膜片聯(lián)軸器膜片應(yīng)力計(jì)算及疲勞壽命分析

發(fā)布時(shí)間：2019-08-16

膜片聯(lián)軸器(亦稱疊片、鋼片聯(lián)軸器)是一種有廣泛發(fā)展前途的、新型的、可取代齒式聯(lián)軸器的兩軸聯(lián)接裝置它由兩端軸、膜片組、中間軸和連接螺栓組成。其中，膜片組由數(shù)量的薄不銹鋼涂層膜片疊合而成，通過(guò)它來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造和安裝誤差、承載變形、熱變形以及機(jī)座下沉等原因，軸線間會(huì)產(chǎn)生某種程度的軸向、角向、徑向偏概軸線的相對(duì)偏移會(huì)在軸、軸承和聯(lián)軸器上引起附加載荷，使機(jī)組工作條件惡化膜片聯(lián)軸器能通過(guò)膜片的撓性來(lái)吸收軸線間的三向偏移，工作條件膜片聯(lián)軸器能傳遞大的轉(zhuǎn)矩，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、不需潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于航空、艦船、石油化工、機(jī)械制造等。

膜片是膜片撓性聯(lián)軸器的關(guān)鍵元件，由于軸線間偏移、傳遞轉(zhuǎn)矩、承受離心力，膜片工作時(shí)處于復(fù)雜的受力狀態(tài)。

膜片變形是薄板彎曲問(wèn)題，一般情況下，膜片承受的預(yù)變形是小變形，采用小撓度理論來(lái)處理。

膜片上相鄰兩孔的螺栓分別與兩端軸和中間軸的凸沿相連接，即螺栓相間反向布置，導(dǎo)致它們之間通過(guò)膜片的撓性可以有相對(duì)位概當(dāng)確定一個(gè)孔所在的位置是固定時(shí)，相鄰的兩孔處，由于預(yù)變形而導(dǎo)致法向作用力，對(duì)隔過(guò)一個(gè)孔的第三孔，又可為固定約束。

膜片作為關(guān)鍵性元件，其疲勞壽命決定著膜片聯(lián)軸器的正常使用壽命。又由于膜片是個(gè)缺口件，其疲勞強(qiáng)度和壽命取決于應(yīng)力集中(或應(yīng)變集中)處的較大局部應(yīng)力和應(yīng)變，因此，適宜用局部應(yīng)力一應(yīng)變法計(jì)算其疲勞裂紋萌生壽命。

局部應(yīng)力泣變法是近代在低周疲勞計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，提出的新的疲勞壽命估算方法，認(rèn)為只要較大局部應(yīng)力應(yīng)變相同，疲勞壽命就相同。局部應(yīng)力泣變法估算出的是裂紋形成壽命。

膜片聯(lián)軸器是一種的金屬?gòu)?qiáng)元件撓性聯(lián)軸器，由幾組膜片用螺栓交錯(cuò)地與兩半聯(lián)軸器聯(lián)接，每組膜片由數(shù)片疊集而成，膜片分為連桿式和不同形狀的整片式，被廣泛用于各種機(jī)械裝置的軸系傳動(dòng)。

膜片聯(lián)軸器在技術(shù)上有四大優(yōu)點(diǎn)：

1、干式聯(lián)軸器，無(wú)需潤(rùn)滑：彈性膜片聯(lián)軸器依靠金屬膜片來(lái)傳遞扭矩并吸收由不對(duì)中引起的變形，零部件之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有摩擦磨損，因而不需要潤(rùn)滑，符合流程設(shè)備無(wú)油化發(fā)展方向；

2、全金屬結(jié)構(gòu)，傳扭能力大，使用壽命長(zhǎng)：膜片聯(lián)軸器采用金屬膜片作為彈性元件，，傳遞載荷能力大，而且整個(gè)產(chǎn)品中不存在非金屬件，沒(méi)有老化問(wèn)題，使用壽命長(zhǎng)，比起非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器來(lái)說(shuō)，膜片聯(lián)軸器適用于苛刻的使用環(huán)境；

3、補(bǔ)償不對(duì)中能力大，安裝找正方便：　膜片聯(lián)軸器采用奧氏體不銹鋼膜片，可以在傳扭的同時(shí)承受較大的變形，從而補(bǔ)償兩軸的不對(duì)中；

4、軸向和角向剛度低，對(duì)設(shè)備影響小：膜片聯(lián)軸器采用很薄的金屬膜片作為彈性元件，角向和軸向剛度低，因而附加軸向力和附加彎矩很小。由于齒式聯(lián)軸器齒面可相對(duì)滑移，所以人們往往覺(jué)得齒式聯(lián)軸器能夠補(bǔ)償大的角向和軸向不對(duì)中，而不會(huì)給機(jī)組附加影響。

膜片聯(lián)軸器是由兩種法蘭半聯(lián)軸器和一組膜片靠螺絲緊固實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求：

(1)將安裝軸表面的灰塵污濁擦拭干凈，同行抹一層薄薄的機(jī)油或者潤(rùn)滑劑；

(2)將膜片聯(lián)軸器內(nèi)孔清潔干凈，抹機(jī)油或者潤(rùn)滑劑；

(3)將膜片聯(lián)軸器插入安裝軸，如孔徑偏緊，注意避免用鐵錘或硬金屬擊打安裝；

(4)定位完成后，先按對(duì)角線方向，用扭力扳手(規(guī)定的擰緊力矩1/4)輕輕地?cái)Q緊螺絲；

(5)加大力度(規(guī)定擰緊力矩的1/2)重復(fù)完成第4步動(dòng)作；

(6)按規(guī)定的擰緊力矩進(jìn)行擰緊力矩進(jìn)行擰緊固定；

(7)然后，按圓周方向依次擰緊固定螺絲。