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1、附录C - 联轴节锥度 144附录D - 联轴节防护件 145附录E - 联轴节安全疲劳因子 146 1. 概述 1.1 适用范围 1.1.1 在本标准内规定了有关炼油设备中连接两台设备的旋转轴并传递动力的专用联轴节的最低要求。一般说来，对挠性联轴节，专用联轴节的设计和结构要求最短的工作寿命为5年；对扭曲-阻尼联轴节和弹性联轴节，专用联轴节的设计和结构要求最短的工作寿命为3年。在上述期限内，要求这种专用联轴节在通常不间断的设备组中持续地工作，这对持续工作的装置是重要的。 1.1.2 在设计这种专用联轴节时，要求对耦联的设备在不加过大的机械载荷的情况下，能符合轴的偏移和轴向偏移。这些要求通常决定

2、了联轴节为满足所安装设备的运行条件应采取何种的具体设计和制造。1.1.3 本标准对联轴节，包括齿轮、挠性件、中空轴，以及对水平安装设备采用扭振阻尼联轴节和扭矩调节时的类型选择进行了讨论。其它的各种联轴节，包括离合式、液压式、涡流式以及通用联轴节，均不在本标准的讨论范围之内。如果在竖直安装或在明显偏离水平状态下使用联轴节时，则有必要增加一些附加要求。特别是必须对支持间隔件组件的重量加以规定。1.1.4 本标准包括对专用联轴节的设计、结构材料、制造质量、检验和测试。本标准未对特殊场合所用的联轴节型号的选择准则作出规定。注：如果用户打算对联轴节加以改型时，强烈要求应和原动设备和从动设备的原制造厂家进

3、行咨询，以确保本标准的正确使用。在一段开头处的（）标记表示应由买方作出决定的和提供详细资料的。这一信息应在数据表（见附录1）中给出；否则应在提供的报价上或在订单上加以说明。1.2 另一备选的设计方案 1.2.1 卖方应提供另一备选的设计方案。可以按买卖双方共同所商定的，换用相当的公制尺寸的紧固件和法兰。 1.2.2 备选的设计至少应相等于或优越于所规定的设计。 1.2.3 应按差异的情况全面说明与所规定设计之间的差异。 1.2.4 应包括按5.1节所要求的各项资料。 1.3 相抵触的要求 当本标准与质询或订单的要求有抵触时，应以订单内所包括的资料为依据 1.4 术语定义 在1.4.1到1.4.

4、4小节内列出本标准中所采用的术语定义。 1.4.1 角偏差：对双接合的联轴节来说，联轴节的角偏差是两个挠性件所连接构件的轴线与另一轴线之间的小夹角。因此，和双接合的联轴节关联的有两个角。这两个角不必相等，因为它们是径向偏移与各轴端角偏差联合作用的结果。AGMA 510对轴的径向偏移和角偏移给出了说明。 1.4.2 角偏差： 对单接合的联轴节来说，联轴节的角偏差是两个轴线之间的小夹角。 1.4.3 去垢件： 这是减少持续运行的联轴节槽内污垢的一种设计。1.4.4组件平衡：这是将组装好的联轴节作为一个整体进行平衡的步骤。 1.4.5 组件检验平衡：这是将组装好的联轴节放在平衡机上进行平衡并检测潜在

5、不平衡的步骤。可以对一个平衡好部件的联轴节或对一个平衡好组件的联轴节进行检测。1.4.6 轴向偏移:轴向偏移是两台耦合机器轴端间隙的变化，通常是由于热膨胀所引起的。1.4.7轴向自然频率：它是由影响挠性件轴向弹性频率的挠性中心件质量所确定的周期响应频率。这一弹性频率可随挠性件的挠度而改变；因此，对挠度幅值对应的响应频带，必须考虑到从零至容许的最大幅值。1.4.8轴向反作用力：它是由运行状态（轴的挠度、轴向偏移、转速、温度）加在联轴节上的轴向力。它和联轴节外形和刚度有关，或与齿轮联轴节零件之间的滑动摩擦有关。1.4.9齿间隙：它是齿轮齿在周向的间隙，由它提供角偏差的能力。1.4.10定期润滑：要

