为伺服系统选配ktr联轴器是一个复杂的过程,这个过程需要考虑力矩、轴的相对位移、硬度、转速、尺寸等要求。为了保证联轴器的正常运转,这些要求必须非常匹配。在选用联轴器之前,对这些联轴器的性能和应用细节进行详细了解将非常有助于选择合适的联轴器。不同的伺服连轴器存在着其自身的优缺点。本文旨在向伺服联轴器的终端用户介绍不同联轴器的性能,同时指出设计中要考虑的因素以及如何针对不同的应用情况选择合适的联轴器。

这种娄底联轴器一般有两种类型,一种是传统的直爪型的,一种是曲面(内凹)爪型的无背隙联轴器。传统的直爪型的不适合用在精度很高的伺服传动的应用中。无背隙爪型联轴器是在直爪型的基础上演变而来的,但不同的是其设计能适合伺服系统的应用。曲面是为了减少弹性梅花块的变形和限制高速运转时向心力对它的影响。无背隙爪型联轴器由两个金属毂和一个弹性块结合而成。梅花块有多个叶片分支,象十字滑块联轴器一样,它也是通过压挤来使弹性块和两边的毂吻合的并以此保证了其无背隙性能。与十字滑块联轴器不同的是,它是通过压挤传动的,十字滑块联轴器是通过剪力传动的。在使用无背隙爪型联轴器时,使用者一定要注意不能超过生产商给出的弹性元件的最大承受能力(保证无背隙的前提下),否则弹性元件将会被压扁变形失去弹性,预加负荷消失,从而失去无背隙的性能,还可能在发生严重的问题后使用者才会发现。
KTR ROTEX 9 AL-H 92ShA & 98ShA & 64ShD 1a d1Ø=0-11mm 1a d2Ø=0-11mm联轴器所联两轴由于制造误差、装配误差、安装误差、轴受载而产生变形、基座变形、轴承受损、温度变化(热胀、冷缩)、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。一般情况下,两轴相对位移是难以避免的,但不同工况条件下的轴系传动所产生的位移方向,即轴向(x)、径向(y)、角向(α)以及位移量的大小有所不同。只有挠性联轴器才具有补偿两轴相对位移的性能,因此在实际应用中大量选择挠性联轴器。刚性联轴器不具备补偿性能,应用范围受到限制,因此用量很少。角向(α嵛ㄒ唤洗蟮闹嵯荡动宜选用万向联轴器,有轴向窜动,并需控制轴向位移的轴系传动,应选用膜片联轴器;只有对中精度很高的情况下选用刚性联轴器。
ktr联轴器具有很好的平衡性,适用于高转速的应用(最高转速可以达到30000转/分钟)。
波纹管娄底联轴器由两个毂和一个薄壁金属管组成,它们用或焊接或粘结的方式连接在一起。尽管很多其它的材料可用,但不锈钢和镍还是最常用的金属管材料。镍管是用电沉积法完成的。这种方法首先要机加工固体的芯棒,使其成波纹形,利用电镀镍在芯棒上,然后芯棒被化学溶解,从而得到镍的波纹管。这种方法能控制波纹管壁厚的精度,并能得到比其他方法制作的波纹管更薄的壁厚。这种薄壁波纹管使联轴器具有高敏感性和反应迅速,使它成为理想的用于极小且精密的仪器应用中。不过较薄的管壁也会减少其扭矩传递能力,使其在实际应用中有很大的局限性。
具有很好的平衡性能和适用于高转速应用(最大可达40000转/分钟),但不能处理很大的相对位移,尤其是轴向的。较大的平行和角向位移会产生比其他伺服KTR ROTEX 9 AL-H 92ShA & 98ShA & 64ShD 1a d1Ø=0-11mm 1a d2Ø=0-11mm联轴器大的轴承负荷。另一个值的关注的问题是爪型联轴器的失效。一旦弹性梅花块损坏或失效,力矩传递并不会中断,同时两毂的金属爪啮合在一起继续传递扭矩,这很可能会导致系统出现问题。根据实际应用选择合适的弹性梅花块原料是本联轴器的一大优势,生产商提供各种弹性材料的梅花块,不同的硬度和温度承受力,让客户选择合适的材料满足实际应用的性能标准。
