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安全联轴器（也称为扭矩限制联轴器、过载联轴器或剪切销联轴器）是一种机械保护装置，它在正常工作条件下传递扭矩，但在扭矩超过预设阈值时脱离或打滑。这种瞬时响应可保护下游设备（齿轮箱、电机、驱动机械）免受堵塞、冲击负载或机械过载造成的损坏。
与标准联轴器不同，安全联轴器是牺牲性或可复位装置，旨在成为传动系统中最薄弱的环节，故意且可预见地无法防止对更昂贵的部件造成代价高昂的损坏。
安全联轴器按照以下三个基本原则之一运行：
| 原理 | 机构 | 复位类型 |
|---|---|---|
| 安全销/剪切元件 | 精确加工的销或衬套在预设扭矩下断裂 | 需要手动更换 |
| 摩擦离合器 | 当扭矩超过夹紧力时，弹簧加载的摩擦片会打滑 | 自动（扭矩下降时重置） |
| 球形制动器/弹簧棘爪 | 球或棘爪在轴向或径向力的作用下脱离制动凹槽 | 自动（旋转后重新接合） |
一般顺序：
正常运行：联轴器 传输全扭矩且零滑差
过载事件：扭矩超出预设限制
激活：联轴器 脱离（剪切、滑动或棘轮）
保护：驱动源（电机）继续运行；被驱动机器停止或自由旋转
复位：手动（更换销）或自动（扭矩减小后重新接合）
最简单且最具成本效益的设计。一根或多根硬化钢销穿过对齐的轮毂。在过载情况下，销钉可以干净地剪切。
| 功能 | 描述 |
|---|---|
| 扭矩范围 | 10 牛·米 – 50,000+ 牛·米 |
| 重置 | 手动（更换引脚） |
| 准确性 | ±10–15% 设定扭矩（随销钉材料/热处理而变化） |
| 优势 | 低成本;简单的;正常操作下无磨损 |
| 缺点 | 需要库存库存；停机更换 |
弹簧加载的球接合到匹配的制动凹槽中。过载迫使球轴向离开其底座，从而允许相对旋转。
| 功能 | 描述 |
|---|---|
| 扭矩范围 | 5 牛·米 – 10,000 牛·米 |
| 重置 | 自动（<360° 旋转后重新接合） |
| 准确性 | 设定扭矩的 ±5–10% |
| 优势 | 无需更换零件；立即重置 |
| 缺点 | 多次循环磨损；不适合倒车驱动（狩猎） |
弹簧加载的摩擦盘通过夹紧力传递扭矩。过载会导致连续打滑，直到扭矩降至设定点以下。
| 功能 | 描述 |
|---|---|
| 扭矩范围 | 50 牛·米 – 500,000+ 牛·米 |
| 重置 | 自动（扭矩减小时滑动停止） |
| 准确性 | ±15–25%（受温度、磨损、润滑影响） |
| 优势 | 处理持续的过载；可调扭矩 |
| 缺点 | 滑动时产生热量；摩擦面磨损 |
通过磁场非接触式扭矩传输。过载会导致磁滑差而无机械磨损。
| 功能 | 描述 |
|---|---|
| 扭矩范围 | 0.1~500牛·米 |
| 重置 | 自动（平滑滑动） |
| 准确性 | ±3–5% |
| 优势 | 无接触磨损；平稳的过载行为；洁净室兼容 |
| 缺点 | 扭矩能力有限；成本较高 |
| 参数 | 剪切销 | 球制动器 | 摩擦 | 磁性 |
|---|---|---|---|---|
| 扭矩能力（最大） | 50,000牛·米 | 10,000牛·米 | 500,000牛·米 | 500牛·米 |
| 速度极限 | 5,000转/分钟 | 10,000转/分钟 | 20,000转/分 | 15,000转/分钟 |
| 扭矩精度 | ±10–15% | ±5–10% | ±15–25% | ±3–5% |
| 过载响应时间 | <1毫秒 | <2毫秒 | <5毫秒 | <1毫秒 |
| 可复位 | 否（更换引脚） | 是（自动） | 是（自动） | 是（自动） |
| 间隙 | 低（销钉配合） | 低（制动） | 零（预载） | 零 |
| 维护 | 更换销钉 | 干净的;更换弹簧 | 更换摩擦片 | 没有任何 |
| 成本（相对） | 低的 | 中等的 | 中-高 | 高的 |
剪切销：扭矩由销直径、材料（硬化工具钢）和销数量决定
球制动器：可调节弹簧预紧力（螺纹套环或贝氏垫圈）
摩擦力：可调节夹紧螺母，带锁紧螺母或液压
工厂校准可追溯到扭矩标准
| 指示类型 | 方法 |
|---|---|
| 机械的 | 接近开关检测轴向位移（球制动器）或相对旋转 |