6、对进行润滑的联轴节定期更换润滑脂或润滑油。1.4.11弯曲刚度：对一个有角偏差的联轴节，在力矩作用下，弯曲至规定的角度所需多大的力或力矩。1.4.12轴端间隙：它是一根轴的端面（包括任何螺纹端）和另一根轴的端面之间的距离。对整体法兰的联轴节，这一距离应从接合面开始计量。1.4.13重心：对半联轴节而言，可以考虑重量的位置为对中的。半联轴节的有效重心位置是从设备的轴端量起的；离开轴端的位置是正值，在轴内的位置是负值。1.4.14部件平衡：由部件或由工厂组装的子部件的组成的联轴节，在进行联轴节组装之前，分别进行平衡时所需的步骤。1.4.15持续润滑的联轴节：持续润滑联轴节是由外润滑源持续不断地对齿

7、轮啮合表面进行润滑的联轴节。1.4.16持续力矩额定值：对一个联轴节而言，这是制造工厂的一个综合用于转速、角偏差和轴向位置的联轴节力矩容量的值。1.4.17齿顶直径：齿顶直径是齿轮齿表面的主直径。1.4.18齿顶间隙:齿顶径向间隙是指联轴节处于完全对准情况下的联轴节外齿表面的齿顶径（在毂上或在一滑块上）和轴套中内齿齿根径之间的间隙。1.4.19隔膜联轴节：它由连接在一个联轴节外径上的一个或几个圆盘形的挠性件和内径上的其它部件组成。1.4.20盘形联轴节:它是分别和联轴节两个部分周向接触的一个或几个挠性件组成的；其连接部位离轴中心线的径向距离相同。1.4.21双接合：它是有两个接合平面的联轴节。

8、这种联轴节可适应于平行偏移、角偏差和轴向偏移。1.4.22弹性联轴节：弹性联轴节是通过一个或几个弹性件来转递力矩的。根据弹性件转递力矩的方式可将弹性联轴节分为两种通用型：压缩型和剪切型。1.4.23电绝缘联轴节：为防止电流从轴的一端经过联轴节流至轴的另一端，在法兰之间和法兰与螺栓之间放入绝缘物的联轴节。1.4.24安全因子：用安全因子来考虑设计联轴节时未考虑到的一些未知因素。例如，应力分析时用的分析假设、材料的未知因素、制造的间隙等。在给定的设计条件下，安全因子等于材料的屈服应力除以计算应力。其中应力与力矩、转速、偏差和轴向位移有关。1.4.25安全疲劳因子：这是在公布的力矩、转速、偏差和轴向

9、位移额定条件下的安全因子。这是生产厂家设计联轴节额定值时所要用到的。（参看2.1.2.1）1.4.26挠性毂联轴节：有毂上齿轮外齿和轴套上内齿的联轴节。1.4.27挠性件联轴节：这种联轴节也称为盘与隔膜联轴节。挠性件联轴节从挠性的薄盘和隔膜处获得其挠性。1.4.28浸油啮合联轴节：这种持续润滑的联轴节在正常运行时其齿轮啮合完全浸在润滑油中。1.4.29齿轮联轴节：这种联轴节由互相啮合的齿轮齿面间的相对摆动和滑动来传递扭矩，并适应角位移、径向偏移和轴向偏移的。1.4.30半联轴节：它是连接轴并支持轴的联轴节的组成部件。对双接合的联轴节，包括间隔件组件部分，对单接合的联轴节，它包括成形的齿轮齿。1

