JB/T 7511-1994 机械式联轴器选用计算

中华人民共和国机械行业标准JB/T7511-94机械式联轴器选用计算1主题内容与适用范围本标准规定∫选用机械式联轴器(简称联轴器)的计算方法,以及选用计算时有关系数。本标准适用于刚性联轴器、挠性联轴器和弹性联轴器的选用计算。2引用标准GB3931机械式联轴器名词术语3术语3.1挠性联轴器传递转矩过程中主、从动端无相对滑动且对两端中心的偏移具有补偿性能的联轴器3.2交变疲劳转矩Tk长期周期性循环变动的转矩。3.3主动端冲击转矩T主动端在起动或变速时产生的瞬时最大转矩。3.4从动端冲击转矩Ts从动端在载荷变化或制动时产生的瞬时最大转矩35主动端激振转矩T主动端产生周期性振幅时的转矩3.6从动端激振转矩T1;从动端产生周期性振幅时的转矩3.7动力机系数K由于动力机类别不同而引起的附加载荷系数。3.8起动系数Kz由于起动频率而引起的附加载荷系数。3.9温度系数Kt考虑在温度影响下非金属弹性元件材料的强度降低系数。3.10颗率系数K由于交变疲劳转矩频率的影响系数3.11放大系数K在振动系统中采用弹性联轴器时,考虑激振转矩增大的系数。3.12主动端冲击系数KA主动端冲击转矩所产生的增大系数3.13从动端冲击系数K1s从动端冲击转矩所产生的增大系数中华人民共和国机械工业部1994-10-25批准1995-10-01实施JB/T7511-943.14主动端的转动惯量JA主动端与联轴器转速有关的所具有的转动惯量总和。3.15从动端的转动惯量几从动端与联轴器转速有关的所具有的转动惯量总和3.16主动端质量系数KA主动端在冲击和激振时转动惯量分布影响系数。3.17从动端质量系数KL从动端在冲击和激振时转动惯量分布影响系数4联轴器选用计算4.1联轴器的转矩联轴器的主参数是公称转矩Tn,联轴器其他转矩按GB3931的规定。选用时各转矩间应符合以下关系:(1)式中:T-理论转矩,N·m;Tc-计算转矩,N·mT公称转矩,N·m;[T]—一许用转矩,N·m;[Tmx」-—许用最大转矩,N·m;T最大转矩,N·m。4.2联轴器的理论转矩计算联轴器的理论转矩是由功率和工作转速计算而得,即T=9550中自自血4着·q专(2)中;Pw-驱动功率,kW;n--…工作转速,r/min43联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩是由理论转矩和动力桃系数、工况系数及其他有关系数计算而得,即IC=TKwkKzK式中:K动力机系数(见表1);K—工况系数(见表3)Kz—起动系数(见表4);K,温度系数(见表5)。4.4挠性或弹性联轴器计算当需要减振、缓冲、改善传动系统对中性能时,应选用挠性或弹性联轴器,且机组系统中联轴器为唯弹性部件,主、从动机可简化为两个质量系统,此时可采用以下计算,其他情况则需引入振动计算44.1均匀载荷时由式(2)计算得理论转矩T,在各种不同工作温度情况下,动力机计算转矩TAc(主动端)不得小于丁作机计算转矩Tc(从动端),即TAc s TLcK…(4)式中:Tc-动力机计算转矩,N·m;Ts工作机计算转矩,N·m;K-温度系数(见表5)B/T7511-944.4.2冲击载荷时在各种不问τ作温度和频繁的冲击载荷情况下,弹性联轴器的最大转矩Tnx不得小作中的冲击转矩Ts,即a.主动端的冲击Amax T'AsKAjKAsK,K(5)b.从动端的冲击TLmx≥T1.K1F1sKKz两端的冲击Imax >(TAsKAKas+T'K.