传动中的联轴器很少提前发出故障预警:先是轴上出现跳动,然后噪音和振动增大,随后销轴断裂并停线。橡胶弹性插件因机油、臭氧和热负荷在数月内老化,机修工不得不在仓库里成捆备货。TIMOL工厂的聚氨酯联轴器使用寿命约是橡胶的2-5倍,在宽温度范围内保持弹性,将弹性元件更换从应急模式转为计划模式。我们来分析此类联轴器的结构、聚氨酯在哪些方面优于橡胶和金属,以及如何按您的图纸订购插件。

聚氨酯联轴器是什么及其解决什么问题

聚氨酯联轴器在两根轴之间传递扭矩,同时消减传动的冲击和扭转振动。弹性聚氨酯元件——可以是销轴、星形体、衬套或整体插件——在负荷下变形,积聚冲击能量并平稳地将其释放,保护电动机、减速器和轴承免受急剧负荷冲击。

聚氨酯的弹性补偿轴的不同轴度:轴向、径向和角向偏移,这在安装和设备热膨胀时总会出现。这是弹性联轴器的主要工作功能。金属无法实现这一功能,而卡普隆等硬质聚合物在冲击下会碎裂。

TIMOL自由浇注工艺可复现任意型面的弹性元件:销轴型、凸轮型、星形型、衬套型。硬度、形状和尺寸在浇注阶段根据客户的具体半联轴器确定,因此新插件无需改造机组即可装入标准配合座面。

联轴器中聚氨酯优于橡胶、金属和卡普隆的原因

TIMOL聚氨酯结合了联轴器最关键的品质:高耐磨性、回弹弹性和耐油性,没有任何一种经典材料同时具备这些。聚氨酯按DIN 53516磨耗为38-39 mm³,而SBR橡胶为100-200 mm³,NBR橡胶为80-150 mm³。聚氨酯弹性插件在相同负荷下的磨损比橡胶慢数倍。

橡胶不仅在磨耗上落后。SBR的抗拉强度为8-20 MPa,NBR为10-25 MPa,而TIMOL聚氨酯为39-87 MPa。这意味着聚氨酯销轴能承受更高扭矩而不断裂。天然橡胶回弹率较高(40-75%),但最高工作温度仅+70 °C且耐油性差,因此在减速器旁的工业传动中老化更快。

卡普隆(聚酰胺PA6/PA66)有时用于刚性凸轮联轴器。其磨耗(30-90 mm³)尚可,但回弹弹性仅5-15%:在冲击负荷下它不减振而是碎裂。Shore D为70的聚氨酯具有接近的耐磨性,同时还能吸收冲击并恢复形状。钢作为弹性元件根本不起作用:它不减振、不补偿不同轴度、腐蚀,且比聚氨酯重6-7倍。

工程师建议: 不要追求最大硬度。联轴器的关键是平衡:太软的插件在扭矩下过载和蠕变,太硬的停止吸收冲击并将其传递到轴承。对于中等传动,从85-95 Shore A开始,根据实际磨损调整。安装前务必对配合表面进行脱脂:销轴上的油膜会加速其从座孔中脱出。

弹性联轴器材料对比

下表按弹性元件的实际参考特性显示聚氨酯与常见替代品的差异。弹性元件的关键指标是磨耗、抗拉强度和回弹率。

材料DIN 53516磨耗 mm³工作温度 °C硬度抗拉强度 MPa回弹弹性 %
TIMOL聚氨酯38-39-60至+10085A-95A39-8734-61
NBR橡胶80-150-30至+10040A-90A10-2520-45
SBR橡胶100-200-40至+8040A-80A8-2030-55
天然橡胶 NR60-130-50至+7030A-80A20-3040-75
卡普隆 PA6/PA6630-90-40至+10075D-85D60-855-15
结构钢不适用-40至+500120-250 HB370-700不适用

聚氨酯在弹性体中磨耗最低,同时保持卡普隆所不具备的弹性。正是这种组合解释了为何聚氨酯插件的使用寿命约是橡胶插件的2-5倍,且在冲击传动中不像卡普隆那样碎裂。弹性元件及相关零件系列见聚氨酯产品目录

聚氨酯联轴器的应用行业

聚氨酯联轴器在有冲击或循环负荷且需要补偿不同轴度的各处传动中工作。工厂总品种涵盖12个工业行业,大多数都有联轴器需求。

采矿和选矿业在输送机、破碎机和给料机的传动中使用弹性联轴器,这里对传动的冲击是持续的。冶金业在轧制和运输线传动中安装聚氨酯插件。泵和压缩机设备(电动机轴与泵轴连接)需要消减脉动并能耐机油接触的联轴器。

农业机械和食品行业重视聚氨酯的耐湿性、耐清洗液性及不腐蚀性。汽车和维修领域在万向节和传动弹性联轴器中使用聚氨酯元件,这里橡胶类似品快速失去弹性。在所有这些场合,决定性的是相同的:聚氨酯承受扭矩的时间更长,要求停线更换的次数更少。

聚氨酯联轴器的制造和安装方式

制造从客户的半联轴器图纸或样品开始。工艺师确定弹性元件类型、针对计算扭矩的硬度和针对工作介质的聚合物配方。然后以自由浇注工艺将元件浇入模具,在受控温度下聚合数小时,如需要,通过机械加工将几何形状精修至配合尺寸。

聚氨酯插件的安装简单,不改变联轴器的结构。销轴或衬套装入半联轴器的标准座孔,星形体夹在凸轮之间。安装前清洁和脱脂表面,配合时不用锤击,以免损坏元件。磨损时只更换聚氨酯部分,金属半联轴器继续使用。

这种方式带来主要节约:企业不是购买整套新联轴器,而是通过更换一个廉价插件修复机组。浇注和表面准备工艺详细描述见参考信息部分。

如何按图纸订购联轴器

订购聚氨酯联轴器时,请提供弹性元件图纸或带安装尺寸的样品,并描述工作条件:扭矩、负荷特性、工作介质和温度范围。这些数据足以选配硬度、形状和聚合物配方。

TIMOL工厂既执行单件修复,也执行系列批量,还制造按草图定制的非标元件。技术任务协商完成后,确定制造时间和条件。如需咨询、计算您的机组和订购,请通过TIMOL工厂联系方式联系我们。