帶您分析膜片聯軸器的膜面應力

膜片聯軸器在軸上裝配完后，應仔細檢查齒式聯軸器與軸的垂直度和同軸度。一般是在齒式聯軸器的端面和外圓設置兩塊百分表，盤車使軸轉動時，觀察齒式聯軸器的全跳動（包括端面跳動和徑向跳動）的數值，判定聯軸器與軸的垂直度和同軸度的情況。不同轉速、不同型式的聯軸器對全跳動的要求值不同，聯軸器在軸上裝配完后，使聯軸器全跳動的偏差值在設計要求的公差范圍內，這是齒式聯軸器裝配的主要質量要求之一。造成齒式聯軸器全跳動值不符合要求的原因很多，先可能由于加工造成的誤差。而對于現場裝配來說，由于鍵的裝配不當引起聯軸器與軸不同軸。鍵的正確安裝應該使鍵的兩側面與鍵槽的壁嚴密貼合，一般在裝配時用涂色法檢查，配合不好時可以用銼刀或鏟刀使其達到要求。鍵頂部一般有間隙，約在0.1-0.2mm左右。旋轉機械對于聯軸器與軸的同軸度要求高，用單鍵聯接不能高的同軸度，用雙鍵聯接或花鍵聯接能使兩者的同軸度。

聯軸器是將驅動部分和從動機構聯結起來一同旋轉并傳遞能量和運動的機械部件。聯軸器可以分為剛性聯軸器和彈性聯軸器，剛性聯軸器通常用于低速重載的概況下，其主要作用是傳遞大的功率；而彈性聯軸器主要用于轉子系統，它利用彈性元件或結構來調整和補償由于制造、安裝以及溫度變化而造成的不對中，同時一般彈性聯軸器都具有隔振的功能。對彈性聯軸器的也有相當長的時間。

對膜片聯軸器膜片的主要集中在聯軸器膜片強度方面的，還沒有發現關于膜片聯軸器整體建模分析的文獻。目前無論在國內還是，在進行膜片疲勞分析時，基本上都是施加靜態載荷計算膜片壽命，這與實際工況有很大的差別。同時，在振動方面國內還沒有發現關于對膜片聯軸器整體系統進行有限元建模進行模態分析。

風力發電機組增速齒輪箱軸和發電機轉子軸的連接采用膜片聯軸器，膜片聯軸器能傳遞大功率、壽命不錯、結構簡單、不需潤滑并能補償軸向、徑向和角向位移，是風力發電機組傳動鏈中的重要部件之一，它要有足夠的強度和剛度，以確定機組在各種載荷情況下能正常運行。而且還要確定機組在遭受一些惡劣外部條件，如臺風或暴風影響時的性。為了達到風電機組的長時間運行要求，對膜片聯軸器進行強度疲勞分析。

采用有限單元法，以德國船級社(GL)認證規范為依據，對大型水平軸風力發電機組主要零部件聯軸器進行強度、疲勞分析計算以及優化設計，以設計出達到風力發電機組要求的聯軸器。

對膜片聯軸器進行有限元分析包括以下幾方面的內容：

1、按照膜片聯軸器的受載情況，對膜片聯軸器進行設計，建立風力發電機組膜片聯軸器的實體幾何模型。

2、為膜片建立兩種不同單元的有限元模型：四面體和六面體單元，進行對比分析，選擇較優的一種模型進行強度分析。計算了膜片在承受各種載荷情況下的變形和應力大小及其分布，進而對它們進行了限強度校核和結果分析，確定不同工況下聯軸器的軸向、徑向和角偏移量達到設計要求。

3、對膜片進行疲勞壽命分析，以機組的正常運行和使用壽命。

4、對膜片進行優化分析，以較佳的膜片結構。

膜片是膜片式聯軸器的關鍵元件，由于聯軸器中其它零件的剛度比膜片大得多，故可將膜片的剛度視為聯軸器的剛度。由于聯軸器軸向間偏移、傳遞轉矩、承受離心力，膜片工作時處于復雜的受力狀態。

l、膜面應力(轉矩應力，設傳遞轉矩為T(N0m)，總片數為m，對于8孔螺栓，由簡化條件知，T單片=Tlm，每個主螺栓上所受的力為F=Tl4mR；

2、離心應力假定螺栓與膜片材料相同，可計算出各自的質量，根據所處的位置和螺旋角度，可算得離心力，且作用在總質心上。

3、軸向位移引起的彎曲應力由于在軸線方向上的安裝誤差，使膜片沿軸線方向發生彎曲變形，通過軸向位移的大小可以求出軸向力的大小。

4、徑向、角向位移引起的彎曲應力由于在軸線角向上的安裝實際誤差，使膜片沿軸線方向發生周期性彎曲變形，而且它是決定膜片疲勞壽命的主要因素，通過角度傾斜可以求出回復力矩的大小。

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