聯軸器

聯軸器是一個可以連接二個不同機器的軸，在傳動過程中一起旋轉的機械元件。一般來說在聯軸器運作過程中，二個軸不會脫開，不過有些有扭力限制功能的聯軸器，在扭力過大時會使二軸有速度差，甚至脫開的功能。在加工車間和工廠內，也被廣泛稱為「靠背輪」。

聯軸器的主要用途是結合二個旋轉件，在一定程度的軸向、角度偏差或端面位移時仍能正常的運作。若妥善的選擇、安裝及維護聯軸器，可以減少大量的維修費用及停機時間[1]。

使用目的

在機器中安裝聯軸器有許多不同的目的，最常見的目的如下：

功率或轉矩的傳輸。

連結二個個別製造的旋轉機器的軸（如馬達和其他機械），在需要更換或維修時可以脫開。

增加機械的可撓性，允許軸有小幅度的偏差。

減少傳動時在軸上傳遞的衝擊性負載。

保護傳動軸，避免過轉矩。

調整或改善旋轉元件的振動特性。

聯軸器的種類

剛性聯軸器

剛性聯軸器的好處是可以精確的傳遞扭矩，不過對於二個軸的同心度要求非常高，也就是說要求二個轉軸要在同一直線上，若同心度偏差過大，不但影響聯軸器的性能，甚至可能影響其壽命。剛性聯軸器可分為以下幾類：

套筒聯軸器（sleeve coupling）：聯軸器以軸套的方式連接二個軸，其結構簡單，尺寸小，價格也低，但裝配和折卸時相當費時不便[2]。

夾殼聯軸器（clamp coupling），或稱開口套筒聯軸器（split-muff coupling）或壓緊聯軸器（compression coupling）：聯軸器是一個可打開、附有螺栓的夾殼，可以安裝後鎖緊螺栓使二軸連接，其優點是可以在不移動二軸的情形下，裝配或折卸聯軸器，不過二軸同心度較低，聯軸器結構較複雜，平衡精度不佳。

凸緣聯軸器（Flange coupling）：連軸器分為二部份，均帶有凸緣，組裝時先將二部份的連軸器分別用鍵和軸固定，再用螺栓組合二部份的聯軸器，其結構簡單，可傳遞較大轉矩，不過對兩軸同心度的要求也很高[3]。

撓性聯軸器

撓性聯軸器允許在有軸向、徑向或角度偏差時傳遞力矩，舉例如下：

彈性套柱銷聯軸器（Bushed pin type coupling）：由二個軸套組成，一個軸套附有柱銷及彈性材質的套管，另一個則有對應的銷孔，利用有彈性套的銷來傳遞力矩，在軸向有撓性，有良好的動態特性，不過可能會有各柱銷受力不一的問題。

萬向接頭：是連接兩根剛桿的接頭，接頭由一對相對方位為 90° 的普通鉸鏈組成，兩剛桿在任何角度下均可運作，不過當傳動軸等速旋轉時，從動軸會有運動的變化。

十字滑塊聯軸器（Oldham coupling）：專門用在傳動軸及從動軸平行不共線的場合，由三個圓盤組成，中間的滑塊圓盤兩側均有榫，兩者夾角90度，而接到主動軸及傳動軸的圓盤則有對應的榫槽，在旋轉時，滑塊圓盤會有徑向的運動。

波紋管聯軸器（Bellows coupling）：由波紋管及軸套組成，結構簡單，背隙較小，但傳動力矩也較小。

爪形聯軸器（jaw coupling）：在聯軸器兩軸之間加入十字形的彈性體，增加撓性並減少振動。

湯普森聯軸器（Thompson coupling）：一種改良型的雙萬向接頭，可以在等速情形下傳遞轉矩。

圓盤式聯軸器（Disc coupling）：在聯軸器兩軸之間加入一片不鏽鋼的碟型彈簧（或是有二個碟型彈簧，中間夾一個剛性中間塊），常用在伺服系統，不過因為相當精密，安裝或使用不當很容易造成損害。

膜片聯軸器（Diaphragm coupling）：使用膜片作為聯軸器中的彈性材質，金屬膜片可以加大旋轉剛度，塑膠或橡膠的膜片則可吸收振動[6]。

齒輪聯軸器：用齒輪作為動力傳動的方式，其傳動轉矩較大，不過有背隙及需要保養為其最大的問題。

直線齒形鼠牙盤離合器（Hirth coupling）

扭力限制聯軸器

扭力限制聯軸器可以保護系統，避免出現過大的扭力。

聯軸器的選用及安裝

一般而言，好的聯軸器需符合以下的條件：

容易安裝，在需要維修及更換時也容易脫開。

傳遞效率高，損失少。允許兩軸之間有一定程度的誤差。

在運轉時可以減少兩軸間的對位誤差，提高傳動功率及機器運轉時間（包含聯軸器、軸承及油封的壽命）。

在安裝連軸器時，一般會建議配合製造商的目標中心點偏移值，使機器維持在一個非零的偏移值，其目的是使得當實際運轉時，因著溫度的變化使著偏移值維持在一個理想的範圍內。

軸心偏移量測

軸心偏移可以利用針盤量規（dial gauge）或測隙規（feeler gage）來量測。不過在量測時要考慮支架的凹陷及視差的影響。軸心偏移的校正可以使用雷射軸心校正，精準度很高。

聯軸器的保養及損壞原因

聯軸器的保養一般比較簡單，檢查項目如下：

目測檢查，確認是否有磨損或疲勞的徵兆，然後清潔聯軸器。

若是聯軸器需要潤滑，檢查及更換潤滑油，大部份的聯軸器一年只需要更換一次潤滑油，不過若使用在惡劣環境或是特殊的工作條件，潤滑油可能要數個月就更換一次。

記錄針對每個聯軸器作的保養工作，及保養日期[7]。

不過即使聯軸器有定期保養，還是有可能損壞，以下即為在定期保養下，聯軸器損壞的原因：

聯軸器安裝不正確

聯軸器選用不當,使用條件超過原設計規格（如轉速過高、力矩過大等[7]

若要提昇聯軸器的壽命，就需要在更換下一個聯軸器之前，先了解其造成其損壞的原因，以下是一些聯軸器異常時，可能會出現的情形：

*異常噪音，包括有尖銳異音或是震顫音

*劇烈振動或擺動

*潤滑油漏出或是變髒，可能代表油封己損壞

聯軸器的轉動平衡校正

聯軸器一般在出廠前就會作轉動平衡校正，不過偶爾會在使用中會出現大幅的平衡偏差。聯軸器的轉動平衡校正非常困難及昂貴，一般只有在運轉公差要求很高時，才有必要進行平衡校正。系統可允許的聯軸器不平衡程度和聯接的機器特性有關，可以用詳細的分析或是經驗得知。

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