安全联轴器
停机对任何生产机器来说都是一个浪
费。在金属加工中，如果刀具与停止挡块或
工件夹具发生碰撞，那么势必将明显地增加.jpg)
.jpg)
维修费用。此外，工作台在进给或快速横向
走刀时有可能受阻。工作台与主轴之间的碰
撞力可能相当大，虽然这些力持续时间很短
(只有千分之几秒)，但是仍然能造成严重-
的损失。在碰撞过程中，电机是最大惯性力的力源(如图1)。碰撞时，电机在千分之几秒的瞬间产生一个峰值扭矩，这个扭矩产生过载电流从而使继电器动作。继电器可以对电机起到防止过热的保护作用。然而，由于继电器动作太慢，以致于无法使设备免受破坏性冲击力的冲击。实际上，电机在瞬间产生的峰值扭矩，其作用相当于增加了一个冲击载荷。
因为继电器的动作缓慢，所以采用机械装置可以提供更可靠的过载保护。尽管这些主轴惯性力刀架饭性力
图1碰撞时作用在刀架上的力装置，如力矩限制器，不能防止碰撞的发生，但是却能很好地限制破坏性惯性力的大
小。
1安全联轴器
仅仅使用一个机械式力矩限制器就能很
快地切断电机和主轴间的连接，从而消除惯
性力的破坏作用。对于普通机械，包括输送
器的传动装置，办公机械和各种仪器仪表，
象剪销安全联轴器和摩擦离合器这类机械式
力矩限制器都能提供良好的安全保护作用。
但是，它们仍无法适应机床等高性能设备的
要求。所面临的一个问题是:普通的离合寨
和联轴器将扭矩和偏差都传递给被保护轴。
在特殊的应用中，还有一些其它问题。
然而，安全联轴器是一种新型的机械式
扭矩限制器，它能克服上述的传统问题。安
全联轴器最适于保证高速、高精度的驱动装
置免遭过载破坏。这种联轴器不是普通扭矩
限制器的精制，而是为了满足某些具体要
求，与机床制造商合作特意设计的产品。
具有安全联轴器的保护装置价格也较
低。用这种保护装置装备机械加工中心时，
每一个坐标一般需要花费750美元。
所有安全联轴器都具有下列特性:
.在无键轴套连接中无间隙;
.扭转刚性高，惯性力矩很低，尺寸
小，分离扭矩可以任意调节;
.重新接合后可以保持原始位置不变，
.过载时能报警;
.可以选择自动重新接合和非自动重新
接合两种形式，具有耐热性(高于260℃)。
此外，某些类型的安全联轴器还能补偿
轴的轴向位移、横向位移和角位移。在皮带
轮和链轮上，有些还有整体球轴承。上述的
这些特性，使安全联轴器不仅很适于机床传
动装置，而且很适于高性能的装配线、印刷
机械、包装机械等。
2安全联轴器的内部结构
安全联轴器(如图2)基本上是一个弹
簧加载形成连接的联轴器，它利用弹簧支承
的垫圈将滚珠压入球形凹槽中，从而来传递
扭矩。滚珠保持架在止推环内，凹槽设在套
筒内。对直接驱动来说，止推环通过无间隙
连接固定在挠性金属波纹管上;对间接驱动
来说，止推环固定在皮带轮上。
如果出现过载，装有滚珠保持架的轴套
就将过度扭转，将滚珠推出凹槽，实现分
离。因为只有滚珠和止推垫圈作轴向移动，
故被分离的质量很小。
这些小质量加速时产生很小的惯性矩。
可是普通机械式联轴器中，被分离质量大，
其加速时产生的惯性矩将超过静力矩一两
倍。静力矩越大，其产生的破坏力也越
大。
安全联轴器运行时，弹簧是关键性的零
件。在普通的弹簧加载式联轴器中，当联轴
器接合时弹簧会受到附加的应力作用。
此，联轴器产生一定量的附加弹簧拉力和扭
矩，直至联轴器完全分离。这势必延迟分离
时间，最终导致发生碰撞。