10、.4.31高速联轴节：这是一种运行于1800转/分以上转速的联轴节。1.4.32侧向刚度：它是联轴节在垂直于其回转轴的平面内产生挠曲时的力和位移之比。1.4.33它是用于限定耦合轴端轴向移动的联轴节，和它相对应的轴端未装有对中的止推轴承。这种限定耦合轴端轴向移动的联轴节通常用于采用滑动轴承的电动机。1.4.34低速联轴节：这是一种运行于1800转/分或以下转速的联轴节。1.4.35船用联轴节：这种联轴节的外齿轮齿在间隔件上，内齿轮齿在轴套内。1.4.36最高容许温度：这是生产厂家在设计设备时所设定的最高持续温度。1.4.37最大持续角偏差：它是联轴节能持续承受的最大偏差，包括角偏差和径向偏差。

11、当联轴节在额定转速下持续传递额定力矩并同时持续承受最大轴向位移时，其最大持续偏差可以用一个单一的值来加以表示；或者说它与转速、力矩和轴向位移有关。1.4.38最大持续轴向位移：它是联轴节能持续承受的最大轴向位移。当联轴节在额定转速下持续传递额定力矩并同时持续承受最大角偏差时，其最大持续位移可以用一个单一值来加以表示；或者说它与转速、力矩和角偏差有关。1.4.39最大持续转速（转/分）：这一转速至少等于规定运行状态下所要求的最高转速的105。1.4.40机械挠性件：它是为适应接触面滑动所造成偏差的一种形式的挠性件。这些挠性件没有一个自由状态的位置。在挠性容许的范围内，它可以停留在任何一个轴和角的

12、组合位置上。机械挠性件阻止轴和角的指向改变。这一阻力主要和轴力矩以及接触面之间的摩擦系数有关。举例来说，这些机械挠性件有齿轮、心轴和定位销套。1.4.41最小容许转速（转/分）：这一转速是生产厂家设计的容许持续运行的最低转速。1.4.42力矩模拟器：它是一台模拟半联轴节上的力矩所需的辅助装置。力矩模拟器也可用做一块底座垫铁。1.4.43瞬时力矩限值：它相当于转速、角偏差和轴向位移组合条件下的部件材料屈服强度值为1.0的安全因子。1.4.44正常运行点：它是通常预期的运行点，这时要求原动设备和从动设备的效率最佳。这通常是卖方证明其产品性能符合本标准所述范围之内的运行点。1.4.45峰值力矩额定值

13、：它相当于转速、角偏差和轴向位移组合条件下部件的材料屈服强度值为1.15的安全因子。1.4.46 导槽：它是放置联轴节部件、子组件、组件的表面，其上固定或安装另一个联轴节部件。1.4.47 潜在的不平衡：它是指安装后联轴节可能存在的净不平衡。潜在的不平衡是由个别部件或子组件的残余不平衡量、个别部件或子组件由于径向跳动所造成的可能偏心和各个表面和定位的容差所引起的。潜在的不平衡值是所有不平衡量的平方和的方根。造成不平衡量的典型部件有：a.每个部件或子组件的残余不平衡量。b.安装在平衡机内的部件或组件所用的挠性件的偏心所造成每个部件或子组件平衡的误差。c.定位件和配件的容差或径向跳动所引起的偏心所

14、造成每个部件或子组件的不平衡。 1.4.48 中空轴联轴节:中空轴联轴节具有横向的和扭转的挠性。角位移、径向偏移和扭转振动可由较长的细轴的弹性变形所造成的。中空轴联轴节不提供轴向位移。1.4.49 额定转速：当联轴节能持续转递额定力矩，同时承受额定的角偏差和额定的轴向位移时所对应的最高转速。1.4.50 残余不平衡量：部件或组件经平衡后残余的不平衡量，它取决于平衡机的性能限度或根据有关的标准。1.4.51 齿根径：它是内齿轮齿根园的直径。1.4.52 使用寿命系数：考虑到异常和意外受载情况的系数。1.4.53 轴的伸入系数：这样系数是指在联轴节毂所限定范围内的轴长百分比，即为了计算扭转刚度时，

