膜片聯軸器脫開時須停機及中膜片高應力區域

膜片聯軸器用于將兩軸聯接起來并傳遞給扭矩的部件，亦有時兼做過載 保護作用。本聯軸器是一種固定聯接裝置，在機器正常運轉時是不能隨意脫開的，要脫開 停機。以將聯軸器的受力總結為下列四種，并給出啦各種力的計算方法，以八孔束腰式膜片為 對象。（1）膜片聯軸器扭矩產生產生的薄膜應力。設傳遞的扭矩為T(Nm)，總片數為m，對于8孔螺栓，由簡化條件知：單片膜片的轉矩T1=T/m，每個主螺栓上所受的力為F=T/4mR。（2）高速旋轉時由于慣性所產生的離心應力。假定螺栓與膜片聯軸器膜片材料相同，可計算得各自的質量，根據所處的位置和螺旋角度，可算的離心力，且作用在總質心上。高轉速機械的離心慣性力在結構的應力計算中重要，其離心慣性力可以按徑向力F=(2n/60)2rp加載，方向沿徑向向外，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。（3）由于膜片聯軸器軸向安裝的誤差，使膜片沿軸線方向發生彎曲變形。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。在兩端的兩個中間空來施加約束，中間孔來承受載荷。這樣就把它作為靜定簡支機構來處理。（4）角向安裝誤差引起的彎曲應力。它可以根據下圖的簡化來求解。由于在軸線角向的安裝實際誤差，使膜片聯軸器膜片沿軸線方向發生周期性彎曲變形，而且它是決定膜片聯軸器膜片疲勞壽命的主要原因。根據角向偏差計算所引起的中間螺栓孔一周在軸線方向的位移，徑向位移和軸向位移固定。通過角度傾斜可以求出恢復力矩H的大小，一般情況下，膜片聯軸器膜片的角位移是很小的，因此膜片變形屬于小變形，可以采用薄板小撓度彎曲理論來分析。

膜片聯軸器膜片中高應力區域出現在膜片上鉸接點附近，低 系數區域也出現在鉸接點附近，這說明該區域易發生破壞；在同樣工況下，膜片組增添補片后，能縮小膜片組中高應力區域和低 系數區域范圍，從而提高膜片組的能力。為了解決傳統膜片組易損壞問題，先基于TRIZ理論設計出有補片的膜片聯軸器，再利用CosmosWorks軟件對傳統聯軸器的膜片組和有補片膜片聯軸器的膜片組進行了分析。膜片聯軸器的易損部件為膜片組件。膜片組件的使用壽命決定了聯軸器的使用壽命和工作效率。國內生產的膜片聯軸器無論在外觀質量還是在使用壽命等各方面都與 產品有 的差距。為此， 人員對膜片聯軸器進行了 [15]，但其中一部分成果僅為理論 成果，未對膜片聯軸器膜片組件的結構提出 佳解決方案，另一些成果僅對某種結構膜片(如圓形膜片)進行探討，或者是僅對單片膜片進行分析，由此得出的結論普適性不強。從實際損壞的膜片組及理論分析[1飊5]可知，膜片聯軸器膜片組件的損壞主要出現在膜片組鉸接點附近。這是因為，當動力機械與工作機械之間存在角度位移、軸向位移時，連接動力機械與工作機械的膜片聯軸器中的膜片組會產生附加應力。當膜片聯軸器處于高速運轉或反復正反轉狀態時，膜片組承受著交變應力的作用，易發生疲勞破壞。為了具體分析膜片組損壞原因，延長膜片聯軸器的使用壽命，以束腰形膜片為例，先基于TRIZ理論確定膜片組的結構，再利用CosmosWorks對膜片組進行強度分析，并對傳統膜片組和有補片膜片組進行分析比對。

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