这种联轴器,仅能适用于小于1°的角向相对位移和小于0.01'的轴向位移和不高于转速为4000转/分钟的情况下使用。度数大的角向位移可使其失去匀速特性。分体的三部分设计,限制了它处理轴向位移的能力,比如不可用在推拉式应用中。同时,因为中心滑块是浮动的,两轴运动必须保证滑块不会脱落。
不锈钢波纹管比镍金波纹管更具有刚性、强度,经常用液压整形来制造。加氢重整就是把薄壁管放置在机器上,利用液压和特殊的工夹具使其成型。这种波纹管联轴器的特点使其成为理想的用在运动控制中的零件。薄而均匀的管子在承受三种轴之间基本的偏差时而引起负荷时可以使其易弯曲,这三种基本偏差为轴向、平行和角向。一般情况下,可以承受1°-2°的角向偏差,0.01'-0.02'的平行偏差和轴向偏差。这种薄而均匀的管壁使其产生很低的轴承负荷,保持旋转各点的恒量,没有象其他联轴器那样破坏循环的高负荷点和低负荷点,且在承受扭力负载时保持刚性。扭矩刚性是决定联轴器精准度的主要因素,刚度越好传递的精度越高。在伺服联轴器中,波纹管联轴器是刚性最好的,在适应高精度和高重复性应用中是最理想的联轴器。针对易腐蚀环境中,有的厂商提供不锈钢毂的联轴器,这样增加了质量降低了这种联轴器的性能优势。使用铝毂的波纹管联轴器在实际应用中的低惯性,这在当今的迅速反应系统中是十分重要的性能。一些波纹管联轴器的生产商为平衡他们的联轴器,作为标准提供其应用在高转速的应用中(10,000转/分钟)
虽然原始设备制造商最初都支撑需要润滑的齿式联轴器,但原始设备制造商现在已开始规划并支撑膜片联轴器,以替换齿式联轴器。在当今的涡轮机械中,超越95%的新应用领域都选用膜片挠性元件联轴器。
螺旋槽型联轴器是一种经济的选择,最适合用于低扭矩应用中,尤其在连接编码器和其他较轻的仪器中。
通常只能运用火把进行加热。即使是非常小心,挠性膜片联轴器也可能会因部分受热而损坏。另外,挠性元件还非常类似于散热器的散热片,从轮毂的中心向外分散热量。为了解决这一问题,北京通联弗莱科技有限公司工程师推出了一种独特的规划,用液压法拆开带有键的轮毂。加工一些环形凹槽,放入轮毂内径,让端口衔接至轮毂桶的端部。经过向端口施以500-1500磅/平方英寸的油压,轮毂就会“弹离”联轴器轴,就像无键型液压安装法相同。这种针对带有键的轮毂的改装规划在那些不想运用火把来拆开轮毂的精精粹厂中得到了广泛应用。
刚性联轴器,顾名思义,实际上是一种扭转刚性的联轴器,即使承受负载时也无任何回转间隙,即便是有偏差产生负荷时,刚性联轴器还是刚性传递力矩。如果系统中有任何偏差,则会导致轴、轴承或联轴器过早的损坏,也就是说其无法用在高速的环境下,因为它无法补偿由于高速运转产生高温而产生的轴间相对位移。当然,如果相对位移能被成功的控制,在伺服系统应用中刚性联轴器也会发挥很出色的性能。尽管过去人们不赞成把刚性联轴器用在伺服传动中,但近来由于其高扭矩承受力、刚性和无背隙性能,小规格的铝制刚性联轴器日益多的应用在运动控制领域中。
膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移,是一种高性能的金属弹性元件挠性膜片联轴器,不用润滑,结构较紧凑,强度高,使用寿命长,无旋转间隙,不受温度和油污影响,具有耐酸、耐碱、防腐蚀的特点,适用于高温、高速、有腐蚀介质工况环境的轴系传动,广泛用于各种机械装置的轴系传动,如水泵(尤其是大功率、化工泵)、风机、压缩机、液压机械、石油机械、印刷机械、纺织机械、化工机械、矿山机械、冶金机械、航空(直升飞机)、舰艇高速动力传动系统,经动平衡后应用于高速传动轴系已比较普遍。
在伺服应用中,选择合适的联轴器可能是一件令人困惑的事情,本文将从正反两方面对不同联轴器的技术指标进行阐述。