膜片联轴器的疲劳磨损特点及应用_沧州奥硕传动机械设备制造有限公司

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膜片联轴器的疲劳磨损特点及应用

发布时间:2019-08-24
膜片联轴器是一种通过膜片的弹性变形来补偿相对位移的高性能挠性联轴器,对传动系统有缓冲和减振作用,具有传动效率高、无噪声、不需润滑、拆卸方便等优点。

膜片联轴器是一种通过膜片的弹性变形来补偿相对位移的高性能挠性联轴器,对传动系统有缓冲和减振作用,具有传动效率高、无噪声、不需润滑、拆卸方便等优点,广泛应用于船舶、矿山、建材、数控机床、纺织机械等各种机械装置的轴系传动中,是当今替代齿式联轴器及一般联轴器的理想产品。

膜片联轴器主要由膜片、中间轴、法兰、连接环、压板、螺栓等组成,结构比较复杂。联轴器工作时由于不对中等原因,将承受复杂载荷的作用,随着工作时间的增加,膜片、螺栓等部件将产生疲劳磨损,较终导致联轴器的失效。这会直接影响传动系统的正常工作,甚至造成事故。因此对膜片联轴器进行动力学仿真及疲劳寿命计算。

上海谱元仪器有限公司联轴器是用来联接主动轴和从动轴使之共同旋转以传递扭矩的机械部件,广泛用于各种机械装置的轴系传动中。联轴器分为刚性联轴器和柔性联轴器,膜片联轴器属于柔性联轴器。实践表明,金属膜片联轴器的失效在通常情况下均为膜片损坏所致,开展膜片联轴器多体接触有限元分析具有重要意义。

膜片联轴器由膜片、法兰、调整环、联接环、中间轴、螺栓等组成,联轴器工作时转矩从主动法兰输入,经沿圆周间隔布置的外圈螺栓组传递至金属膜片,由膜片通过内圈螺栓组传至中间轴,再经另一端膜片组传递至从动法兰盘输出。

由于非线性问题的复杂性,适当将模型中不需要着重分析的部分进行简化,可以提高建模、划分网格和求解的效率。膜片联轴器的模型建立过程中,取右半联轴器整体作为分析对象,考虑到要涉及传动轴的扭转过程和螺栓预紧力的施加,须建立联轴器的全模型,而不能只建立模型的四分之一。中间轴与内圈螺栓、外圈螺栓与膜片等需要建立了接触对,并且接触面积比较大,需要消耗较大的计算资源,再将螺栓预紧力考虑到分析当中将会使问题变得复杂。建模中对螺栓连接处进行了适当简化,即去掉垫片将螺帽与螺杆粘接为一体,通过在螺杆中间施加预紧力实现螺栓锁紧。模型适当简化提高了建模、划分网格的效率,减少了一些接触对,从而减少了计算过程对计算机资源的消耗,节约了计算时间,提高了问题的收敛性,且对于问题重点分析的方面影响不是很大。

膜片联轴器工作时所承受载荷主要有螺栓预紧力、扭矩以及离心力。膜片通过外圈螺栓与法兰相联,通过内圈螺栓与中间轴相联,实现扭矩传递,螺栓预紧过程可通过在螺栓上设置预紧单元并施加预紧力来模拟;联轴器扭矩可转化为切向力的形式加载在法兰的右端;由于膜片联轴器各零件都是有质量的实体,离心力载荷是由于膜片联轴器的高速旋转产生的,可通过设置角速度在软件中直接施加。

联轴器较大等效应力为362MPa,出现在外圈螺栓连接处,主要是由外圈螺栓组的预紧力引起,与螺母相联的零件应力也较大。膜片组的较大等效应力为106MPa,出现在膜片与内圈螺栓的接触区域,这是由于内圈螺栓组受切向力较大,且为铰制孔螺栓所致。膜片组中较右端的膜片等效应力较大。

上海谱元仪器有限公司在存在轴向误差的情况下,分别取轴向误差为lmm,2mm,3mm,对膜片联轴器进行有限元分析。轴向误差作用下的膜片联轴器综合位移和等效应力的较大值,通过与无误差分析结果的比较可得,随着轴向误差的增大,膜片联轴器的综合位移明显增大,而等效应力和接触应力基本不变。轴向误差作用下膜片组综合位移和等效应力的较大值,随着轴向误差的增大,膜片组的综合位移和膜片的等效应力都有增大的趋势,而对于膜片间的接触应力没有影响。

膜片联轴器知识与联轴器应用

1、操作工须知:在启动设备前应先检查联轴器的螺母是否有松动或脱落,如有要及时将螺母用扳手把紧。应先空载启动设备1分钟后将负载管线阀门打开;停机顺序相反。(请每月将联轴器外部用机油涂刷一遍)。进口泵阀门

2、实践证明,如按说明及要求进行安装、维护、操作、膜片联轴器的日启动次数在1--5次,膜片的使用寿命少5年以上。如不按说明书的要求进行安装、维护、操作,特别是螺栓方向装错使膜片变形或原动机与工作机两轴轴心偏移过大都会使膜片提前。

3、安装前应先检查原动机和工作机两轴是否同心,两轴表面是否有包装纸和碰伤,联轴器两个半联轴节内孔是否有杂物,内孔棱边是否有碰伤、如有应将轴、半联轴节清理干净,碰伤用细锉处理好。然后检查两个半联轴节的内孔直径和长度是否同原动机、工作机的直径和轴伸长度尺寸相符。一般选型时,让原动机和工作机端半联轴节长度小于其轴伸长度10—30mm为好。

4、为了便于安装,好是将两个半联轴节放在120--150的保温箱或油槽中进行预热,使内孔尺寸涨大很容易装上。安装后保证轴头不能凸出半联轴节端面,以齐平为好。检测两半联轴节之间的距离:沿半联轴节的法兰盘两内侧测出3--4点的读数取平均值,及加长段与两个膜片组实测尺寸之和,两者误差控制在0—0.4mm范围之内。

5、找正:用百分表检测两半联轴节法兰盘端面和外圆跳动,当法兰盘外圆小于250mm时跳动值应不大于0。05mm;当法兰盘外圆大于250mm时,跳动值应不大于0。08。

6、安装螺栓:把螺栓从法兰盘小孔外侧穿入,从另一件法兰盘大孔外侧穿出套上缓冲套、弹性垫圈、扭上螺母,用扳手将螺母把紧。


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