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聯(lián)軸器膜片主要應(yīng)力跟疲勞裂紋特點(diǎn)<一>、聯(lián)軸器膜片主要應(yīng)力
一、軸向安裝誤差引起的彎曲應(yīng)力。由于在軸線方向的安裝實(shí)際誤差，使膜片沿軸線方向發(fā)生彎曲變形。該位移加載在中間螺栓孔處的軸線方向，徑向位移和軸向位移固定。
二、角向安裝誤差引起的彎曲應(yīng)力(周期性應(yīng)力)。由于在軸線角向的安裝實(shí)際誤差，使膜片沿軸線方向發(fā)生周期性彎曲變形，而且它是決定膜片疲勞壽命的主要因素。
三、轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力。一側(cè)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的力，平均分布在4個(gè)間隔的螺栓孔上，在所取的1/4膜片上，該力沿周向作用于中間螺栓孔一側(cè)中部，固定徑向位移和軸向位移。
四、離心慣性力產(chǎn)生的離心應(yīng)力。高轉(zhuǎn)速機(jī)械的離心慣性力，在結(jié)構(gòu)的應(yīng)力計(jì)算中重要。固定中間螺栓孔的徑向位移、周向位移和軸向位移，周邊無其他載荷作用。
從相關(guān)公式(略)中分析，附加應(yīng)力的大小不光與兩軸相對角位移、兩軸相對軸向位移、兩軸相對徑向位移有關(guān)，還與聯(lián)軸器的螺栓數(shù)、聯(lián)軸器膜片厚度、聯(lián)軸器螺栓分布半徑等因素有關(guān)。因此，建議具體找正標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，不能統(tǒng)統(tǒng)按徑向≤0.15mm，端面跳動(dòng)≤0.1mm進(jìn)行。
聯(lián)軸器端面距離偏差對于聯(lián)軸器膜片端面距離偏差的要求，是基于兩軸相對位移產(chǎn)生的附加應(yīng)力的公式上提出來的。存在軸向安裝距離偏差的情況下，當(dāng)聯(lián)結(jié)螺栓上緊時(shí)，膜片上會(huì)產(chǎn)生受力情況(假定6個(gè)聯(lián)結(jié)螺栓)就會(huì)有偏差。而當(dāng)存在角度與徑向偏差時(shí)，膜片的受力同樣會(huì)產(chǎn)生偏差。一般在安裝時(shí)這兩種情況會(huì)同時(shí)存在，會(huì)產(chǎn)生力的疊加。
加上設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的軸向位移，有可能加速膜片損壞。相對應(yīng)的，軸向距離偏差引起的軸向應(yīng)力，反過來也可能會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)(振動(dòng)、軸承溫度)。
因此建議在實(shí)際檢修安裝中，嚴(yán)格控制兩半聯(lián)軸器之間的距離偏差。兩半聯(lián)軸器距離與中間短節(jié)加膜片的安裝厚度偏差在0~0.4mm以內(nèi)(有預(yù)拉預(yù)壓設(shè)計(jì)的膜片除外)。當(dāng)然每個(gè)聯(lián)軸器廠家的設(shè)計(jì)可能存在不同，因此也應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整。
<二>、聯(lián)軸器膜片的疲勞裂紋特點(diǎn)
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)致它們之間通過膜片的撓性可以有相對位概當(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，對隔過一個(gè)孔的第三孔，又可為固定約束。
膜片傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)矩是通過主動(dòng)螺栓利用聯(lián)軸器膜片元件帶動(dòng)從動(dòng)螺栓，沿螺栓分布圓切線方向傳遞的。忽略膜片間微小的相對運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為各膜片均勻承擔(dān)轉(zhuǎn)短螺栓作用在膜片上的力在膜片平面內(nèi)，按平面應(yīng)力問題求解，取三分之一膜片的一半。
根據(jù)上述分析，利用薄板彎曲有限元法計(jì)算膜片軸向偏移、角向偏移時(shí)的應(yīng)力，按平面應(yīng)力法計(jì)算傳遞轉(zhuǎn)矩的應(yīng)力和旋轉(zhuǎn)離心應(yīng)九角向偏移引起的偏斜彎曲應(yīng)力為交變應(yīng)力，其余三種應(yīng)力可合成為平均應(yīng)力。
知道了各應(yīng)力，就容易對膜片作強(qiáng)度校核。并且，由單個(gè)膜片的載荷與變形關(guān)系，可估算出聯(lián)軸器膜片的附加載荷，即大軸向力與恢復(fù)力矩。
膜片作為關(guān)鍵性元件，其疲勞壽命決定著聯(lián)軸器膜片的正常使用壽命。上面由有限元分析，可求得膜片所受的應(yīng)力狀。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。
聯(lián)軸器膜片依靠金屬膜片來傳遞扭矩并吸收由不對中引起的變形，零部件之間沒有相對運(yùn)動(dòng)，沒有摩擦磨損，因而不需要潤滑，符合流程設(shè)備無油化發(fā)展方向。齒式聯(lián)軸器是剛性可移式聯(lián)軸器，它靠齒面之間的相對滑移來補(bǔ)償兩軸的不對中，因此齒式聯(lián)軸器須要潤滑，而且潤滑條件是決定齒式聯(lián)軸器工作好壞的關(guān)鍵。特別是在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)顯得愈為突出，如在離心力的作用下，油的分離、泄漏等，以及潤滑油的選擇，往往因潤滑設(shè)計(jì)用的是被連接機(jī)器的軸承潤滑油，而不是承載能力愈適當(dāng)?shù)凝X輪潤滑油。因此，運(yùn)轉(zhuǎn)的齒式聯(lián)軸器的潤滑問題尤為突出。另一方面，齒面相對滑移產(chǎn)生的磨損又會(huì)造成油泥和不平衡等一系列問題。所以，雖然齒式聯(lián)軸器曾經(jīng)是大功率應(yīng)用的重要選擇，但隨著聯(lián)軸器膜片的出現(xiàn)和發(fā)展，齒式聯(lián)軸器逐步淡出了。
泊頭市恒發(fā)聯(lián)軸器廠（http://www.bthflzq.com）主營各種聯(lián)軸器膜片、齒式聯(lián)軸器、梅花聯(lián)軸器產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于軋機(jī)、橡膠、塑料、造紙、起重、運(yùn)輸、機(jī)車、電力等機(jī)械設(shè)備,是生產(chǎn)國產(chǎn)汽車傳動(dòng)軸、農(nóng)用車傳動(dòng)軸、工程車及各種非標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)軸的廠家。熱忱的歡迎各地客戶來廠來電咨詢。