膜片联轴器膜片的结构和工作特点

作者:广通传动机械 发布时间:2015-10-09

膜片联轴器(亦称叠片、钢片联轴器)是一种有广泛发展前途的、新型的、可取代齿式联轴器的两轴联接装置。它由两端轴、膜片组、中间轴和连接螺栓组成。其中,膜片组由一定数量的薄不锈钢涂层膜片叠合而成,通过它来传递转矩和运动。

联轴器所连接的两轴,由于制造和安装误差、承载变形、热变形以及机座下沉等原因,轴线间会产生某种程度的轴向、角向、径向偏移。轴线的相对偏移会在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷,使机组工作条件恶化。膜片联轴器能通过膜片的挠性来吸收轴线间的三向偏移,改善工作条件。膜片联轴器能传递大的转矩,而且具有结构简单、加工方便、不需润滑等优点,因而广泛应用于航空、舰船、石油化工、机械制造等领域。

根据膜片的结构和工作特点,针对工程设计中常见的六孔圆环形和束腰形膜片,利用有限元方法建模,分析膜片的应力,并编写了相应的应力计算软件。在此基础上,引入修正的局部应力-应变法估算膜片疲劳裂纹形成寿命,为工程设计提供了理论依据与方法。

膜片是膜片挠性联轴器的关键元件,由于轴线间偏移、传递转矩、承受离心力,膜片工作时处于复杂的受力状态。膜片变形是薄板弯曲问题,一般情况下,膜片承受的预变形是小变形,采用小挠度理论来处理。

膜片上相邻两孔的螺栓分别与两端轴和中间轴的凸沿相连接,即螺栓相间反向布置,导致它们之间通过膜片的挠性可以有相对位移。当确定一个孔所在的位置是固定时,相邻的两孔处,由于预变形而导致法向作用力,对隔过一个孔的第三孔,又可为固定约束。

根据轴向预变形的载荷对称性和结构对称性,可取三分之一膜片来进行分析。小变形条件下,可以应用薄板弯曲小挠度理论。对三分之一膜片进行网格划分(三角形薄板单元)和有限元计算,每个节点有三个自由度。如果约束AB、CD边的自由度,则应力计算值将过大。实际上,膜片AB、CD处可以发生翘曲等不规则的变形,故AB、CD边
应作为自由边。在两端的半圆孔上施加约束,中间螺孔承受载荷。这样就把它作为静定简支结构来处理。
 

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