膜片联轴器振动分析及膜片疲劳分析

发布时间：2019-07-06

联轴器是将驱动部分和从动机构联结起来一同旋转并传递能量和运动的机械部件。联轴器可以分为刚性联轴器和弹性联轴器，刚性联轴器通常用于低速重载的概况下，其主要作用是传递较大的功率；而弹性联轴器主要用于高速转子系统，它利用弹性元件或特定结构来调整和补偿由于制造、安装以及温度变化而造成的不对中，同时一般弹性联轴器都具有隔振的功能。在，对弹性联轴器的研究也有相当长的时间。
对膜片联轴器膜片的研究主要集中在联轴器膜片强度方面的研究，还没有发现关于膜片联轴器整体建模分析的文献。目前无论在国内还是，在进行膜片疲劳分析时，基本上都是施加静态载荷计算膜片寿命，这与实际工况有很大的差别。同时，在振动方面国内还没有发现关于对膜片联轴器整体系统进行有限元建模进行模态分析。
联轴器是机械传动中的一种常用轴系部件，它的基本功用就是联接两轴或轴和回转件，并传递运动和扭矩。此外，联轴器还可具有补偿两轴相对位移、缓冲和减振以及防护等功能。
联轴器类型较多，使用范围越来越广，并不断地被改进和新。按照联轴器的性能可分为刚性联轴器和挠性联轴器。刚性联轴器不具有补偿性能，但结构简单、制造容易、不需维护、成本低等优点；挠性联轴器中又分为无弹性元件挠性联轴器和带弹性元件挠性联轴器，前一类只具有补偿两轴相对位移的能力，后一类除有补偿性能外还具有缓冲和减振作用，但在传递转矩的能力上，因受弹性元件强度限制，一般不及无弹性元件联轴器。带弹性元件联轴器中按弹性元件的材质不同，又可再分为金属弹性元件和非金属弹性元件，金属弹性元件的主要特点是、传递转矩能力大、使用寿命长、不易变质且性能稳定。非金属弹性元件的优点是制造方便，易获得各种结构形状，且具有较高的阻尼性能。
膜片联轴器是一种金属干式挠性联轴器。它通过较薄的合金钢片产生弹性变形来实现联轴器的挠性传动，使联轴器既可以吸收两侧传动轴的不对中和吸收冲击，还可以在其它含非金属元件的联轴器难于承受的高温、恶劣条件下工作，获得长的使用寿命和教好的力学性能。它的结构简单，装卸方便，无润滑与维护。
膜片联轴器的结构主要由金属膜片组(膜片)、半联轴器、中间节(滚筒)、压紧元件、螺栓、防松螺母、垫圈等组成，结构如图。其工作原理为：转矩从主动端半联轴器输入，经过沿圆周间隔布置的主传扭螺栓将转矩传输至膜片组，再由膜片组通过螺栓传至中间节，并同样由另一端的膜片组、螺栓及从动半联轴器输出。金属膜片是挠性联轴器的关键部件，它由数量的薄金属膜片叠合而成膜片组，通过它来传递转矩和运动。
功能挠性联轴器也称弹性膜片联轴器，市场上广泛运用的金属弹性膜片联轴器以其便利有用，物美于世。这种膜片的设计精巧详尽，因为它本身所具有的特性，已经在市场上打开了门路。膜片联轴器能够承载很大的负荷，在机器作业过程中，也不易发生曲折变形。它连接着个钢管之间的间隔，起到了很好的纽带作用。
因为膜片联轴器的膜片之间没有空隙，所以它在作业的时分也就没有噪音，即使是高速作业，也不会影响它的运用。现在的膜片联轴器在作业期间不需要任何的修理，且能够运用联轴器的许用转速规模是根据联轴器不同资料答应的线速度的较大外缘尺度，通过核算而确定。不同资料和种类、规格的联轴器许用转速规模不相同，改变联轴器的资料可提高联轴器许用转速规模，资料为钢的许用转速大于资料为铸铁的许用转速。
膜片联轴器所联两轴因为制作误差、装配误差、安装误差、轴受载而发生和变形、基座变形、轴承磨损、温度改变、部件之间的相对运动等多种因素而发生相对位移。一般情况下，两轴相对位移是难以防止的，但不同工况条件下的轴系传动所发生态平衡位移方向，即轴向、径向角向以及位移量的巨细有所不同。只要挠性联轴器才具有补偿两轴相对位移的功能，因而在实践使用中大量选择挠性联轴器。
刚性联轴器不具备补偿性使用规模受到限制，因而用量很少。角向位移较大的轴系传动宜选用万向联轴器；有轴向窜动，并需操控轴向位移的轴系传动，应选用膜片联轴器；只要对中精度很高的情况下才选用刚性联轴器。小转矩和以传递运动为主的轴系传动，要求联轴器具有较高的传动精度，宜选用金属弹性元件的挠性联轴器。大转矩和传递动力的轴系传动，对传动精度亦有要求，高转速时，应防止选用非金属弹性元件弹性联轴器和可动元件之间有空隙的挠性联轴器，宜选用传动的膜片联轴器。