帶您了解膜片聯(lián)軸器的膜片扭轉(zhuǎn)剛度

膜片聯(lián)軸器主要由金屬膜片組、法蘭盤(pán)、兩端軸、中間軸和連接螺栓組成，是一種有普遍發(fā)展前途新型的可取代齒式聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器的兩軸撓性連接裝置。目前常用結(jié)構(gòu)有圓環(huán)式、多邊式和束腰式。由于圓環(huán)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便而較為普遍的應(yīng)用。20世紀(jì)80年代由引進(jìn)的各種裝置、設(shè)備或引進(jìn)技術(shù)制造的設(shè)備上均大量配用此種聯(lián)軸器。實(shí)踐表明，金屬膜片聯(lián)軸器失效在通常情況下均為膜片疲勞破環(huán)所致，因而許多學(xué)者致力于膜片應(yīng)力和壽命分析，從中影響因素。本次主要是在重載、高轉(zhuǎn)速、安裝有大偏差工況下對(duì)給定的8孔聯(lián)軸器中的圓環(huán)膜片進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。從中尋求正確的膜片結(jié)構(gòu)參數(shù)和允許的安裝誤差及大承受載荷。

下面，介紹一下計(jì)算膜片聯(lián)軸器膜片扭轉(zhuǎn)剛度的方法：

一、相鄰兩螺栓孔之間的膜片段可等效為懸臂梁，并利用材料力學(xué)的方法推導(dǎo)出連桿型膜片聯(lián)軸器在單承受轉(zhuǎn)矩、離心載荷、軸向偏移以及角向偏移時(shí)膜片內(nèi)部應(yīng)力的計(jì)算公式，同時(shí)提出了一種計(jì)算膜片扭轉(zhuǎn)剛度的方法，是運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)分析膜片應(yīng)力和剛度的典型方法，但是不足是無(wú)法考慮螺栓孔周?chē)鷧^(qū)域應(yīng)力集中效應(yīng)的影響，導(dǎo)致計(jì)算應(yīng)力與實(shí)際應(yīng)力有大的差距。

二、比較典型的運(yùn)用有限元法和薄板彎曲理論對(duì)膜片應(yīng)力和疲勞壽命開(kāi)展的研討。其共同點(diǎn)是先分析膜片在各種單工況下的應(yīng)力，將3種靜態(tài)應(yīng)力（軸向彎曲應(yīng)力、膜片應(yīng)力、離心應(yīng)力）的組合應(yīng)力作為膜片的平均應(yīng)力，將旋轉(zhuǎn)時(shí)角向偏移引起的應(yīng)力作為交變應(yīng)力幅，應(yīng)用靜力學(xué)分析分別求得平均應(yīng)力和交變應(yīng)力幅，然后基于此結(jié)果進(jìn)行疲勞分析。

三、當(dāng)膜片聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時(shí)，其角向偏移將產(chǎn)生交變應(yīng)力，每旋轉(zhuǎn)一周循環(huán)交變一次。膜片動(dòng)應(yīng)力將導(dǎo)致膜片和螺栓的疲勞破壞，因而準(zhǔn)確地計(jì)算動(dòng)靜復(fù)合應(yīng)力，是預(yù)測(cè)膜片聯(lián)軸器壽命、確定膜片式聯(lián)軸器工作的關(guān)鍵。

四、已有的相關(guān)研討多限于分析膜片在單承受某一種載荷時(shí)的應(yīng)力分布情況，而對(duì)于膜片實(shí)際承受復(fù)雜載荷時(shí)的動(dòng)靜復(fù)合應(yīng)力較少涉及。聯(lián)軸器的形式很多，根據(jù)功能和原理的不同分為3類(lèi)：普通聯(lián)軸器、聯(lián)軸器、特別聯(lián)軸器。聯(lián)軸器是在普通聯(lián)軸器基礎(chǔ)上增加機(jī)構(gòu)，一旦扭矩過(guò)載，可以使傳動(dòng)中斷或限制扭矩的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的重要部件不受損壞。特別聯(lián)軸器是指用非機(jī)械方式聯(lián)接的聯(lián)軸器，如液力傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)或磁力傳動(dòng)的聯(lián)軸器。

膜片聯(lián)軸器在環(huán)球上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)度應(yīng)用已很普通，在我國(guó)已制訂機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，靠膜片的彈性變形來(lái)補(bǔ)償所聯(lián)兩軸的相對(duì)位移，是一種金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器。金屬膜片使用時(shí)不用潤(rùn)滑，其結(jié)構(gòu)較緊湊，重量輕，使用壽命不錯(cuò)，無(wú)需維護(hù)，無(wú)旋轉(zhuǎn)間隙，允許大的偏心，不受溫度和油污的影響，裝卸簡(jiǎn)單，具有不怕酸、防止腐蝕的特點(diǎn)。穩(wěn)定聯(lián)軸器的種類(lèi)很多。如剪切銷(xiāo)式、鋼砂式、摩擦式、磁粉式等聯(lián)軸器。

由于膜片聯(lián)軸器能在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，自動(dòng)切斷軸的聯(lián)接，因此某些穩(wěn)定聯(lián)軸器的功能與穩(wěn)定離合器相同。聯(lián)軸器由于種種原因使其質(zhì)心或慣性主軸與其加轉(zhuǎn)軸線不重合，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將產(chǎn)生不平衡離心慣性力、離心慣性偶力和動(dòng)撓度（振型）的現(xiàn)象，稱(chēng)為轉(zhuǎn)子的不平衡現(xiàn)象，這種不平衡現(xiàn)象必然引起軸系的振動(dòng)，從而影響機(jī)器的正常工作和使用壽命，因而對(duì)其需要加以重視。

所以說(shuō)，膜片聯(lián)軸器與齒式聯(lián)軸器相比，沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，不需要潤(rùn)滑、密封，無(wú)噪聲，基本不用維修，制造方便，可部分代替齒式聯(lián)軸器。至少由一個(gè)膜片和兩個(gè)軸套組成。膜片被用銷(xiāo)釘緊固在軸套上一般不會(huì)松動(dòng)或引起膜片和軸套之間的反沖。有一些生產(chǎn)商提供兩個(gè)膜片的，也有提供三個(gè)膜片的，中間有一個(gè)或兩個(gè)剛性元件，兩邊再連在軸套上。