15、假定不受在轴毂处的约束。1.4.54 单接合：它指只有一个挠性面的联轴节。这种联轴节能适应角偏差和轴向位移。某些单接合的联轴节还能适应径向偏差。1.4.55 轴套：轴套是具有内齿的部件。1.4.56 底座垫铁：它是一个在挠性毂联轴节的驱动端牢固地保持浮动轴套的辅助设施。它使驱动器可以单独地进行维护而无需拆卸联轴节的毂。1.4.57 间隔件间隙长度：它是安装联轴节间隔件时法兰对法兰的间隙尺寸。间隔件间隙长度并不要求等于轴端之间的距离。1.4.58 扭振固有频率：扭振固有频率是指作用于受约束的轴与联轴节连接的扭转刚体组合上的旋转质量惯性所组成系统具有的固有转动周期频率。1.4.59 扭转刚度：对整

16、体联轴节或部分联轴节零件，如间隔件来说，扭转刚度是作用力矩和残余角位移之比。注：对有些类型的联轴节来说，扭转刚度并非是一个常数，它可能和力矩的幅值、变动的力矩以及频率有关。1.4.60 扭振调节：扭振调节指的是转换耦合系统的一个或几个固有扭振频率，以避免在已知激励频率下出现共振。扭振调节般是用改变联轴节的扭转刚度的方法来完成的。1.4.61 全指示读数：它指的是用度盘式指示表或类似的仪表在对转动的面或柱形表面进行整圈监测时，其最大读数和最小读数之间的差。对真实的平面或圆表面，指示读数分别隐含着一个等于读数的不垂直度，或等于读数一半的偏心度。对一个完好的圆表面来说，指示读数隐含着一个等于读数一半

17、的偏心度。对一个完好的平面来说，指示读数隐含着一个等于读数的不垂直度。如果所监测的表面不是完好的柱面或平面，那面对全指示读数含意的解释就比较复杂了，它可能代表椭圆或凸角。 1.4.62 传递的轴向力： 轴向力是通过联轴节从一轴传至另一轴的，其作用是减小弹性元件的挠曲或齿轮齿间的滑动摩擦 1.4.63 断开转速（转分）：断开转速是独立的紧急超速装置使一变速的原动机停车时的联轴节转速。如果这一词汇用于一固定转速的电动机所驱动的机器链时，这时断开转速应是相对于和最高电源频率同步的联轴节的转速。有关不同设施的的情况，请参看表1。表 1 传动装置的断开转速 传动装置类别 断开转速（最大持续转速的） 蒸汽

18、轮机 NEMA Aa） 级 115 NEMA B、C、Da） 级 110燃气轮机 105 变速电动机 110 恒速电动机 100 往复运动的机器 110 a） 表示按NEMA（美国全国电气制造商协会）SM 23中规定的调速器等级。1.4.64 协调职能：协调职能是指对订货范围内所包括的设备和辅助系统的技术性能进行协调的职能。要考虑的这些技术性能包括但不限于诸如功率要求、转速、转动方向、总体布置、动力学、噪声、密封系统、材料测试报告、仪表、管道、符合技术规格和部件测试这样的一些内容。1.5 参考出版物在本标准出版物有效期内且为本标准所规定的下列标准、规范和规格构成本标准的一部分。对质询后要加以改

19、动的标准、规范和规格，应由买方和卖方共同协商确定。API 标准614 专用的润滑、轴密封和控制油系统 报告684 有关转子动力学和平衡的API标准指导手册：横向临界的和扭转链分析以及 转子平衡的引论AGMA1）510挠性联轴节的词汇9000挠性联轴节 - 潜在不平衡的等级9002 挠性联轴节的孔和键槽（点动系列）9003 挠性联轴节 - 无键的配合 ANSI2） Y14.2M 有关直线行的协定和字母标定 ISO3）262通用公制螺纹 - 有关螺钉、螺栓和螺母尺寸的选择4572液压流体功率 - 估计过滤性能的多通道方法 10441 石油和天然气工业 - 转递机械动力的专用挠性联轴节 NEMA4）