式中:TA—主动端冲击转矩,N·m;从动端冲击转矩,NKA-主动端质量系数,K7A+JKu从动端质量系数,K1-,十KAs—主动端冲击系数(一般取1.8);KLs-从动端冲击系数(…般取1.8K—温度系数(见表5);Kz—起动系数(见表4)。以上计算适用于各种无扭转间隙联轴器。对于存在扭转间隙的联轴器,还需考虑由于振动、冲击而产生的过载因素。4.43周期性交变载荷时44.3.1迅速通过共振区在工作转速内很快通过共振区时,仅出现较小的共振蜂值。因此,在共振时的交变转矩可与联轴器的最大转矩相比较。a.主动端激振≥ TAKAKKK,K(8)b.从动端激振T·mx≥T,k1 kyrk(9)式中:TA-主动端激振转矩,N·m;TL-从动端激振转矩,N·m;kv一共振系数,K≈2xp-相对阻尼,=A个振动周期内的阻尼功A.一个振动周期内的弹性变形功。4.4.3.2有持续交变转矩在上作频率以内,该交变转矩必须与联轴器的交变疲劳转矩Tk相比较主动端的激振1AK≥ TAKAK,K,K……………∷…(10)b.从动端的激振7Lk≥';ktK、KK(1)式中:TAK—主动端交变疲劳转矩,N·m:JB/T7511-94Tk---从动端交变疲劳转矩,N·m;主动端激振转矩,N·m;T1-从动端激振转矩,N·m;K;——频率系数:f(Hz)≤10,Kt=1:f(Hz)>10,K+()2K放大系数,K在共振点附近∫≈f时:K,≈在共振点外时;式中转速n—当乐统固有频率∫。与扳动频率∫一致时的共振转速,式屮:i-每转的振动次数f固有频率,若联轴器为唯一弹性时,对于质量系统,可为式中:C—联轴器动态扭转刚度。44.4轴偏移引起的载荷当轴向偏移在联轴器上仅产生静载荷时,径向和角向位移产生交变载荷,此交变载荷与频率系数有关,为此交变转矩应按下列条件:△X之△Xn,K……………………(12)△Y≥△YmK,K………1(13)△ak,K(14)式中:ΔⅩ—一联轴器许用轴向补偿量△Y-一联轴器许用径向补偿量;△α——联轴器许用角向补偿量ΔXmx——轴系最大轴向补偿量;△Ymx轴系最大径向补偿量;△am—轴系最大角向补偿量。轴偏移酊产生的恢复力和转矩,是联轴器轴向刚度Cx、径向刚度Cy和扭转刚度C的函数。这些力和转矩增加了邻近部件(轴、轴)的载荷。轴向恢复力Fx=△Ⅹmnx径向恢复力角度方向恢复力矩T=△a1C式中:Cy—径向动态刚度;x—轴向动态刚度(—角向动态刚度4.4.5选用示例JB/T7511—94例1:动力机为电动机,均匀载荷情况下弹性联轴器选用示例。1.已知动力机参数a,160M型三相交流电动机,功率P=11kW,转速n=1450r/min;b.主动端理论转矩T=9550=95N145072.5Nm;c.转子转动惯量JA=0.0736kg·m2;d.起动次数Z=150次/h;e.环境温度t=40C;f.主动端冲击转矩即起动转矩TA=2TA=145N·m。已知工作机参数B.负载平均转矩T=68N·m;b.负载转动惯量J=0.0883kg·m2。选用带天然橡胶弹性元件联轴器载荷均匀时,计算转矩T应满足式(4)的要求TA≥TK1=68×1.1=75N·m1初选GB4323中TI5型T=125N·m弹性套柱销联轴器,弹性套为天然橡胶最大转矩Tmx=2T=250N·m;半联轴器转动惯量=J2=0015kg·m2;起动系数Kz(由表4查得)-t.3;温度系数K(表5查得)=1.1冲击系数K4s=1.8;质量系数K=J+J-0.0886+0.1033=0.54冲击载荷时主动端的冲击转矩应满足式(5)的要求:TAm≥ TAsKAKASK,K2=14.5×0.54×1.8×1.3×1.1202N·m<250N·n主动端冲击转矩小于弹性联轴器的最大转矩,故安全,可以选用选定联轴器时,还应校核在给定工况条件下许用偏移量例2:动力机为柴油机,周期性交变载荷情况下弹性联轴器迷用示例1.