然而专为这类装置设计的盘簧的工作方
式与此不同。盘簧在弹簧特性曲线(如
3)上弹簧力递减的一侧工作(通过产生
小的位移，释放其贮存的能量)。安全联轴
器一接合上，扭矩就迅速衰减。这样，安全
联轴器就可以立即切断扭矩的传递。
994年第3期—一一一一一-一一~一一一39
响应和分离点
裂川寨
只取称
扭转角度
图4安全联轴器的分离特性
安全联轴器工作范圈
图3弹簧特性曲线
这种递减的弹簧特性也避免了当工作力
一
矩略低于分离力矩时在普通联轴器上时而出
现的一些间题。在这种情况下，安全联轴器
有可能打滑，有时甚至损坏。
防撞开关可以引起紧急停机，或立刻中
止机床的其它动作。联轴器可以设计成扭矩
减少后自动接合和反转后才接合这两种形
式。在后一种应用中，附加的接合机构使安
全联轴器始终保持分离状态(如图4)。然
而，机床的参考位置总是同联轴器重新接合
后两个位置中的一个位置相一致。
3理想联接
在直接驱动的装置中，可能很难将轴的
末端连接起来。即使两轴线能很好调准，由
于振动、发热和磨损等因素迟早都会使轴
不重合。刚性联轴器会产生过大的轴承
荷，并影响轴的速度。为了补偿轴的偏移，
专为直接驱动装置的安全联轴器装上金属
纹管。波纹管在圆周方向是刚性的，但在
向、横向和角位移方向是挠性的。波纹管
抗扭刚性是利用一种取得专利的压配合方
获得的，用这种方法可将波纹管和轴套连
起来。与焊接相比，这种装配方法的耐久
要高得多。
这种摩擦式的轴一套连接，省去了成
昂贵的键槽，还可以从较小的轴上传递较
的力矩。
谢诞梅杨兴海译自《MachsnoDe3ign》
下01。64，No.14，1992
郭洪有校对
(本文1993年6月28日收到)
(编辑刘宏伟)
费。在金属加工中，如果刀具与停止挡块或
工件夹具发生碰撞，那么势必将明显地增加
维修费用。此外，工作台在进给或快速横向
走刀时有可能受阻。工作台与主轴之间的碰
撞力可能相当大，虽然这些力持续时间很短
(只有千分之几秒)，但是仍然能造成严重-
的损失。在碰撞过程中，电机是最大惯性力的力源(如图1)。碰撞时，电机在千分之几秒的瞬间产生一个峰值扭矩，这个扭矩产生过载电流从而使继电器动作。继电器可以对电机起到防止过热的保护作用。然而，由于继电器动作太慢，以致于无法使设备免受破坏性冲击力的冲击。实际上，电机在瞬间产生的峰值扭矩，其作用相当于增加了一个冲击载荷。
因为继电器的动作缓慢，所以采用机械装置可以提供更可靠的过载保护。尽管这些主轴惯性力刀架饭性力
图1碰撞时作用在刀架上的力装置，如力矩限制器，不能防止碰撞的发生，但是却能很好地限制破坏性惯性力的大
小。
1安全联轴器
仅仅使用一个机械式力矩限制器就能很
快地切断电机和主轴间的连接，从而消除惯
性力的破坏作用。对于普通机械，包括输送
器的传动装置，办公机械和各种仪器仪表，
象剪销安全联轴器和摩擦离合器这类机械式
力矩限制器都能提供良好的安全保护作用。
但是，它们仍无法适应机床等高性能设备的
要求。所面临的一个问题是:普通的离合寨
和联轴器将扭矩和偏差都传递给被保护轴。
在特殊的应用中，还有一些其它问题。
然而，安全联轴器是一种新型的机械式
扭矩限制器，它能克服上述的传统问题。安
全联轴器最适于保证高速、高精度的驱动装
置免遭过载破坏。这种联轴器不是普通扭矩
限制器的精制，而是为了满足某些具体要
求，与机床制造商合作特意设计的产品。
具有安全联轴器的保护装置价格也较
