在高温环境下选择联轴器,核心原则就是:材料、润滑和设计必须能够承受高温带来的挑战。高温会导致普通材料退火、强度下降,润滑脂干涸或碳化,以及产生热膨胀等问题。
以下内容是针对高温环境的联轴器推荐。
一、首选推荐:金属膜片联轴器
这是高温环境下最常见和最推荐的选择。
工作原理:通过一组薄薄的金属膜片(通常为多层不锈钢)来传递扭矩并补偿偏差。
耐高温优势:
1.无润滑:完全干式运行,不需要任何润滑脂,从根本上避免了因润滑脂高温失效而导致的故障。
2.耐高温材料:膜片和金属部件通常采用不锈钢(如304、316) 或高温镍基合金(如Inconel 718),这些材料在500°C甚至更高的温度下仍能保持良好的机械性能。
3.补偿能力强:能同时补偿角向、径向和轴向偏差,非常适合因热膨胀导致的对中变化。
4.维护简单:长寿命,免维护。
适用温度范围:
标准不锈钢:-50°C 至 +250°C(短时可达300°C)
特殊高温合金:最高可达600°C以上。
典型应用:燃气轮机、蒸汽轮机、压缩机、高温风机、泵等。
二、其他可行选择(根据具体工况)
1. 金属波纹管联轴器
波纹管联轴器与膜片联轴器类似,但采用金属波纹管作为弹性元件。
优势:零背隙、高扭转刚性,非常适合精密伺服系统在高温环境下的应用。
耐高温性:同样采用不锈钢或高温合金,无润滑,耐高温性能优异(通常-200°C至+350°C)。
缺点:补偿角度偏差的能力通常弱于膜片联轴器,对安装对中要求更高。
适用场景: 高温炉内的传动、半导体设备、航空航天领域。
2. 万向联轴器
适用场景:当需要传递大角度(甚至超过45°)的转动时。
耐高温考虑:十字轴轴承需要使用高温润滑脂或固体润滑剂。也可设计成无润滑的版本,但承载能力会下降。
缺点:存在速度波动,不适合要求匀速传动的场合。
三、选择步骤总结
确定具体温度:是持续高温还是间歇高温?最高温度是多少?环境温度还是联轴器自身工作温度?
分析其他工况:扭矩大小、转速、需要补偿的偏差类型和量、是否有腐蚀性环境等。
优先选择:
对于绝大多数中高温(200°C以上)应用,无润滑的金属膜片联轴器是最安全、最可靠的选择。
如果对零背隙有极高要求,考虑金属波纹管联轴器。
如果冲击负载很大且温度不是极高(<250°C),可考虑使用高温润滑脂的网格联轴器。
结论:在高温环境下,应优先选择无需润滑、全部由耐高温金属制成的联轴器,其中金属膜片联轴器是综合性能最佳的选择。