聯軸器是一種机械零件,可以連接二個不同機器的軸,在傳動過程中一起旋轉。一般來說在聯軸器運作過程中,二個軸不會脫開,不過有些有扭力限制功能的聯軸器,在扭力過大時會使二軸有速度差,甚至脫開的功能。在加工车间和工厂内,也被广泛称为“靠背轮”。
聯軸器的主要用途是結合二個旋轉件,在一定程度的軸向、角度偏差或端面位移時仍能正常的運作。若妥善的選擇、安裝及維護聯軸器,可以減少大量的維修費用及停機時間[1]。
在機器中安裝聯軸器有許多不同的目的,最常見的目的如下:
剛性聯軸器的好處是可以精確的傳遞扭矩,不過對於二個軸的同心度要求非常高,也就是說要求二個轉軸要在同一直線上,若同心度偏差過大,不但影響聯軸器的性能,甚至可能影響其壽命。剛性聯軸器可分為以下幾類:
撓性聯軸器允許在有軸向、徑向或角度偏差時傳遞力矩,舉例如下:
十字滑塊聯軸器(Oldham coupling)是一種聯軸器,可以連接二個平行的軸。十字滑塊聯軸器是1821年愛爾蘭的工程師约翰·奥尔德姆(英语:John Oldham (engineer))為了解決径向直叶风扇轮(英语:paddle steamer)的設計問題而發明的。十字滑塊聯軸器由三個圓盤組成,一個接輸入軸,一個接輸出軸,中間的圓盤則利用舌榫接合(英语:tongue and groove)的方式和兩個圓盤相連接。連接輸入端的舌榫和連接輸出端的舌榫互相垂直,中間的圓盤會繞著其圓心旋轉,速度和輸入軸及輸出軸相同。中間圓盤圓心的軌跡為圓形,以輸入軸和輸出軸之間的中間為圓心。一般而言十字滑塊聯軸器會配合彈簧以減少機構中的背隙。十字滑塊聯軸器也可以用二個萬向接頭代替,但十字滑塊聯軸器的體積比兩個萬向接頭要小。
扭力限制聯軸器可以保護系統,避免出現過大的扭力。
以下為機械式(滾珠板簧結構)扭力限制聯軸器的特性說明:
市面上的機械滾珠式扭力限制聯軸器 主要有兩種復歸型式:「自動復歸」與「手動復歸」[11]。常見應用於機械設備,如橡塑膠押出機、破碎機及高精密級 CNC 加工中心機等。
• 透過「滾珠」定位在定位溝裡走滾動。
• 利用「板簧、蝶型彈片」,而非彈簧 - 增加其使用及維持力量之壽命。
注意: 扭力限制器皆須配合安裝近接開關做檢知。
一般而言,好的聯軸器需符合以下的條件:
在安裝連軸器時,一般會建議配合製造商的目標中心點偏移值,使機器維持在一個非零的偏移值,其目的是使得當實際運轉時,因著溫度的變化使著偏移值維持在一個理想的範圍內。
軸心偏移可以利用针盘量规(dial gauge)或测隙规(feeler gage)來量測。不過在量測時要考慮支架的凹陷及視差的影響。
軸心偏移的校正可以使用雷射軸心校正,精準度很高。
聯軸器的保養一般比較簡單,檢查項目如下:
不過即使聯軸器有定期保養,還是有可能損壞,以下即為在定期保養下,聯軸器損壞的原因:
若要提昇聯軸器的壽命,就需要在更換下一個聯軸器之前,先了解其造成其損壞的原因,以下是一些聯軸器異常時,可能會出現的情形:
聯軸器一般在出廠前就會作轉動平衡校正,不過偶爾會在使用中會出現大幅的平衡偏差。聯軸器的轉動平衡校正非常困難及昂貴,一般只有在運轉公差要求很高時,才有必要進行平衡校正。系統可允許的聯軸器不平衡程度和聯接的機器特性有關,可以用詳細的分析或是經驗得知。
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