引言

　　金属挠性联轴器用来联接不同主、从动机，将主动机的动力和转速传递给从动机的同时，通过金属挠性元件的弹性变形来吸收机组的轴向、角向、径向不对中，具有结构简单、重量轻、附加弯矩小、免维护、噪音小等优点，被广泛应用于由燃气轮机、蒸汽轮机等驱动的高速大功率透平压缩机组和发电机组以及各种石化流程泵。

　　联轴器中常见的过载保护结构有剪切销式、“燕尾槽”式和液压式，本文主要讨论这三种过载保护结构的优缺点以及适应的场合。

　　1、剪切销式过载保护结构

　　剪切销式过载保护结构如图1所示。

　　剪切销式过载保护结构由一定数量的剪切销均布在特定分度圆上。剪切销的中间设计有剪切槽，当机组发生过载时，剪切销会在剪切槽的位置发生断裂，使主、从动机脱开，阻断过载力矩的传递，从而起到保护机组的作用。

　　剪切槽直径的计算公式如下[1]：

　　式中：为剪切销承受的极限扭矩；

　　为剪切销分布圆半径；

　　为剪切销数量；

　　为剪切销材料的抗剪强度，一般取为材料的实测抗拉强度。

　　剪断后的剪切销如图2所示。

　　2、“燕尾槽”式过载保护结构

　　“燕尾槽”式过载保护结构如图3所示。

　　“燕尾槽”式过载保护结构零件上设计有一条“燕尾”形剪切槽，当机组发生过载时，零件会在剪切槽的位置发生断裂。

，为材料的实测抗拉强度。“燕尾槽”应力计算云图如图4所示，剪断后如图5所示。

　　3、液压式过载保护结构

　　液压式过载保护结构如下图6所示。

　　液压式过载保护结构通过在封闭腔体内注入压力油，在结合面上形成一定的压力，然后通过结合面的摩擦力来传递扭矩，传递扭矩能力的大小和注油压力有关，如图7所示。过载后通过剪断安全管释放压力（如图8所示），从而实现保护功能。

4、三种过载保护装置优缺点对比

　　通过不同过载保护结构的工作原理可以看出：

　　（1）剪切销式过载保护结构结构简单，成本低，在机组发生过载后，只需要更换剪切销，就可以再次运行；通过增加或减少剪切销的数量，即可实现不同扭矩下的过载保护功能。但由于过载保护功能是通过多个剪切销共同实现，存在尺寸一致性、载荷均匀性问题，当机组工况不稳定，可能存在剪切销在并未达到过载扭矩前出现疲劳失效的风险。因此，剪切销式过载保护结构一般要求过载扭矩距离工作扭矩要有2.5倍以上的安全距离。

　　另外，剪切销与孔采用精密配合，当机组转子很大时，用来安装剪切销的传扭孔对齐困难，导致更换剪切销比较麻烦。

　　（2）“燕尾槽”式过载保护结构相对于剪切销结构，精度高，抗疲劳性能好，但在机组发生过载后，需更换带“燕尾槽”结构的零件，成本相对较高。当机组转子很大时，也存在更换困难的情况。

　　（3）液压式过载保护结构不存在疲劳问题，过载扭矩可以通过注入不同的油压来控制；在机组发生过载后，只需要更换安全管，重新注入压力就可以再次运行；安全管与剪切口无精度配合要求，更换方便。但由于自身结构比较复杂，采购成本非常高，并且对安装过程有一定的技术要求。

　　5、结论

　　联轴器的过载保护功能均需要通过试验进行标定，通过以上对比分析，结合成本考虑，在工程应用时可按表1进行选用，但需要结合转子动力学和安装空间要求。

　　参考文献

　　[1]中国机械设计大典.江西科学技术出版社，.