簡(jiǎn)介膜片聯(lián)軸器膜片的載荷情況

膜片聯(lián)軸器可以同時(shí)曲向不同的方向，以此來(lái)補(bǔ)償偏心。膜片聯(lián)軸器能補(bǔ)償主動(dòng)機(jī)與從動(dòng)機(jī)之間由于制造誤差、安裝誤差、承載變形以及溫升變化的影響等所引起的軸向、徑向和角向偏移。膜片聯(lián)軸器屬金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器，其依靠金屬聯(lián)軸器膜片來(lái)聯(lián)接主、從動(dòng)機(jī)傳遞扭矩，具有彈性減振、無(wú)噪聲、不需潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今替代齒式聯(lián)軸器及一般聯(lián)軸器的理想產(chǎn)品。

膜片聯(lián)軸器的膜片承受的載荷有以下幾種：

一、膜片承受的離心應(yīng)力。膜片聯(lián)軸器通常是安裝在傳動(dòng)軸上，高轉(zhuǎn)速機(jī)械的離心慣性力在結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算中重要。由螺栓、墊圈等的質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力和由膜片組自身質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力方向均沿徑向向外，使膜片組受到離心拉應(yīng)力。膜片承受的離心應(yīng)力隨轉(zhuǎn)速而有大變化，但運(yùn)行工況時(shí)，也可看作不變應(yīng)力。

二、膜片組的強(qiáng)迫位移。雖然膜片聯(lián)軸器工作時(shí)，膜片組件傳遞的扭矩很大，但是實(shí)踐證明：膜片聯(lián)軸器的主要失效不是由膜片組件的傳扭能力不足引起，而是膜片所受交變循環(huán)復(fù)合應(yīng)力所致。而這種復(fù)合應(yīng)力多是由膜片聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸不對(duì)中產(chǎn)生的附加載荷引起的。

1、膜片聯(lián)軸器的徑向偏移。僅雙膜片式聯(lián)軸器能夠承受徑向偏移，并且其承受徑向偏移的能力取決于兩組膜片之間的距離。

2、膜片聯(lián)軸器的軸向偏移。膜片聯(lián)軸器的軸向偏移K，受聯(lián)軸器的規(guī)格以及螺栓數(shù)量影響，聯(lián)軸器規(guī)格越大，所能承受的軸向偏移越大。軸向偏移會(huì)對(duì)膜片產(chǎn)生很大的應(yīng)力，因此，為聯(lián)軸器使用壽命的長(zhǎng)期，要求安裝時(shí)膜片之間盡可能緊密，膜片盡可能平整。同時(shí)，由于熱脹冷縮而導(dǎo)致的設(shè)備軸向偏差考慮進(jìn)去。對(duì)于雙膜片式聯(lián)軸器，聯(lián)軸器軸向偏移經(jīng)過(guò)中間體兩邊的膜片組平均后，膜片組的軸向偏移為膜片聯(lián)軸器軸向偏移的一半。

3、膜片聯(lián)軸器的角向偏移。軸線(xiàn)角向的安裝誤差，使膜片沿軸線(xiàn)方向發(fā)生周期性彎曲變形，它是決定膜片疲勞壽命的主要因素。膜片聯(lián)軸器角向偏移，大的角向偏移將使膜片組承受很大的附加彎矩。對(duì)于雙膜片式聯(lián)軸器，膜片組的角向偏移是聯(lián)軸器的角向偏移的一半。

三、膜片承受的轉(zhuǎn)矩

膜片聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)矩是通過(guò)主動(dòng)螺栓利用膜片元件帶動(dòng)從動(dòng)螺栓，轉(zhuǎn)矩在膜片中產(chǎn)生的沿螺栓分布圓切線(xiàn)方向的拉壓力。扭矩使膜片產(chǎn)生的拉伸或壓縮應(yīng)力隨工況而變化，但運(yùn)行工況時(shí)，可看作不變應(yīng)力。

膜片組是膜片聯(lián)軸器的主要彈性元件。膜片組在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中承受拉伸、擠壓、剪切等復(fù)合力，處于復(fù)雜的受力狀態(tài)，并由此來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)，同時(shí)吸收振動(dòng)和補(bǔ)償偏差。由于聯(lián)軸器中其他零件的剛度比膜片大得多，且膜片受力情況較為復(fù)雜，故這里只膜片的應(yīng)力分析。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮各膜片間微小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的表面剪力，即將所有膜片視為一個(gè)整體。

膜片聯(lián)軸器工作時(shí)，分別會(huì)受到扭矩引起的疊面應(yīng)力，軸線(xiàn)偏斜而引起的彎曲應(yīng)力，螺栓與膜片質(zhì)量通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心應(yīng)力以及膜片徑向、角向偏移引起的彎曲應(yīng)力等。疊面應(yīng)力會(huì)使螺栓產(chǎn)生剪切應(yīng)力；彎曲應(yīng)力使螺栓產(chǎn)生拉伸或壓縮應(yīng)力，且軸每旋轉(zhuǎn)1周應(yīng)力循環(huán)交變1次；離心力使螺栓產(chǎn)生剪切應(yīng)力，且隨轉(zhuǎn)速而變化。結(jié)合句容發(fā)電廠(chǎng)前置泵膜片聯(lián)軸器失效方式可知，螺栓孔附近膜片受到交變應(yīng)力和復(fù)合應(yīng)力的循環(huán)作用，發(fā)生疲勞斷裂。膜片受壓失穩(wěn)是膜片失效的一種常見(jiàn)故障，由材料力學(xué)可知，若受壓膜片承受大扭矩時(shí)的應(yīng)力大于臨界應(yīng)力，膜片將喪失其原有直線(xiàn)形狀的平衡，而變?yōu)槲潬顟B(tài)。