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撓性聯(lián)軸器如何克服振動(dòng)這個(gè)難題 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是能量傳輸工程最可怕的噩夢(mèng)。工業(yè)領(lǐng)域中，它會(huì)引起飛機(jī)墜毀、汽車拋錨和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見的失效。它由扭矩中幾乎不可預(yù)知的脈沖引起，這對(duì)內(nèi)燃機(jī)來說是固有的。每次點(diǎn)燃被壓縮的燃料和空氣混合物時(shí)，它迅速膨脹，驅(qū)動(dòng)活塞在它的做功沖程內(nèi)落到汽缸上。每個(gè)做功沖程在扭矩內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)脈沖或峰值，那將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)軸難以察覺的扭曲。 人們可能會(huì)認(rèn)為，像鋼驅(qū)動(dòng)軸一樣堅(jiān)固的東西不會(huì)明顯扭曲，但施加力時(shí)，任何一片金屬都會(huì)彎曲，當(dāng)大量能量產(chǎn)生時(shí)，含有的能量可能是巨大的。另外，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響會(huì)被系統(tǒng)中另一種可怕的東西擴(kuò)大，即一個(gè)相關(guān)的現(xiàn)象稱作扭轉(zhuǎn)共振。 假如我們考慮柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵送系統(tǒng)，每一個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都存在固有的共振，有點(diǎn)像振鈴的聲音或振動(dòng)吉他的聲音。如果這一扭轉(zhuǎn)共振與泵的固有頻率一致，那么后果是災(zāi)難性的或者說，至少，也會(huì)大大縮短系統(tǒng)的使用壽命，迫使采取更高程度的保養(yǎng)。 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)簡(jiǎn)陋的設(shè)備來說是不可觀察的，因?yàn)轵?qū)動(dòng)軸的扭曲振動(dòng)與穩(wěn)定的平均旋轉(zhuǎn)速率是重疊的。曾擔(dān)任MIT（麻省理工學(xué)院）機(jī)械工程系領(lǐng)導(dǎo)的Edward Miller教授進(jìn)行了一項(xiàng)觀察，發(fā)現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的剪切破壞力。在柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的原始試驗(yàn)中，他提到，連接發(fā)動(dòng)機(jī)與泵的轉(zhuǎn)軸在完全失效之前，開始發(fā)“櫻桃紅”色的光。破壞性能量的現(xiàn)象數(shù)量?jī)H僅是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的后果，那時(shí)，直到失效發(fā)生，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)才可以真實(shí)可見。 工程學(xué)知識(shí)已大大向前發(fā)展，自從那時(shí)，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)不再像以前那樣神秘。制造商可以提供每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)扭轉(zhuǎn)共振的詳細(xì)資料，設(shè)計(jì)工程師可以確保系統(tǒng)中扭轉(zhuǎn)振動(dòng)水平處于允許范圍之內(nèi)。新型解決方案是在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和泵軸之間安裝一個(gè)撓性或扭轉(zhuǎn)柔性的聯(lián)軸器，將發(fā)動(dòng)機(jī)的諧波與其與系統(tǒng)隔離。通常用作此目的的撓性聯(lián)軸器有兩種類型，一種是壓縮橡膠聯(lián)軸器，另一種是內(nèi)剪切橡膠聯(lián)軸器。 壓縮橡膠聯(lián)軸器的分解圖顯示出其結(jié)構(gòu)和安裝在金屬葉片間的橡膠塊Croset的發(fā)明基本原理與那時(shí)候本質(zhì)上是一致的，或許可能僅僅是更精細(xì)了一點(diǎn)。本質(zhì)上來講，兩個(gè)圓的金屬部件用外觀像明輪汽船槳葉、從外邊向內(nèi)凸出而從里邊向外凸出的東西連接在一起。橡膠片放在葉片之間的空隙內(nèi)，當(dāng)外部部件被發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它通過此橡膠塊驅(qū)動(dòng)內(nèi)部部件。如此一來，橡膠被壓縮，因此產(chǎn)生了這個(gè)詞“內(nèi)壓橡膠”。 壓縮橡膠聯(lián)軸器，通常用在泵送系統(tǒng)中解決和防止問題的發(fā)生。萬向節(jié)聯(lián)軸器，用于泵和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有偏差的場(chǎng)合 當(dāng)橡膠被壓縮時(shí)，它表現(xiàn)得就像一種可壓縮的流體，比可選擇的橡膠內(nèi)剪切技術(shù)或拉緊技術(shù)本更堅(jiān)固。在這里，橡膠中最輕微的刮痕都可能導(dǎo)致災(zāi)難性的撕裂和徹底的連接失效。RHC的壓縮橡膠聯(lián)軸器本質(zhì)上是具有失效保護(hù)性能的，因?yàn)榧词棺畈豢赡艿那闆r發(fā)生（像膠片汽化），堅(jiān)固的金屬葉片將參與提供驅(qū)動(dòng)力。在可能的情況下，高振動(dòng)載荷可能切斷火撕裂橡膠片。這時(shí)，聯(lián)軸器將繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，效率只有很少損耗。在許多應(yīng)用中，例如消防，泵的失效無法選擇，壓縮橡膠聯(lián)軸器由于它們的失效保護(hù)特性通常被指定應(yīng)用于此。
壓縮橡膠聯(lián)軸器還是免保養(yǎng)的，不需要潤(rùn)滑或任何形式的調(diào)整，這就是說在泵的所有應(yīng)用中，它具有最低的生命周期成本。這種聯(lián)軸器中起作用的僅僅是橡膠片，大多數(shù)情況下，橡膠片有超過10年的使用壽命。壓縮橡膠聯(lián)軸器還非常耐用，特別適用于條件更惡劣的應(yīng)用領(lǐng)域，比如大的顆粒砂石或沙粒的泵松。惡劣應(yīng)用環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的振動(dòng)，聯(lián)軸器中的橡膠片可減弱振動(dòng)載荷，減小動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)扭矩。 安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和離心泵之間的壓縮橡膠聯(lián)軸器 撓性聯(lián)軸器還用來承受不同程度的偏差。對(duì)于離合器殼中的應(yīng)用，聯(lián)軸器必須承受由于制造公差導(dǎo)致的少量偏差。然而，對(duì)于不需支撐的應(yīng)用，偏差程度取決于泵到發(fā)動(dòng)機(jī)的校準(zhǔn)精確度。相當(dāng)常見的是，泵和發(fā)動(dòng)機(jī)牢固的安裝在一個(gè)防震底座上，有點(diǎn)像汽車的懸架系統(tǒng)，不同的偏差取決于底座上的移動(dòng)量。這些程度的偏差可以通過使用兩個(gè)撓性聯(lián)軸器和它們之間的一根軸來調(diào)節(jié)。如此一來，當(dāng)泵和發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，軸可以進(jìn)行鉸接。
每一個(gè)泵送系統(tǒng)都是不同的，但對(duì)它們來說共通的是安全運(yùn)行、可靠性和最低可能保養(yǎng)成本的需求。壓縮橡膠聯(lián)軸器滿足所有的挑戰(zhàn)，出現(xiàn)在全世界的泵送應(yīng)用中。既然每一個(gè)系統(tǒng)都是獨(dú)特的，RHC的工程師在提出正確的連接解決方案之前使用他們自己的軟件分析系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能。 |