低。用这种保护装置装备机械加工中心时，
每一个坐标一般需要花费750美元。
所有安全联轴器都具有下列特性:
.在无键轴套连接中无间隙;
.扭转刚性高，惯性力矩很低，尺寸
小，分离扭矩可以任意调节;
.重新接合后可以保持原始位置不变，
.过载时能报警;
.可以选择自动重新接合和非自动重新
接合两种形式，具有耐热性(高于260℃)。
此外，某些类型的安全联轴器还能补偿
轴的轴向位移、横向位移和角位移。在皮带
轮和链轮上，有些还有整体球轴承。上述的
这些特性，使安全联轴器不仅很适于机床传
动装置，而且很适于高性能的装配线、印刷
机械、包装机械等。
2安全联轴器的内部结构
安全联轴器(如图2)基本上是一个弹
簧加载形成连接的联轴器，它利用弹簧支承
的垫圈将滚珠压入球形凹槽中，从而来传递
扭矩。滚珠保持架在止推环内，凹槽设在套
筒内。对直接驱动来说，止推环通过无间隙
连接固定在挠性金属波纹管上;对间接驱动
来说，止推环固定在皮带轮上。
如果出现过载，装有滚珠保持架的轴套
就将过度扭转，将滚珠推出凹槽，实现分
离。因为只有滚珠和止推垫圈作轴向移动，
故被分离的质量很小。
这些小质量加速时产生很小的惯性矩。
可是普通机械式联轴器中，被分离质量大，
其加速时产生的惯性矩将超过静力矩一两
倍。静力矩越大，其产生的破坏力也越
大。
安全联轴器运行时，弹簧是关键性的零
件。在普通的弹簧加载式联轴器中，当联轴
器接合时弹簧会受到附加的应力作用。
此，联轴器产生一定量的附加弹簧拉力和扭
矩，直至联轴器完全分离。这势必延迟分离
时间，最终导致发生碰撞。
然而专为这类装置设计的盘簧的工作方
式与此不同。盘簧在弹簧特性曲线(如
3)上弹簧力递减的一侧工作(通过产生
小的位移，释放其贮存的能量)。安全联轴
器一接合上，扭矩就迅速衰减。这样，安全
联轴器就可以立即切断扭矩的传递。
994年第3期—一一一一一-一一~一一一39
响应和分离点
裂川寨
只取称
扭转角度
图4安全联轴器的分离特性
安全联轴器工作范圈
图3弹簧特性曲线
这种递减的弹簧特性也避免了当工作力
一
矩略低于分离力矩时在普通联轴器上时而出
现的一些间题。在这种情况下，安全联轴器
有可能打滑，有时甚至损坏。
防撞开关可以引起紧急停机，或立刻中
止机床的其它动作。联轴器可以设计成扭矩
减少后自动接合和反转后才接合这两种形
式。在后一种应用中，附加的接合机构使安
全联轴器始终保持分离状态(如图4)。然
而，机床的参考位置总是同联轴器重新接合
后两个位置中的一个位置相一致。
3理想联接
在直接驱动的装置中，可能很难将轴的
末端连接起来。即使两轴线能很好调准，由
于振动、发热和磨损等因素迟早都会使轴
不重合。刚性联轴器会产生过大的轴承
荷，并影响轴的速度。为了补偿轴的偏移，
专为直接驱动装置的安全联轴器装上金属
纹管。波纹管在圆周方向是刚性的，但在
向、横向和角位移方向是挠性的。波纹管
抗扭刚性是利用一种取得专利的压配合方
获得的，用这种方法可将波纹管和轴套连
起来。与焊接相比，这种装配方法的耐久
要高得多。
这种摩擦式的轴一套连接，省去了成
昂贵的键槽，还可以从较小的轴上传递较
的力矩。
谢诞梅杨兴海译自《MachsnoDe3ign》
下01。64，No.14，1992
郭洪有校对
(本文1993年6月28日收到)
(编辑刘宏伟)
发布者：森德尔传动 上传时间:2010-01-15