膜片联轴器膜片应力计算及疲劳寿命分析

发布时间：2019-08-16

膜片联轴器(亦称叠片、钢片联轴器)是一种有广泛发展前途的、新型的、可取代齿式联轴器的两轴联接装置它由两端轴、膜片组、中间轴和连接螺栓组成。其中，膜片组由数量的薄不锈钢涂层膜片叠合而成，通过它来传递转矩和运动。联轴器所连接的两轴，由于制造和安装误差、承载变形、热变形以及机座下沉等原因，轴线间会产生某种程度的轴向、角向、径向偏概轴线的相对偏移会在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，使机组工作条件恶化膜片联轴器能通过膜片的挠性来吸收轴线间的三向偏移，工作条件膜片联轴器能传递大的转矩，而且具有结构简单、加工方便、不需润滑等优点，因而广泛应用于航空、舰船、石油化工、机械制造等。

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。

膜片变形是薄板弯曲问题，一般情况下，膜片承受的预变形是小变形，采用小挠度理论来处理。

膜片上相邻两孔的螺栓分别与两端轴和中间轴的凸沿相连接，即螺栓相间反向布置，导致它们之间通过膜片的挠性可以有相对位概当确定一个孔所在的位置是固定时，相邻的两孔处，由于预变形而导致法向作用力，对隔过一个孔的第三孔，又可为固定约束。

膜片作为关键性元件，其疲劳寿命决定着膜片联轴器的正常使用寿命。又由于膜片是个缺口件，其疲劳强度和寿命取决于应力集中(或应变集中)处的较大局部应力和应变，因此，适宜用局部应力一应变法计算其疲劳裂纹萌生寿命。

局部应力泣变法是近代在低周疲劳计算公式的基础上，提出的新的疲劳寿命估算方法，认为只要较大局部应力应变相同，疲劳寿命就相同。局部应力泣变法估算出的是裂纹形成寿命。

膜片联轴器是一种的金属强元件挠性联轴器，由几组膜片用螺栓交错地与两半联轴器联接，每组膜片由数片叠集而成，膜片分为连杆式和不同形状的整片式，被广泛用于各种机械装置的轴系传动。

膜片联轴器在技术上有四大优点：

1、干式联轴器，无需润滑：弹性膜片联轴器依靠金属膜片来传递扭矩并吸收由不对中引起的变形，零部件之间没有相对运动，没有摩擦磨损，因而不需要润滑，符合流程设备无油化发展方向；

2、全金属结构，传扭能力大，使用寿命长：膜片联轴器采用金属膜片作为弹性元件，，传递载荷能力大，而且整个产品中不存在非金属件，没有老化问题，使用寿命长，比起非金属弹性元件联轴器来说，膜片联轴器适用于苛刻的使用环境；

3、补偿不对中能力大，安装找正方便：　膜片联轴器采用奥氏体不锈钢膜片，可以在传扭的同时承受较大的变形，从而补偿两轴的不对中；

4、轴向和角向刚度低，对设备影响小：膜片联轴器采用很薄的金属膜片作为弹性元件，角向和轴向刚度低，因而附加轴向力和附加弯矩很小。由于齿式联轴器齿面可相对滑移，所以人们往往觉得齿式联轴器能够补偿大的角向和轴向不对中，而不会给机组附加影响。

膜片联轴器是由两种法兰半联轴器和一组膜片靠螺丝紧固实现转动，在安装时应注意以下几点要求：

(1)将安装轴表面的灰尘污浊擦拭干净，同行抹一层薄薄的机油或者润滑剂；

(2)将膜片联轴器内孔清洁干净，抹机油或者润滑剂；

(3)将膜片联轴器插入安装轴，如孔径偏紧，注意避免用铁锤或硬金属击打安装；

(4)定位完成后，先按对角线方向，用扭力扳手(规定的拧紧力矩1/4)轻轻地拧紧螺丝；

(5)加大力度(规定拧紧力矩的1/2)重复完成第4步动作；

(6)按规定的拧紧力矩进行拧紧力矩进行拧紧固定；

(7)然后，按圆周方向依次拧紧固定螺丝。