伺服電機怎樣正確選開聯(lián)軸器

伺服電機怎樣正確選開聯(lián)軸器

    在伺服應用中選擇型號的聯(lián)軸器可能是一件令人困惑的事情，因為伺服系統(tǒng)選配聯(lián)軸器是一個復雜的過程。這個過程包含了很多不同的性能因素，包括力矩、軸的偏差、硬度、轉(zhuǎn)速、空間要求等等，聯(lián)軸器需要滿足所有這些以便使系統(tǒng)正常的運轉(zhuǎn)。在選擇聯(lián)軸器之前，需要我們對這些聯(lián)軸器的性能和其應用進行詳盡的了解。不同類型的聯(lián)軸器存在著其自身的優(yōu)缺點。本文旨在向伺服聯(lián)軸器的終端用戶介紹不同類型聯(lián)軸器在各種伺服系統(tǒng)中的應用，同時幫助終端用戶指出在設(shè)計制造過程中要考慮的因素及如何有效連接不同產(chǎn)品來正確選擇合適的聯(lián)軸器。

開縫式聯(lián)軸器：

    開縫式聯(lián)軸器通常由單塊金屬制成，常用鋁、不銹鋼，運用平行或螺旋切縫系統(tǒng)來適應偏差和傳遞扭矩。它們通常有很好的性能且有價格優(yōu)勢，在很多實際運用中，它是的產(chǎn)品。單塊原材料的設(shè)計使它實現(xiàn)了無背隙地傳遞力矩和無須維護的優(yōu)勢。這里有兩個基本的系列：螺旋槽型和平行槽型。

     螺旋槽型有一條連續(xù)的多圈的長切縫，這使聯(lián)軸器具有很好的彈性和很小的軸承負載。它可以承受各種偏差，用于處理角向位移和軸向位移，但平行偏差的承受力較弱，因為要同時把螺旋槽在兩不同的方向彎曲，會產(chǎn)生很大的內(nèi)部壓力，從而導致零件過早的損壞。盡管長螺旋槽型聯(lián)軸器能在承受偏差情況下很容易地彎曲，但在扭力負載的下對聯(lián)軸器的剛性也有同樣的影響。扭力負載下過大的回轉(zhuǎn)間隙會影響聯(lián)軸器的精度并削弱其整體的性能。

   螺旋槽型聯(lián)軸器是一種經(jīng)濟的選擇，用于低扭矩應用中，尤其在連接編碼器和其他較輕的儀器中。

    平行槽型聯(lián)軸器通常有6－8個切縫，以此來對付低扭矩剛性問題。平行槽型慮及到了不減弱承受偏差能力的情況下使切縫變短，短的切縫使聯(lián)軸器的扭矩剛度增強并交疊在一起，使其能承受相當大的扭矩。這種性能使它適用于輕負荷的應用，比如，伺服電機與絲杠的連接。同時這種性能也不是沒有任何負面的作用的：隨著切縫尺寸的增加，其軸承負荷也會加大，但大多數(shù)情況下，還能足夠有效地保護軸承。不過增加尺寸意味著增加承受平行偏差的能力。

     現(xiàn)在大多數(shù)的此系列聯(lián)軸器是用鋁做的，但是也有一些廠商提供設(shè)計用不銹鋼生產(chǎn)。不銹鋼聯(lián)軸器除了耐腐蝕外，同時也增加了扭矩承受能力和剛度，有時能達到兩倍于鋁制同類產(chǎn)品。然而這種增加的扭矩和剛度也被增加的質(zhì)量和慣性而抵消。很多時候負面影響也會超過其優(yōu)點，這樣使用戶不得不去尋找其他形式的聯(lián)軸器。在小型電機應用中很大比率的馬達扭矩被用來克服聯(lián)軸器的慣性，這將嚴重削弱系統(tǒng)的整體性能。

十字滑塊聯(lián)軸器：

    十字滑塊聯(lián)軸器,由兩個轂和一個中心滑塊組成。中心滑塊作為一個傳遞扭矩元件通常由塑料制成，很少情況下由金屬制成。中心滑塊通過兩邊呈90°相對分布的卡槽和兩側(cè)的轂連接在一起，從而來傳遞扭矩。中心滑塊和轂間用微小的壓力進行吻合，這種壓力能使聯(lián)軸器在設(shè)備運轉(zhuǎn)中具有無背隙運轉(zhuǎn)。隨著使用時間增長，滑塊可能會因受到磨損而失去無反沖的功能，但中心滑塊并不貴，也很容易更換，更換后仍能發(fā)揮其原有的性能。在使用過程中通過中心滑塊的滑動來適應相對位移。因為抵抗相對位移的是滑塊與轂之間的摩擦力，因此它們之間的軸承負荷不會因相對位移的增加而加大。