已知动力机参数a4缸四冲程直列式柴油机,功率P=28kW,转速n=1500r/min;b.主动端理论转矩T=950-28=168N,mc·第二谐周期性交变转矩TA=+536N·md.起动次数Z≤60次/h;e.环境温度t=40C;f.发动机转动惯量JA=2.36kg·m2.已知工作机参数a.负载平均转矩T=148N·m;b.负载转动惯量J=1.01kg·m2。3.选用带天然橡胶弹性元件联轴器,载荷均匀时,计算转矩TA应满足式(4)的要求:A≥TLK1=148×1.1=162N4.初选GB4323中TL6型T=250N·m弹性套柱销联轴器,弹性套为天然橡胶最大转矩Tmx=2Tn=500N·m;交变疲劳转矩Tk=±100N·mJB/T7511-94动态扭转刚度C=2900N·m/rad;放大系数K。=6转动惯量/1=0.0294kg:m2;J2=0.00785kg·m2;起动系数(由表4查得)Kz=1温度系数(由表5查得)K,=1.1;质量系数KN=万+J=2.3894+1.0178=029考虑共振转速时应满足式(8)的要求:TAmx≥TA2kA1Kk·K,=536X0.298×6×1×1.11055N:m由以上计算叮见,初选TL6型联轴器偏小,应选取人两规格的TL8型,Tn=710N·m,其主要爹最大转矩Tmx=2T=1420N·mn;交变疲劳转矩TK=±150N·m;动态扭转刚度C=5500N·m/rad;放大系数K、=6;转动惯量/1=0.053kg·m2;2==0.0236kg:m2;质量系数K1.0336JA+JL2.413+1.03360.3用新的参数给出:通过共振TAmx=536×0.3×6×1×1.1≈1061N·m固有频率f2IV JAJL1-5082413:036-13.9Hz413×1.0336共振转速=713.9x50602=417r/min交变疲劳转矩Tk≥ TA2KAJK,K,K=536×0.3×0.0833×1.1×2.24=33N·m式中K-1-(y11-(3:1=0,0833K以上所有计算得转矩值均在联轴器允许转矩值范围内,故安全,可以选用。对选定的弹性联轴器应按给定工况校核其许用偏移量.5选用联轴器有关的系数选用联轴器时应考虑动力机系数K。和工况系数K:当选用挠性或弹性联轴器用于有冲击、振动和需要轴线补偿的工况时,应考虑起动系数K2温度系数K、颗率系数K、放大系数K冲击系数Ks等系数对传动系统的综合影响因素5.1动力机系数Kw根据动力机类别不同,其动力机系数K见表1JB/T7511-94表1动力机系数K动力机类别代号动力机名称动力机系数K电动机、透平四飴及四缸以!内燃机1.2二缸内燃机1.4单缸内燃机5.2联轴器载荷类别根据传动系统的工作状态,将载荷分为如表2所示四类表2联轴器载荷类别载荷类别代号载荷分类均匀载荷中等冲击载荷重冲击载荷特重冲击载荷5.3况系数K不同工作榄的载荷类别及工况系数K见表35.3.1表3所列K值是传动系统在不同工作状态卜的平均值,根据实际情况可适当增加。