| 电气 | 限位开关或感应传感器在脱离时触发 |
| 视觉的 | 通过检查窗可见彩色指示环或标志 |
| 偏僻的 | PLC输入来自传感器；机器停止或报警 |
清除过载后会自动重新接合
球制动器：相对旋转 <360° 后，球会弹回到制动器中
摩擦：止滑；恢复正常扭矩传输
无需手动干预（与安全销不同）
安全销失效后：从动轴完全脱开（无扭矩传输）
球制动器：脱离期间扭矩降至接近零
摩擦：在设定扭矩下连续滑动（产生热量）
旨在保护：齿轮、轴承、滚筒、螺旋输送机、升降机、搅拌机
| 故障模式 | 根本原因 | 预防措施 |
|---|---|---|
| 过早的销钉剪切 | 扭矩设置太低；骑车疲劳 | 设置为 1.5–2× 正常操作扭矩；仅使用额定引脚 |
| 销钉不会剪切（过载） | 引脚太大；错误的材料 | 精确计算；用扭力扳手测试 |
| 滚珠制动器磨损（扭矩减小） | 反复发生超载事件；润滑不良 | 使用硬化球/座；将扭矩设置得更高；按 OEM 润滑 |
| 摩擦盘玻璃 | 长时间滑行时过热 | 使用较大的联轴器；添加温度传感器；限滑持续时间 |
| 误触发（振动） | 接近设定值的冲击载荷 | 增加设定扭矩20%；使用阻尼元件 |
| 无法重新参与 | 制动器内有碎片；弹簧断裂 | 定期清洁；每 5,000 小时更换一次弹簧 |
| 行业 | 应用 | 推荐类型 |
|---|---|---|
| 物料搬运 | 螺旋输送机、斗式提升机（堵塞） | 安全销（低成本） |
| 采矿业 & 聚合 | 破碎机、振动给料机 | 球形制动器（可逆） |
| 钢铁和轧机 | 输出台、卷取机（高冲击） | 摩擦（重载） |
| 包装 | 灌装机、贴标机（易碎货物） | 磁性（光滑滑动） |
| 机床 | 牵引机构、分度台 | 球形制动器（紧凑型） |
| 风力涡轮机 | 变桨驱动器、偏航驱动器 | 摩擦力（可调） |
| 海洋 | 甲板机械、绞车 | 安全销（耐腐蚀） |
| 自动化生产线 | 取放机器人（碰撞保护） | 磁性或球形制动器 |
指定安全联轴器时，确定：
| 标准 | 关键问题 |
|---|---|
| 正常工作扭矩 (T_n) | 从动轴上的稳态扭矩（N·m 或 lb·in） |
| 设定扭矩（T_set） | 对于平滑负载，通常为 1.5–2.0 × T_n；冲击载荷为 2.5–3.5 × T_n |
| 峰值瞬态扭矩 | 电机启动扭矩、反转冲击、堵转扭矩 |
| 速度（转/分） | 影响离心力（球制动）和散热（摩擦） |
| 惯量比 | 驱动惯量/电机惯量（影响过载期间的超调） |
| 重置要求 | 手动（安全销）与自动（球制动/摩擦） |
| 环境 | 温度、灰尘、潮湿、冲洗、爆炸性环境 |
| 轴安装 | 孔径、键槽、锥度锁、花键、收缩盘 |
| 需要说明 | 远程传感器 (PLC)、本地视觉或无 |
SWC 型万向传动轴是满足破碎机 (BD) 苛刻、高扭矩要求的最佳工程解决方案。其整体式叉头设计提供了承受极端冲击载荷所需的结构完整性，同时其高角度和轴向补偿能力可适应重型反向传递的动态不对中。通过采用高强度合金钢和精密热处理，SWC 轴可确保结构钢生产中要求严格的初级破坏阶段所需的耐用性和可靠性。
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齿轮主轴（曲齿齿轮联轴器）代表了一种经过验证的、精密设计的解决方案，可满足棒材和线材粗轧机的苛刻要求。其独特的组合包括可优化负载分布的全冠齿几何形状、可实现一次坯料压下的卓越扭矩能力（高达 1600 kN·m）、可实现平稳轴向运动的精密匹配花键以及平稳的操作特性，使其成为现代棒材和线材粗加工作业不可或缺的组件。
SWC 型万向传动轴代表了满足棒材和线材粗轧机严格要求的最佳工程解决方案。其独特的组合包括确保可靠性的整体叉头结构、用于一次坯料压下的极限扭矩能力、用于适应复杂轧机几何形状（高达 15-25°）的角度灵活性以及用于恶劣的粗轧机环境的耐用性，确保在整个长材行业中最具挑战性的应用之一中实现可靠的动力传输。
齿轮主轴代表了一种经过验证的、精密设计的解决方案，可满足钢板精轧机的苛刻要求。其独特的组合包括可优化载荷分布的全冠齿几何形状、可最终减少板材的卓越扭矩能力以及可实现可靠运行的坚固结构，使其成为现代板材轧制应用不可或缺的组件。
