(lián)軸器內部的軸干涉導致?lián)p壞。

5.2 聯(lián)軸器的日常檢查維護

在日常維護過程中，除了按規(guī)定對聯(lián)軸器進行清潔和潤滑之外，通常還需檢查：① 聯(lián)軸器本體有無裂紋；② 聯(lián)軸器連接是否緊固牢靠；③ 聯(lián)軸器的鍵連接是否松動或存在滾鍵問題；④ 聯(lián)軸器轉動時是否有徑向圓跳動和端面跳動超差問題；⑤ 聯(lián)軸器潤滑狀況是否良好。

在規(guī)定的參數(shù)范圍內正確使用聯(lián)軸器，是保證其正常運行的前提。未正確使用或者超壽命使用，可能會出現(xiàn)聯(lián)軸器破損、軸打滑、振動、跳動、異響聲等失效模式或故障；可根據(jù)具體使用狀況分析故障原因。

6 聯(lián)軸器的應用效果

目前，CA182型噴氣織機已在湖北、四川、江蘇、陜西等地的多個用戶處使用。隨著織機轉速的提高，作為噴氣織機重要傳動件的絞邊聯(lián)軸器出現(xiàn)了一系列問題。起初認為是聯(lián)軸器批次質量問題，但對聯(lián)軸器進行批次更換和廠家更換都未能解決問題，最后對出現(xiàn)問題的原因進行深入分析，通過科學計算選型以及在裝配工序制定規(guī)范要求和制作工裝，問題得到解決。在更高轉速科學選型前，每10臺織機的絞邊聯(lián)軸器每月平均壞3～4個；經(jīng)更高轉速科學選型后，每50臺6個月平均壞1個聯(lián)軸器，零件質量和產品可靠性大幅提升，維修次數(shù)減少，織造效率提升，備件、維修和人工成本大幅降低。經(jīng)長期試用和整體核算發(fā)現(xiàn)，聯(lián)軸器的科學選型、正確安裝和定期檢查維護是非常有效的，在降低成本、利潤提高方面效果可觀。