    不像其它的聯(lián)軸器，它沒有能象彈簧一樣工作的彈性部件，因此不會因為軸間的相對位移的增加而使軸承負荷加大。無論如何這種系列的聯(lián)軸器比較物超所值，能選擇不同材料的滑塊是這種聯(lián)軸器的一大優(yōu)勢。一些廠商提供多種原材料的選擇來適應不同的應用。一般來說，一類材質(zhì)適用于無背隙、高扭矩剛性和大扭矩的情況下，另一類材質(zhì)適用于低精度定位、無需無背隙、但有吸震和減噪作用。非金屬滑塊還有電絕緣作用，可以充當機械保險絲來用。當塑料的滑塊損壞后，傳遞將被*終止，從而保護貴重的機械零件。這種設(shè)計適用于大的平行相對位移（從0.025"到0.100"或更大要看聯(lián)軸器的尺寸）。聯(lián)軸器制造商通常提供低于本身能力的處理參數(shù)，以增加零件的使用壽命。

     這種聯(lián)軸器，僅能適用于小于1°的角向相對位移和小于0.01"的軸向位移和不高于轉(zhuǎn)速為4000 轉(zhuǎn)/分鐘的情況下使用。度數(shù)大的角向位移可使其失去勻速特性。分體的三部分設(shè)計，限制了它處理軸向位移的能力，比如不可用在推拉式應用中。同時，因為中心滑塊是浮動的，兩軸運動必須保證滑塊不會脫落。

梅花型聯(lián)軸器：

     這種聯(lián)軸器一般有兩種類型，一種是傳統(tǒng)的直爪型的，一種是曲面（內(nèi)凹）爪型的無背隙聯(lián)軸器。傳統(tǒng)的直爪型的不適合用在精度很高的伺服傳動的應用中。無背隙爪型聯(lián)軸器是在直爪型的基礎(chǔ)上演變而來的，但不同的是其設(shè)計能適合伺服系統(tǒng)的應用。曲面是為了減少彈性梅花塊的變形和限制高速運轉(zhuǎn)時向心力對它的影響。無背隙爪型聯(lián)軸器由兩個金屬轂和一個彈性塊結(jié)合而成。梅花塊有多個葉片分支，象十字滑塊聯(lián)軸器一樣，它也是通過壓擠來使彈性塊和兩邊的轂吻合的并以此保證了其無背隙性能。與十字滑塊聯(lián)軸器不同的是，它是通過壓擠傳動的，十字滑塊聯(lián)軸器是通過剪力傳動的。在使用無背隙爪型聯(lián)軸器時，使用者一定要注意不能超過生產(chǎn)商給出的彈性元件的zui大承受能力（保證無背隙的前提下），否則彈性元件將會被壓扁變形失去彈性，預加負荷消失，從而失去無背隙的性能，還可能在發(fā)生嚴重的問題后使用者才會發(fā)現(xiàn)。

爪型聯(lián)軸器：

     具有很好的平衡性能和適用于高轉(zhuǎn)速應用（zui大可達40000 轉(zhuǎn)/分鐘），但不能處理很大的相對位移，尤其是軸向的。較大的平行和角向位移會產(chǎn)生比其他伺服聯(lián)軸器大的軸承負荷。另一個值的關(guān)注的問題是爪型聯(lián)軸器的失效。一旦彈性梅花塊損壞或失效，力矩傳遞并不會中斷，同時兩轂的金屬爪嚙合在一起繼續(xù)傳遞扭矩，這很可能會導致系統(tǒng)出現(xiàn)問題。根據(jù)實際應用選擇合適的彈性梅花塊原料是本聯(lián)軸器的一大優(yōu)勢，生產(chǎn)商提供各種彈性材料的梅花塊，不同的硬度和溫度承受力，讓客戶選擇合適的材料滿足實際應用的性能標準。

膜片式聯(lián)軸器：

     膜片式聯(lián)軸器至少由一個膜片和兩個轂組成。膜片被用銷釘緊固在轂上一般不會松動或引起膜片和轂之間的反沖。有一些生產(chǎn)商提供兩個膜片的，中間有一個剛性件，兩邊再連在轂上。單膜片和雙膜片的不同之處是處理各種偏差能力的不同，鑒于其需要膜片能復雜的彎曲，所以單膜片不太適應平行偏差。而雙膜片的聯(lián)軸器可以同時曲向不同的方向，以此來承受平行偏差。

     這種特點有點象波紋管聯(lián)軸器，實際上聯(lián)軸器傳遞力矩的方式差不多。膜片很薄，當相對位移荷載產(chǎn)生時它很容易彎曲，因此可以承受高達3度的偏差，同時在司服系統(tǒng)中產(chǎn)生較低的軸承負荷。膜片具有很好的扭矩剛性，稍遜波紋管聯(lián)軸器。不利方面是，膜片式聯(lián)軸器非常精巧，如果在使用中誤用或沒有正確安裝則很容易損壞。所以保證偏差在聯(lián)軸器的正常運轉(zhuǎn)的承受范圍之內(nèi)是非常必要的。