20、 SM 23 机械驱动装置的汽轮机 OSHA5） 联邦规程中的29种规范 部分1910.219 SAE6） J 429 有关外螺纹紧固件对机械和材料的要求1） 美国齿轮制造商协会，1500 King Street，Suite 201，Arlington，Virginia 22209.2） 美国国家标准研究所，11 West 42nd Street, New York, New York 10018.3） 国际标准化组织，ISO出版物是由国际标准化组织提供的，11 West 42nd Street, New York, New York 10036. 4） 美国电气制造商协会，1300 Nort

21、h 17th Street, Suite 1847, Rosslyn, Virginia 22209.5） 美国劳动部职业安全和保健管理局，美国政府印刷局提供的联邦法规， Washington,D.C.20402.6） 美国自动工程师学会，400 Commonwealth Drive, Warrendale, Pennsylvania 15096. 2. 基本设计 2.1 概述 2.1.1 联轴节的选择 2.1.1.1 买方将规定要提供的联轴节是挠性件的、齿轮的、中空轴的还是扭转-阻尼的。有关扭转-阻尼的联轴节，请参看附录B中的专用说明。2.1.1.2 联轴节应按照设备在稳态和转递转矩情况下的

22、载荷、角偏差、轴向位移和转速来进行选择。a.在2.1.1.3、2.1.1.4、2.1.1.5和2.1.1.6节中规定了稳态和转矩和偏差情况下的最低要求。b.如果已经对设备熟悉了，则可用2.1.1.7节来替代2.1.1.3、2.1.1.4和2.1.1.5节；有时可得出采用尺寸较小和价格较低的联轴节的结论。c.在2.1.1.8节中规定了在选择联轴节时要求的最小瞬时力矩。d.不论选择联轴节的标准如何，它必须在运行时承受所有的角偏差和轴向位移条件下能够转递最大的稳态力矩、持续的循环力矩和最大的瞬时力矩。2.1.1.3 选择联轴节时所用的稳态力矩应基于下列方程： 对国际标准单位： TS = p.5 （1

23、） 对美制单位： TS = p.5式中：TS 选择联轴节时所用的稳态力矩，单位为牛顿-米N-m（英寸-磅in-lb）,P正常= 从动机械在规定的标称运行点所要求的输入功率，单位为千瓦kW（马力hp）,N正常= 在标称功率下的转速，单位为转/分rpm。SF 在各种偏置设计的方式运行下所得出的使用寿命系数，这一运行情况可受如下因 素的影响而改变，这些因素是流体的密度（分子量、温度和压力）、载荷的不均匀 分配、污垢或驱动器的最大输出。2.1.1.4 除非另有规定，对齿轮联轴节来说，应在使用寿命系数为1.75的情况下来确定它的额定值；对弹性联轴节，使用寿命系数应为1.75；对挠性件联轴节，使用寿命系数

24、应为1.5；对中空轴联轴节，使用寿命系数应为1.5 。当新设计处于投标阶段时，驱动器的最终性能通常是未知的。如果合理地设法取得规定的使用寿命系数时，无法使联轴节重量和旋转力矩与所连接的机器的转子动力学要求相称，那么可选择较低的系数，其值由买卖双方共同协商确定。在上述情况下，所选联轴节的使用寿命系数值不应低于1.2。2.1.1.5 除非另有规定，在使用寿命系数取值为1.75时，联轴节对轴的连接以及机器的轴应能在由方程1所确定的稳态力矩下运行（参看2.1.1.9）。2.1.1.6 除非另有规定，联轴节的选择至少应以每个挠性件承受（1/5） 稳态角偏差为基准。最小的稳态轴向位移应由最大的轴直径除以1