曲齿齿轮联轴器代表了满足工业棒材和线材精轧机苛刻要求的最佳工程解决方案。其独特的结合了精密弧齿几何形状、高扭矩能力、全面的不对中补偿和环境坚固性，确保在最具挑战性的高速工业应用之一中实现可靠的动力传输。
万向传动轴代表了满足 PQF 无缝管轧机严格要求的最佳工程解决方案。其独特的组合包括可实现可靠性的整体叉头结构、可连续减径管材的高扭矩能力、可适应支架不对中的角度灵活性以及可适应恶劣轧机环境的坚固性，确保了这种先进的无缝管材生产技术中可靠的动力传输。
齿轮主轴代表了一种经过验证的、精密设计的解决方案，可满足冷带酸洗线的苛刻要求。其独特的组合包括可优化负载分布的全冠齿几何形状、用于张力控制的卓越扭矩能力、高达 ±3° 的不对中补偿能力以及可实现可靠运行的坚固结构，使其成为现代酸洗线驱动系统不可或缺的组件。
SWC 型万向传动轴代表了满足工业起重行业苛刻要求的最佳工程解决方案。其独特的集成叉头结构的可靠性、用于重型起重操作的高扭矩能力、用于适应结构偏转的角度灵活性以及用于恶劣工业环境的环境坚固性的组合确保了在安全关键的起重应用中可靠的动力传输。
GCJ 齿轮主轴代表了一种经过验证的、精密设计的解决方案，可满足热轧精轧机的苛刻要求。其独特的全冠齿几何形状组合可实现优化的载荷分布，具有出色的最终减速扭矩能力（氮化版本中高达 16,000 kN·m），以及可实现可靠运行的坚固结构，使其成为现代带钢热轧应用中不可或缺的组件。
SWC 型万向传动轴是采矿业中关键的、高度工程化的动力传输部件。其独特的组合具有最大可靠性的整体式无螺栓叉头、重载时的高扭矩密度、卓越的角度灵活性和坚固的环境密封性，使其非常适合最苛刻的采矿应用。从初级破碎机到数英里长的输送机，SWC 轴在动力和生产力之间提供了可靠的联系。
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SWC 型万向传动轴代表了满足热带钢连铸行业苛刻要求的最佳工程解决方案。其独特的集成叉头结构的可靠性、用于拉拔和轧制的高扭矩能力、用于适应不对中（高达 15-25°）的角度灵活性、用于热膨胀的轴向补偿以及用于恶劣铸造环境的环境坚固性的独特组合，确保了在这一关键的集成钢铁制造过程中可靠的动力传输。
弧形齿式联轴器代表了一种经过验证、稳健的工程解决方案，可满足钢板粗轧机的严苛要求。其独特的全冠齿几何形状组合可实现优化的负载分布，具有用于初次板坯压下的卓越扭矩能力，以及在最苛刻的轧机应用中经过验证的可靠性，使其成为现代板材生产不可或缺的组件。
SWC 型万向传动轴代表了满足工业棒材和线材精轧机苛刻要求的最佳工程解决方案。其独特的组合包括可实现可靠性的整体叉头结构、可减少最终断面的高扭矩能力、可适应机架不对中（高达 15-25°）的角度灵活性以及可适应恶劣轧机环境的坚固性，从而确保在棒材和线材生产的这一关键的最后阶段实现可靠的动力传输。
曲齿齿轮联轴器是一种经过验证、精密设计的解决方案，可满足单机架冷带钢轧机的严苛要求。其独特的组合包括可优化载荷分布的全冠齿几何形状、用于冷轧的卓越扭矩能力以及用于可靠运行的坚固结构，使其成为现代冷轧应用不可或缺的组件。
SWC 型万向传动轴代表了满足无缝管穿孔机苛刻要求的最佳工程解决方案。其独特的组合包括确保可靠性的整体叉头结构、一次钢坯穿孔的极限扭矩能力、适应复杂轧辊几何形状（高达 15-25°）的角度灵活性以及适应恶劣穿孔机环境的环境坚固性，确保在整个钢铁行业最具挑战性的应用之一中实现可靠的动力传输。
SWC 型万向传动轴代表了满足工业造纸行业严格要求的最佳工程解决方案。其独特的组合包括可靠的整体叉头结构、重型截面驱动的高扭矩能力、适应不对中（高达 15-25°）的角度灵活性以及适应高湿度造纸厂环境的环境坚固性，确保了这一关键制造领域的可靠动力传输。
SWC 型万向传动轴代表了满足工业万能型材铣床苛刻要求的最佳工程解决方案。其独特的组合包括确保可靠性的整体叉头结构、用于复杂截面缩减的高扭矩能力、用于适应机架不对中（高达 15-25°）的角度灵活性以及用于适应恶劣轧机环境的坚固性，确保了结构钢生产这一复杂领域的可靠动力传输。
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