發電機改造中膜片聯軸器設計

   聯軸器是用來聯接不同機構中的兩根軸(主動軸和從動軸)使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用。聯軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯接。一般動力機大都借助于聯軸器與工作機相聯接。汽輪機與被驅動機械之間的連接也是采用聯軸器。在汽輪機設計中，聯軸器的設計占據及其重要的位置。

聯軸器適用范圍以上各種聯軸器各有特點，應用場所也各不相同。剛性聯軸器利用聯軸器工作零件間構成的動聯接具有某一方向或幾個方向的活動度來補償，牙嵌聯軸器允許軸向位移，十字溝槽聯軸器可以用于聯接平行位移或角位移很小的兩根軸，而萬向聯軸器則是用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方。需要允許綜合位移時多半采用齒輪聯軸器，需要補償徑向位移時采用鏈條聯軸器。彈性可移式聯軸器是利用彈性元件的彈性變形來補償兩軸的偏斜和位移，同時還能緩沖和減振。

膜片式聯軸器結構特點以及應用范圍膜片聯軸器具有7種結構型式，較小的聯軸器傳遞轉矩范圍從10Nm起始，而較大的聯軸器傳遞轉矩范圍可達8100000Nm，由于膜片具有6角、8角或l0角的造型，所以轉矩傳遞好均勻，其適用環境溫度可從一20~C～280~C，采用特別材質適用。可以用在有爆炸危險等各種惡劣工況環境區域。膜片式聯軸器可以通過兩組膜片來補償汽輪機轉子的徑向、軸向和角對中偏差。由不銹鋼制成，性能穩定，不需要潤滑，無需維護，膜片安裝和更換都很方便，不用拆卸就能檢測聯軸器狀態，在設備運轉過程中就能利用頻閃燈對膜片進行檢查。扭轉剛度高，零回轉，如果安裝對中準確的話，終身不會損壞，使用壽命理論上可以售后優良時間長。如果偏移誤差在設定范圍內，聯軸器壽命可以與設備相同。膜片式聯軸器在安裝時，如果兩軸之間對中不好導致偏差過大的話，聯軸器會產生一個很大的軸向推力，對轉子上的止推軸承有很大影響，因此要考慮膜片組有確定的導向和定位能力，這一點對于高轉速運轉的汽輪機轉子來說非常關鍵。

汽輪機聯軸器的選擇一般來說，汽輪機與被驅動機械之間采用可移動式聯軸器，較常用的形式為齒式聯軸器和膜片式聯軸器。由于齒式聯軸器需要用油潤滑，耗油、耗功，還容易產生漏油現象，再加上齒式聯軸器內齒套難加工，安裝之后內齒套容易產生變形，導致內外齒卡死，無法吸收轉子的軸向位移，因此逐步被淘汰了。膜片式聯軸器具有無需潤滑維護，能補償位移等諸多優點，汽輪機上普遍采用這種連接形式。

聯軸器較小軸頭的計算、作為汽輪機和被驅動機械兩根轉子的連接部件，聯軸器需要承受很大扭矩，它所連接的兩根軸頭也需要按照扭轉強度來校核較小軸徑。這個是聯軸器較基本的安 全要求。通常我們根據軸所受的扭矩來計算軸頭的強度，實際運行中軸上還作用有較小的彎矩，通常采用降低許用扭轉切應力的辦法予以考慮。在做軸的結構設計時，多采用這種方法估算軸徑。發電機和發電機側半聯軸器需要利舊，而汽輪機的功率降低了一半左右，需要重新設計制造。聯軸器非標設計介紹由于電機端半聯軸器利舊，導致汽機側半聯軸器需要根據新的軸頭尺寸和舊的外輪廓來非標設計。初步的方案分為兩種，要滿足老的聯軸器罩殼，一種是采用軸頭加長的方案，軸頭去配合舊的聯軸器外殼，另外一種是采用加長聯軸器套筒的方案。第種方案聯軸器重量和重心位置不用太大改變，但是汽機轉子的外伸端需要加長，后者是軸頭不加長，加長半聯軸器，導致重量需要加大，重 心位置也會外移。兩種方案都可以滿足連接功能要求，但是對轉子振動的影響各不相同，具體采用何種方案須根據轉子動力學來計算轉子的振動性能，采用對轉子振動有力的的一種方案。為了深受聯軸器重量和重 心位置的準確數值，使振動計算的原始數據更加真實，采用三維solidworks建模，深受比較準確的兩個數值。