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<一>、聯(lián)軸器膜片主要應力
一、軸向安裝誤差引起的彎曲應力。由于在軸線方向的安裝實際誤差,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力(周期性應力)。由于在軸線角向的安裝實際誤差,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、轉矩產生的薄膜應力。一側轉矩產生的力,平均分布在4個間隔的螺栓孔上,在所取的1/4膜片上,該力沿周向作用于中間螺栓孔一側中部,固定徑向位移和軸向位移。
四、離心慣性力產生的離心應力。高轉速機械的離心慣性力,在結構的應力計算中重要。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。
從相關公式(略)中分析,附加應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,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。因此,建議具體找正標準,應根據(jù)設備設計要求進行,不能統(tǒng)統(tǒng)按徑向≤0.15mm,端面跳動≤0.1mm進行。
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生的附加應力的公式上提出來的。存在軸向安裝距離偏差的情況下,當聯(lián)結螺栓上緊時,膜片上會產生受力情況(假定6個聯(lián)結螺栓)就會有偏差。而當存在角度與徑向偏差時,膜片的受力同樣會產生偏差。一般在安裝時這兩種情況會同時存在,會產生力的疊加。
加上設備運行時產生的軸向位移,有可能加速膜片損壞。相對應的,軸向距離偏差引起的軸向應力,反過來也可能會影響設備的運行參數(shù)(振動、軸承溫度)。
因此建議在實際檢修安裝中,嚴格控制兩半聯(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(有預拉預壓設計的膜片除外)。當然每個聯(lián)軸器廠家的設計可能存在不同,因此也應該按照設計要求進行調整。
<二>、聯(lián)軸器膜片的疲勞裂紋特點
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,導致它們之間通過膜片的撓性可以有相對位概當確定一個孔所在的位置是固定時,相鄰的兩孔處,由于預變形而導致法向作用力,對隔過一個孔的第三孔,又可為固定約束。
膜片傳遞轉矩時,轉矩是通過主動螺栓利用聯(lián)軸器膜片元件帶動從動螺栓,沿螺栓分布圓切線方向傳遞的。忽略膜片間微小的相對運動,認為各膜片均勻承擔轉短螺栓作用在膜片上的力在膜片平面內,按平面應力問題求解,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算膜片軸向偏移、角向偏移時的應力,按平面應力法計算傳遞轉矩的應力和旋轉離心應九角向偏移引起的偏斜彎曲應力為交變應力,其余三種應力可合成為平均應力。
知道了各應力,就容易對膜片作強度校核。并且,由單個膜片的載荷與變形關系,可估算出聯(lián)軸器膜片的附加載荷,即大軸向力與恢復力矩。
膜片作為關鍵性元件,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力狀。又由于膜片是個缺口件,其疲勞強度和壽命取決于應力集中(或應變集中)處的大局部應力和應變,因此,適宜用局部應力一應變法計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動,沒有摩擦磨損,因而不需要潤滑,符合流程設備無油化發(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)軸器工作好壞的關鍵。特別是在運轉時顯得愈為突出,如在離心力的作用下,油的分離、泄漏等,以及潤滑油的選擇,往往因潤滑設計用的是被連接機器的軸承潤滑油,而不是承載能力愈適當?shù)凝X輪潤滑油。因此,運轉的齒式聯(lián)軸器的潤滑問題尤為突出。另一方面,齒面相對滑移產生的磨損又會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)軸器產品廣泛應用于軋機、橡膠、塑料、造紙、起重、運輸、機車、電力等機械設備,是生產國產汽車傳動軸、農用車傳動軸、工程車及各種非標準傳動軸的廠家。熱忱的歡迎各地客戶來廠來電咨詢。