5.32表3所列K值,其功力机为电动机和透平,若为其他动力机时应考虑动力机系数Ks5.3.3在配有制动器的传动系统屮,当制动器的理论转矩超过动力机的理论转矩时,应根据制动器的理论转矩来计算选择联轴器表3联轴器L况系数K工作机名称载荷类别代号况系数K工作机名称载荷类别代号工况乐数K转向机构组装运输机0加煤机皮带运输机1.00斗式运翰机装罐机械匀加载板式运输机离心式运输机链条式运输机鼓风机轴流式1.50链板式运输机离心式1.00箱式运输机风府轴流式1.50镙旋式运输机离心泵1.9(组裝运输机回转泵(齿轮泵类皮带运输机类螺杆泵滑片泵、叶不均匀形亲)切接人斗式运输机离心式运输机链条式运输机压编机链板式运输机轴流式式运输机纯液体搅拌设备液体加固体板式给料机液体可变密度带式给料机给料机酿造和装瓶机械圆盘给料机燕馏设备过滤桶1.25螟旋给料机JB/T7511-94续表3工作机名称载荷类别代号况系数K工作机名称载荷类別代号工况系数K目动升降机A. 04:提升机械重力钢料提升机0食品机瓶装罐装机帔谷类脱粒机类网筛石油机械冷却装置化学如理设各印刷机械环形集尘器冷却塔式脱水筛通机引风机废水砂粒集尘器(无风门挖制处理设备废渣破碎机三缸或多畬快、慢搅拌机单动活塞泉污泥收集器泵双动活塞泵浓缩机单缸或缸真空过滤器单动活塞泉开清棉机1.00往复多缸式压缩机定量给料机筒形搅拌机1.50搅拌机印花机混凝土搅拌机浆纱机1.25不均匀板式运输机i 50染色机加载|螺旋运输秘压光机运输机「往复式运输机起毛机离心式的料机机纺织压榨机提升机械料斗式提升机机械乳光机普通货用提升机黄化机卷绕机1.5罐蒸机搅拌器和破碎机匚织布机l.50叠层机梳理机卷筒装置卷取机干机棉花精幣吸入滚轧机洗、拉嗝、碾压机漂臼机10元纸设液压式剥皮机机械式剥皮机校平机1.25压光观造纸设卷取机切断机清洗机打捆机流动水进料网滤器木拖运机1.25辅助传动装置压力机其他机麻主传动装置1.51压皮滚筒JB/T7511-94续表3丁作机名称载荷类别代号工况系数K工作机名称载荷类别代号工况系数甜菜切割机旋转式滚筒式粉碎机搅面机1.75粉碎机球磨机2.25食品机绞肉机橡胶压延机甘蔗切割机压片机分料机橡胶机械胶料粉碎机板坯运输机密闭式冷冻机刨床进给装置轮胎式成型机刨面传动装置斜坡式卷扬机剪切机进给装置抓斗起重钒木材剥皮机(筒形)加工机械起重机吊钩起重机修边机卷扬机桥式起重机传动辊装置主卷扬机拖木机(倾斜式可逆式卷扬机拖木机(竖式绞车《纺织绞车)⊥.7s送料辊装置粘土加工机械刨床球团机(压坯机械)弯曲机拖拉式卸货机(间断负载工具机冲压机类运输机1.(齿轮驱动装置通用纹车攻丝机2.50电缆盘装置石腊过滤机1.75机动纹车石油机械油井泵挖泥机泵t.7旋转窑网筛传动装置纵剪切机堆积机绕线机1.75切割头传动装置拉拔机小车架夹具传动装置轧制设备拉拔机主传动机洗衣日逆式洗衣成型机滚1筒式洗衣机2,0Q拉线机和压延机锸式粉碎机不可逆输送辊道旋转式筛石机.水泥窑摆动运输机2,50干燥机和冷却机碎矿机旋转式粉碎机烘干机破碎机Ⅲ类碎石机砂石粉碎机往复式给料机2.5棒式粉碎机可逆输送辊道Ⅳ类JB/T7511-94续表3T作机名称截荷类别代号工况系数K工作机名称载荷类别代号工况系数K初轧机剪切机重型机械中厚板轧机Ⅳ类>275重型机械冲压机2.7机架辊5.4起动系数Kz主动端起动频率Z,形成附加载荷,其影响以起动系数Kz表示,见表4。表4起动系数K≤120→>120~240>240K1,01.3由制造厂确定5.5温度系数K传动系统选用带非金属弹性材料(橡胶〕联轴器时,应考虑在温度影响下橡胶弹性材料强度降低的因素,以温度系数K1表示,见表5;温度t与联轴器的工作环境有关,在辐射热的作用下,尤其要考虑k的影响表5温度系数K对复合材料K环境温度t天然橡胶聚氨基甲酸乙酯弹性体内烯酸烷基氢丁三烯生橡胶(NBR)(NR)(PUR)(丁橡胶N)20-301.0L.0→>30~40>40~601.41.1.0→>60~801.8不允许附加说明本标准由机械工业部标准化研究所提出并归口。本标准由机械工业部标准化研究所负责起草。本标准主要起草人周明衡连香姣。!1