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膜片联轴器的主要影响因素和改善措施

发布时间:2019-08-12
​联轴器是将驱动部分和从动机构连接起来一同旋转并传递能量和运动的机械部件。

联轴器是将驱动部分和从动机构连接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。

膜片联轴器具有无需润滑,使用寿命长,以及大的补偿能力。它通过挠性钢片传递转矩,具有角向、轴向、径向位移补偿能力以及减震作用。膜片装拆方便,无需润滑,可理想地应用于各种工况条件。膜片联轴器因具有优越性能而受到工程机械和延压机械的青睐,膜片联轴器尽管耐用,但由于各种原因也会造成失效甚至报废,故研究其失效原因具有重要意义。膜片损坏是联轴器失效的较主要形式,损坏的膜片环。故障树分析法是工程中常见且实用的系统可靠性分析方法,该方法简明、直观、灵活,适用于膜片联轴器失效分析。作者将根据工程实际中膜片联轴器具体失效形式利用此分析法对膜片联轴器失效机理进行分析。

主要影响因素和改善措施

(1)安装不对中。联轴器两侧和系统两端轴承处的不对中量对系统支承静特性的影响很大,不对中使得膜片联轴器的隔振效果变差,不对中量使系统的稳定性有恶化趋势,进而影响膜片联轴器的使用寿命。所以安装膜片联轴器前需要对中找正,常见有三种找正方法:单表法适用于冷态时各轴相对的位置处于倾斜状态,且两半联轴器间的距离较长、联轴器直径较小的机组找正;双表法适用于机械设备各轴冷态时呈水平状态机组的找正对中,这时用双表法找正较为便利,但要注意找正过程中使轴紧靠一端,以消除轴向窜动对找正读数带来的影响,我们在通用的机泵、风机等设备的安装过各中,多采用双表法进行找正对中;三表法找正适用于多段机组、各轴冷态呈水平位置时的找正对中,采用三表法能够消除两轴向相对窜动的影响,可获得较高的找正精度。在往复压缩机组、低转带的大型离心机组等的找正对中均采用此种方法进行找正。

(2)膜片损坏。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。其疲劳寿命决定了膜片联轴器的正常使用寿命。两端联接孔端拉伸断裂和膜片受压失稳弯曲变形是膜片损坏常见的表现形式,故其失效的概率对膜片联轴器的整体失效概率影响很大,所以在工程实际中我们要定期对膜片进行检查和维修,以保证其传动性能稳定。束腰形膜片形状合理、应力水平低,相同参数下,计算出的寿命要比圆环形膜片长得多,并且在联轴器上引起的附加载荷小,故可以采用束腰形膜片联轴器。设计合理的膜片结构和叠片层数使膜片联轴器的使用寿命较长,满足机组大修期内不损坏的要求。

(3)螺栓损坏和挠曲。螺栓根部的退刀槽因加工质量差造成应力集中,加上材料内部有夹杂物,同时在叠层膜片联轴器安装上有问题及机组其他部件(如风机叶片和齿轮箱)也有损坏等各种因素的存在,叠层膜片联轴器螺栓组使用于频繁起动的大载荷工作状态,一旦有超过该螺栓所能承受的工作应力就会引起疲劳而发生断裂,较终导致叠层膜片联轴器损坏。改善措施有:①叠层膜片联轴器设计时,要对螺栓退刀槽的加工质量给予足够重视,严格控制螺栓材料的冶金质量和热处理工艺,以提高螺栓的疲劳强度;②叠层膜片联轴器的安装,要严格控制安装精度,减小两半联轴节之间的角偏差、径向偏差和轴向压缩或拉伸,严格控制联轴器的动平衡精度,减小振动,从而减小螺栓组所受的交变循环应力,要控制安装螺栓的预紧力在规定范围内;③在联轴器工作现场,要安装振动监测装置,出现异常及时警报,避免产生短期过载,防止危害进一步扩大。

结论

(1)故障树分析法具有简明、直观、特点是进行膜片联轴器失效分析的一种有效的方法。

(2)建立的膜片联轴器失效故障树考虑了11个基本事件,通过对故障树的分析,找到了膜片联轴器工作时的薄弱环节,得出膜片损坏是导致其失效的较主要因素。

(3)由定性分析确定了影响膜片联轴器发生失效的主要因素,提出了相应的改善措施,为预防或减少膜片联轴器失效提供了重要帮助。

对工程中常用的膜片联轴器的失效进行了故障树分析,通过现场勘查和搜集经验数据得到每个基本事件的发生概率,较后由公式计算得到的膜片联轴器失效概率是非常具有参考价值的。如夹送辊在工作过程中由于承受咬入冲击动载荷,使得膜片联轴器受到峰值转矩,使其三组受压膜片组失稳破坏,联轴器承载能力大大下降,并在短时间内失效,从而直接影响其正常工作,由此可见,对膜片联轴器进行故障树分析锁定其中的较薄弱环节进行换或维修是十分重要和实用的。


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