膜片聯(lián)軸器脫開時須停機(jī)及中膜片高應(yīng)力區(qū)域

膜片聯(lián)軸器用于將兩軸聯(lián)接起來并傳遞給扭矩的部件，亦有時兼做過載   保護(hù)作用。本聯(lián)軸器是一種固定聯(lián)接裝置，在機(jī)器正常運轉(zhuǎn)時是不能隨意脫開的，要脫開   停機(jī)。以將聯(lián)軸器的受力總結(jié)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(lián)軸器扭矩產(chǎn)生產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力。設(shè)傳遞的扭矩為T(Nm)，總片數(shù)為m，對于8孔螺栓，由簡化條件知：單片膜片的轉(zhuǎn)矩T1=T/m，每個主螺栓上所受的力為F=T/4mR。（2）高速旋轉(zhuǎn)時由于慣性所產(chǎn)生的離心應(yīng)力。假定螺栓與膜片聯(lián)軸器膜片材料相同，可計算得各自的質(zhì)量，根據(jù)所處的位置和螺旋角度，可算的離心力，且作用在總質(zhì)心上。高轉(zhuǎn)速機(jī)械的離心慣性力在結(jié)構(gòu)的應(yīng)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(lián)軸器軸向安裝的誤差，使膜片沿軸線方向發(fā)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(jī)構(gòu)來處理。（4）角向安裝誤差引起的彎曲應(yīng)力。它可以根據(jù)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(lián)軸器膜片沿軸線方向發(fā)生周期性彎曲變形，而且它是決定膜片聯(lián)軸器膜片疲勞壽命的主要原因。根據(jù)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(fù)力矩H的大小，一般情況下，膜片聯(lián)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(lián)軸器膜片中高應(yīng)力區(qū)域出現(xiàn)在膜片上鉸接點附近，低   系數(shù)區(qū)域也出現(xiàn)在鉸接點附近，這說明該區(qū)域易發(fā)生破壞；在同樣工況下，膜片組增添補(bǔ)片后，能縮小膜片組中高應(yīng)力區(qū)域和低   系數(shù)區(qū)域范圍，從而提高膜片組的能力。為了解決傳統(tǒng)膜片組易損壞問題，先基于TRIZ理論設(shè)計出有補(bǔ)片的膜片聯(lián)軸器，再利用CosmosWorks軟件對傳統(tǒng)聯(lián)軸器的膜片組和有補(bǔ)片膜片聯(lián)軸器的膜片組進(jìn)行了分析。膜片聯(lián)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(lián)軸器的使用壽命和工作效率。國內(nèi)生產(chǎn)的膜片聯(lián)軸器無論在外觀質(zhì)量還是在使用壽命等各方面都與   產(chǎn)品有   的差距。為此，   人員對膜片聯(lián)軸器進(jìn)行了   [15]，但其中一部分成果僅為理論   成果，未對膜片聯(lián)軸器膜片組件的結(jié)構(gòu)提出   佳解決方案，另一些成果僅對某種結(jié)構(gòu)膜片(如圓形膜片)進(jìn)行探討，或者是僅對單片膜片進(jìn)行分析，由此得出的結(jié)論普適性不強(qiáng)。從實際損壞的膜片組及理論分析[1飊5]可知，膜片聯(lián)軸器膜片組件的損壞主要出現(xiàn)在膜片組鉸接點附近。這是因為，當(dāng)動力機(jī)械與工作機(jī)械之間存在角度位移、軸向位移時，連接動力機(jī)械與工作機(jī)械的膜片聯(lián)軸器中的膜片組會產(chǎn)生附加應(yīng)力。當(dāng)膜片聯(lián)軸器處于高速運轉(zhuǎn)或反復(fù)正反轉(zhuǎn)狀態(tài)時，膜片組承受著交變應(yīng)力的作用，易發(fā)生疲勞破壞。為了具體分析膜片組損壞原因，延長膜片聯(lián)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(jié)構(gòu)，再利用CosmosWorks對膜片組進(jìn)行強(qiáng)度分析，并對傳統(tǒng)膜片組和有補(bǔ)片膜片組進(jìn)行分析比對。

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