25、00来确定。2.1.1.7 如果驱动器和驱动器性能是给定的或为已知的，那么联轴节的尺寸可以按驱动器的额定值来确定。在上述情况下，使用寿命系数值不应低于1.2。应将这样选择的联轴节的尺寸提供买方供批准。如果驱动器的额定值大于标称载荷时，上述要求可使对联轴节的选择过于保守。2.1.1.8 买方应规定联轴节在运行时预期承受出现瞬态的大小、性质和次数。联轴节、联轴节对轴的连接以及轴至少能转递买方规定的最大瞬态力矩的115而不受损。这一因子适用于已知的如感应电动机启动时的瞬态条件。对某些同步电动机启动时，力矩较大且是周期的，或短路和制动器再次接入的情况下，这一因子的确定将由买卖双方协商确定。2.1.1.

26、9 对联轴节和轴的连接采用液压配合的和无键的情况，其力矩值应由AGMA 9003中的方法和方程来确定。a.所用的摩擦系数应是0.15。b.毂的配合长度不应包括O形环和毂或轴内的配油槽。 在买方同意的情况下可采用其它计算方法。2.1.1.10 如果不能同时接受下列每个额定的最大值时，卖方应说明耦联的持续力矩、转速、耦联的持续角偏差和耦联的持续轴位移之间的关系（参看5.2.3.2小节）。对某些类型的联轴节，特别是那些采用弹胶件或插入件的联轴节，上述关系仍与温度、振动力矩及其频率有关。2.1.2联轴节的额定值 2.1.2.1 在持续力矩额定值时的安全疲劳因子和任何转速、角偏差及轴向位移的组合应按修正

27、的Goodman图表的比例增加法或恒定寿命曲线并结合在预估状态下挠性件所引起的平均应力和循环应力来确定。如果采用Goodman图表的比例增加法，那么最小的安全疲劳因子应为1.25。无论采用何种方法，应按照MIL-HDBK-5、SAE、ASTM，或按照其它客观资料来源，或按照测试数据来得出材料的强度。联轴节生产厂家应说明上述资料的来源。参看附录E。 注：上一段落（对联轴节生产厂家）规定了最小的安全疲劳因子以及用它来识别材料性质的方法。这一规定使联轴节的持续额定值的基础得以标准化。有关设计的详情，如用来推导应力的公式和分析，通常均具有专利权的，它不是本文的一个部分。2.1.2.2 如果联轴节同时承

28、受峰值力矩和转速、轴向位移和角偏差的作用，则所有的传递力矩的联轴节部件的最小的安全疲劳因子应是部件材料屈服强度的1.15倍。生产厂家还应说明对应于部件屈服强度的安全因子为1.0的暂态转矩限值。这一小节（对联轴节生产厂家）规定了瞬态的和暂态的耦合限值的最小的安全因子。2.1.3间隔件 所有的联轴节均应是间隔件式的。这一间隔件应具有足够的长度，以便拆卸联轴节毂或维护邻近的轴承和密封件时无需拆卸轴或破坏设备的对准情况。因此，除买方另有规定外，间隔件的最小长度应相当于两轴端之间的尺寸460毫米（18英寸）。2.1.4 毂的类型 买方应规定采用整体凸缘式的或可卸式的毂。2.1.5 整体凸缘式毂的加工2.1.5.1 如果联轴节采用整体凸缘式轴端，则联轴节的供应商应提供凸缘的几何外形。凸缘上的孔应采用计算机数字控制的设备或一钻削固件（或模板）来进行加工。无论是何种情况，应对加工情况进行检查，以保证密合的联轴节凸缘的正确布位。必要时，联轴节供应商应提供该钻削固件（或模板）。2.1.5.2 除非另有规定，联轴节应直接和整体凸缘配合，无需采用一个适配器。如果在联轴节和整体凸缘之间加一个适配器时，则需要对另外的配合件的径向跳动和间隙进行控制，以保持系统的平衡。此外，还要规定每项订货应由何方来提供适配器（是