【壓縮機網(wǎng)】引言

　　金屬撓性聯(lián)軸器用來(lái)聯(lián)接不同主、從動(dòng)機，將主動(dòng)機的動(dòng)力和轉速傳遞給從動(dòng)機的同時(shí)，通過(guò)金屬撓性元件的彈性變形來(lái)吸收機組的軸向、角向、徑向不對中，具有結構簡(jiǎn)單、重量輕、附加彎矩小、免維護、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于由燃氣輪機、蒸汽輪機等驅動(dòng)的高速大功率透平壓縮機組和發(fā)電機組以及各種石化流程泵。

　　聯(lián)軸器中常見(jiàn)的過(guò)載保護結構有剪切銷(xiāo)式、“燕尾槽”式和液壓式，本文主要討論這三種過(guò)載保護結構的優(yōu)缺點(diǎn)以及適應的場(chǎng)合。

　　1、剪切銷(xiāo)式過(guò)載保護結構

　　剪切銷(xiāo)式過(guò)載保護結構如圖1所示。

　　剪切銷(xiāo)式過(guò)載保護結構由一定數量的剪切銷(xiāo)均布在特定分度圓上。剪切銷(xiāo)的中間設計有剪切槽，當機組發(fā)生過(guò)載時(shí)，剪切銷(xiāo)會(huì )在剪切槽的位置發(fā)生斷裂，使主、從動(dòng)機脫開(kāi)，阻斷過(guò)載力矩的傳遞，從而起到保護機組的作用。

　　剪切槽直徑的計算公式如下[1]：

　　式中：    為剪切銷(xiāo)承受的極限扭矩；

　　為剪切銷(xiāo)分布圓半徑；

　　為剪切銷(xiāo)數量；

　　為剪切銷(xiāo)材料的抗剪強度，一般取      為材料的實(shí)測抗拉強度。

　　剪斷后的剪切銷(xiāo)如圖2所示。

　　2、“燕尾槽”式過(guò)載保護結構

　　“燕尾槽”式過(guò)載保護結構如圖3所示。

　　“燕尾槽”式過(guò)載保護結構零件上設計有一條“燕尾”形剪切槽，當機組發(fā)生過(guò)載時(shí)，零件會(huì )在剪切槽的位置發(fā)生斷裂。

　　“燕尾槽”一般采用有限元計算“燕尾槽”處的當量應力 ,     ， 為材料的實(shí)測抗拉強度?！把辔膊邸睉τ嬎阍茍D如圖4所示，剪斷后如圖5所示。

　　3、液壓式過(guò)載保護結構

　　液壓式過(guò)載保護結構如下圖6所示。

　　液壓式過(guò)載保護結構通過(guò)在封閉腔體內注入壓力油，在結合面上形成一定的壓力，然后通過(guò)結合面的摩擦力來(lái)傳遞扭矩，傳遞扭矩能力的大小和注油壓力有關(guān)，如圖7所示。過(guò)載后通過(guò)剪斷安全管釋放壓力（如圖8所示），從而實(shí)現保護功能。

　　 

       4、三種過(guò)載保護裝置優(yōu)缺點(diǎn)對比

　　通過(guò)不同過(guò)載保護結構的工作原理可以看出：

　?。?）剪切銷(xiāo)式過(guò)載保護結構結構簡(jiǎn)單，成本低，在機組發(fā)生過(guò)載后，只需要更換剪切銷(xiāo)，就可以再次運行；通過(guò)增加或減少剪切銷(xiāo)的數量，即可實(shí)現不同扭矩下的過(guò)載保護功能。但由于過(guò)載保護功能是通過(guò)多個(gè)剪切銷(xiāo)共同實(shí)現，存在尺寸一致性、載荷均勻性問(wèn)題，當機組工況不穩定，可能存在剪切銷(xiāo)在并未達到過(guò)載扭矩前出現疲勞失效的風(fēng)險。因此，剪切銷(xiāo)式過(guò)載保護結構一般要求過(guò)載扭矩距離工作扭矩要有2.5倍以上的安全距離。

　　另外，剪切銷(xiāo)與孔采用精密配合，當機組轉子很大時(shí)，用來(lái)安裝剪切銷(xiāo)的傳扭孔對齊困難，導致更換剪切銷(xiāo)比較麻煩。

　?。?）“燕尾槽”式過(guò)載保護結構相對于剪切銷(xiāo)結構，精度高，抗疲勞性能好，但在機組發(fā)生過(guò)載后，需更換帶“燕尾槽”結構的零件，成本相對較高。當機組轉子很大時(shí)，也存在更換困難的情況。

　?。?）液壓式過(guò)載保護結構不存在疲勞問(wèn)題，過(guò)載扭矩可以通過(guò)注入不同的油壓來(lái)控制；在機組發(fā)生過(guò)載后，只需要更換安全管，重新注入壓力就可以再次運行；安全管與剪切口無(wú)精度配合要求，更換方便。但由于自身結構比較復雜，采購成本非常高，并且對安裝過(guò)程有一定的技術(shù)要求。

　　5、結論

　　聯(lián)軸器的過(guò)載保護功能均需要通過(guò)試驗進(jìn)行標定，通過(guò)以上對比分析，結合成本考慮，在工程應用時(shí)可按表1進(jìn)行選用，但需要結合轉子動(dòng)力學(xué)和安裝空間要求。

　　參考文獻

　　[1]中國機械設計大典. 江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

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