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            疊片式聯軸器和膜盤式聯軸器有何差別?


                     創明疊片式和膜盤式都屬于全金屬撓性聯軸器,它們具有很多相似之處,比如都是依靠金屬的彎曲來適應各類不對中,都具有免維護和長壽命的特性,但疊片式和膜盤式聯軸器工作的原理并不相同,產品的優勢也各有特長。

            在渦輪透平設備上,在大多數情況下兩類產品均可選用并長期可靠的運轉,但是針對不同的機組,有時選取這個比另外一個可能更有優勢。兩類全金屬撓性元件聯軸器都實現了傳遞扭矩和補償的功能,但是聯軸器實現的方式是不同的:


                   疊片式聯軸器:是通過聯軸器片組上撓性元件(相鄰螺栓之間)的彎曲實現功能,該撓性元件固定在相對的法蘭上(圖1和2)。制造商通過優化撓性元件的設計,以實現特定直徑膜片下產生截然不同的扭矩容量和彎曲特性。

            在疊片聯軸器中,各個膜片(疊片的組成基本元件)越薄則柔性越好,同等直徑下實現更大的補償能力;越厚則剛度越大,同等直徑下可以傳遞更大的扭矩。在同等直徑下,螺栓數量多可以傳遞更大的扭矩,但是彎曲部分的弦長短補償能力就會下降,為了實現較佳的特性,如何優化設計這些結構和形狀是制造商的區別之一。由于膜片是裝在一起,因此疊片聯軸器不容易突然失效,一般是從外部開始逐步滲透到內部,從而使得聯軸器可以不短期內就失效,以便設備及時停車或檢測到故障


                   膜盤式聯軸器:盡管膜盤的結構和樣式有很多種,但是扭矩傳遞的原理是相同的:它是通過整體設計的柔性膜盤元件,將扭矩從外徑傳遞到內徑。在同等的直徑下,制造商可以不斷優化厚度及形面的設計,以實現扭矩能力和補償能力的較佳匹配。

            由于膜盤式聯軸器的結構非常簡潔,從而使得其在高速下運轉的風阻很低(一般只有高速聯軸器的防護罩設計需要考慮這些細節),內部空氣以較低的表面速度摩擦,通常由于切削罩內的空氣而導致溫度的提升。另外,大型的燃氣輪機和蒸汽輪機場合,由于膜盤聯軸器的撓性元件可以直接用螺栓固定在渦輪法蘭上,撓性元件非常接近渦輪軸承,得到相對于軸承的較好重心位置。經過工程師精心設計的膜盤元件可以實現很大的軸向補償能力,部分制造商可以單個膜盤元件實現了+/-15毫米的變形能力;當必要時可以串聯多個特殊形面的膜盤,以實現大額的變形能力,因此膜盤更適合熱漲量比較大或極端不對中的渦輪機組應用。


                   共同特性:在這兩種類型聯軸器中,全金屬的撓性元件(膜片和膜盤)都是聯軸器的核心部件。這些元件由高強度不銹鋼或高強度合金鋼制成,必要時進行特殊的防腐或涂層處理,以減少或消除由于單個膜片在工作中的相對運動而引起的微動磨損。




            什么時候選取膜盤式聯軸器,什么時候用疊片式聯軸器?


                  創明:在通用設備的低速應用中,由于經濟性需求是第一要素,一般采用通用的疊片聯軸器。而高性能的疊片/膜盤式聯軸器通常適用于各種特殊用途的場合。 


                   在高速運轉的離心機組上,通常要求使用低彎矩的聯軸器(疊片聯軸器可以設計為倒置的形式,可以使片組的位置也就是部件重心更靠近支撐軸承),因此壓縮機的制造商一般傾向于在高速齒輪與壓縮機之間采用疊片聯軸器;疊片聯軸器也允許使用較粗的軸,因此在低彎矩設計方面要優于膜盤式聯軸器。另外,在特定的扭矩值下,疊片聯軸器由于可以采用多種設計方案而獲得更輕的重量,并且對所連設備產生的作用力也小于膜盤式聯軸器。 


                   驅動渦輪機制造商(蒸汽渦輪和燃氣渦輪)一般傾向于采用膜盤式聯軸器。  渦輪機轉子通常設計有一個帶法蘭接口,以便直接用螺栓連接到膜盤式聯軸器或剛性聯軸器。此外,膜盤式聯軸器適合在軸向或角向偏移較大時穩定運轉,這就比較適用于渦輪機組軸向位置變化比較大的場合。另外在同步電機啟動時存在周期性扭轉振動的場合,膜盤式聯軸器的抗疲勞特性有時也優于疊片聯軸器。


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