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矿山排水泵选星形弹性联轴器还是直爪梅花形弹性联轴器?按偏差补偿、冲击、潮湿环境和更换便利性对比

← 全部文章 技术审核:刘金松,工程师

在矿山泵组上,星形弹性联轴器(弧形爪)和直爪梅花形弹性联轴器看起来几乎一样,采购在更换排水泵联轴器时,常常分不清手上的是哪一种、该换哪一种。两者都能用在井下排水泵和选矿厂的中小型水泵上,但它们对不对中、启动和水锤带来的冲击、潮湿泥水环境的应对方式并不相同。下面对比弧形爪和直爪联轴器在这类水泵上的表现:各自适合哪里、什么情况下两者都不合适,以及互换前要核对什么。

装有红色弹性体的星形弹性联轴器

弧形爪和直爪的结构差异

星形弹性联轴器的爪侧面是弧形的,星形弹性体的齿为鼓形,两个轴套推合时弹性体会受到轻微的预压缩。预压缩消除了间隙,而鼓形接触在两轴有轻微角度时能让载荷避开齿的边缘,于是弹性体有更多表面参与工作。

直爪联轴器,例如我们的梅花形弹性联轴器系列,爪侧面是平的,梅花垫通常只有很小的预压缩或没有预压缩。它结构简单、结实、好装,但在角向不对中时载荷会移到弹性体边缘,扭矩换向时,爪在接上另一侧之前可能会有一下轻微的撞击。

两种结构都具有失效安全特性:弹性体损坏后,爪会互相咬合,泵继续转动,噪声和轴套损伤就是报警信号。两者都承受不了多大的径向偏差,所以都需要做好对中;弧形爪结构只是对小的角向误差更宽容一些。

排水泵和选矿水泵的工况对联轴器的影响

按液位控制运行的排水泵,每个班次可能启动很多次,每一次直接启动都会让峰值扭矩通过联轴器。泵停机、止回阀猛然关闭时,水锤可能让一个短暂的扭矩尖峰、有时甚至是短暂的反向扭矩沿轴传回来,联轴器里只要有间隙,就会变成撞击,把弹性体边缘啃坏。

这正是预压缩的星形弹性体占优势的地方,因为它没有可以撞击的间隙。弹性体硬度也有影响:我们的 XL 星形弹性联轴器按 92 ShA 弹性体标定公称扭矩,98 ShA 弹性体可传递的扭矩约高 70%,但更硬的弹性体传递冲击也更直接,所以不要只是为了在冲击负荷大的泵上多留余量就改用它。

矿井水潮湿,常常夹带泥浆,有时还有化学腐蚀性,泵房也可能比较热。要按水质、所含化学物质和联轴器处的温度核对弹性体材质,用封闭式防护罩挡住泥浆,并保持在工作温度范围内:我们的星形弹性联轴器为 −35 °C 至 +80 °C,直爪梅花形弹性联轴器为 −30 °C 至 +80 °C。

弹性体更换和备件

两种结构的基本型更换弹性体时,都要把一侧轴套往后退,所以除非轴向空间足够,否则电机或泵必须移动。如果泵组安装得很紧凑、移动电机要耽误一个班次,LMS 双法兰型梅花形弹性联轴器不移动设备就能更换弹性体。

星形弹性体和梅花垫不能互换,即使是同一种结构,不同厂家的弹性体也常常装不进彼此的轴套。如果一个泵站混用了两种结构,每个泵规格统一成一种,让一种弹性体覆盖所有相同的泵,并给每台联轴器记录弹性体硬度。

怎样选

没有哪一种在所有场合都更好,工况和维护条件决定选择。可以先参考下表:

情况更合适的选择
泵组紧凑、启动频繁、止回阀关闭猛烈、不希望有间隙星形弹性联轴器(弧形爪)
启动次数中等、运行平稳、工厂已经备有梅花垫直爪梅花形弹性联轴器
更换弹性体时电机或泵不便移动LMS 双法兰型梅花形弹性联轴器
底座会移动、两轴端距离很长,或扭矩超出两者的范围两者都不合适,需要换其他类型的联轴器

典型工况示例:某井下泵站有一排相同的排水泵按液位控制运行,直爪梅花垫边缘磨损,每次停机都有撞击声。在这些泵上换用带预压缩星形弹性体的星形弹性联轴器可以消除间隙,而选矿厂里长时间平稳运行的生产水泵,可以继续使用直爪梅花形弹性联轴器。

互换前核对轴孔、长度和空间

星形弹性联轴器不一定能直接装进直爪联轴器原来的位置,反过来也一样。换类型之前要核对:

  • 两侧的轴径和键槽:我们的星形弹性联轴器轴套标准为圆柱孔,锥孔要经过强度校核后才能做;直爪梅花形弹性联轴器轴套可按 GB/T 3852 加工 Y、J 或 Z(1:10 锥度)型轴孔。
  • 两轴端距离和新联轴器的总长,保证两台设备都不用移动。
  • 外径与现有防护罩是否匹配,以及更换弹性体时退回轴套所需的轴向空间。
  • 电机功率和转速,用来按额定扭矩并考虑工况系数选规格,并核对启动和水锤带来的峰值扭矩。

如果新联轴器需要不同的两轴端距离,改轴套设计通常比移动泵或电机底座便宜。把尺寸发给我们,我们会告诉您哪种方案能保持现有布置。

FAQ

能把弧形爪的星形弹性体装进直爪联轴器吗?

不能。两者的爪形不同,弹性体要么装不进去,要么受力位置不对;要连同轴套和弹性体一起更换。

在排水泵上哪一种寿命更长?

这更多取决于对中、防护和工况,而不是结构类型。在启动频繁、止回阀关闭猛烈的泵上,弧形爪结构因为没有间隙,弹性体通常用得更久;在平稳运行的泵上,差别不大。

这两种联轴器需要润滑吗?

不需要。两者都是干运行的;保持清洁、装好防护罩,并在计划停机时检查弹性体。

你们供应哪些规格范围?

我们的 XL 星形弹性联轴器规格为 XL0 至 XL16,轴孔 6 mm 至 200 mm;LM 直爪梅花形弹性联轴器符合 GB/T 5272-2017,规格 LM50 至 LM400,轴孔 10 mm 至 160 mm。规格要按电机额定扭矩、工况系数和峰值扭矩来选,而不是只看轴孔。

请发来泵和电机铭牌、轴径和键槽、两轴端距离、现有联轴器的照片,并说明泵的启动频率和止回阀关闭的猛烈程度。标准尺寸最快 10 天发货,按旧件仿制最快 20 天,非标轴套按图纸评估后确认交期,可随货提供尺寸检验报告。发图纸询价,或发来实测数据,我们会为每台泵推荐星形弹性联轴器或直爪梅花形弹性联轴器。

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