膜片联轴器的研讨与膜片联轴器的使用

膜片联轴器的研讨方法有两点需要改进：

1、旋转除了产生离心力，还会产生惯性力。将大角向偏移产生的应力作为交变应力幅实际上是忽略了惯性力的影响。

2、一般说来静态组合应力的分布和角向弯曲应力的分布是不同的。两种情况下大应力点分布的区域严格说来并不重合。

我们针对这两点展开研讨，以工程应用中常见的束腰型弹性膜片联轴器为例，利用有限元软件ANSYS建模，将瞬态动力学分析方法引入膜片联轴器的应力分析。瞬态动力学方法是用于确定承受任意随时间变化载荷的结构的动力学响应的一种方法，可分析确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷的任意组合作用下随时间变化的位移、应变、应力及力。

膜片联轴器螺栓连接无需被连接件上切制螺纹，使用不受连接件限制，结构简单，拆装方便。双头螺栓可以在受结构限制不能使用螺栓，但又需要联接结构紧凑的场合使用。螺栓联接不带螺母，还有光整的外露表面，但不适合用于频繁拆卸连接，以免损坏螺纹孔。

膜片联轴器在的使用周期中，需要保养相互倾斜的楔形间隙表面，添加润滑油，从大口进小口出。两个表面有足够的相对运动速度，流体有足够的粘度，还要供油充足。在保养过程中，重要的就是掌握流体动压润滑的基本范畴，这也是滑动轴承设计的理论基础。

膜片联轴器可以主动补偿由电机引起的轴向、径向和角偏移，以及由制造误差、安装误差、轴承变形和温度上升等因素引起的影响。膜片联轴器属于挠性联轴器中的金属弹性元件，从动机传递扭矩，弹性振动，无噪声，无润滑的优点。

膜片联轴器一般由半联器、中间节、膜片组、冠状衬套、冠状垫片、带销螺栓和锁紧螺母以及垫圈等组成，膜片联轴器结构。膜片组是联轴器的核心部件，由数量的薄金属膜片叠合而成，膜片厚度一般为0.2~0.6mm，当机组存在轴向、径向和角向偏移时，膜片产生波状变形，膜片一部分伸长，另一部分压缩引起弹性变形，设计时以膜片组特定的三个方向的适当刚度来达到机组工况要求。膜片形状主要有圆环式、轮幅式、连杆式、多边式和束腰式，本机组膜片为束腰式结构，在联轴器下使用多。

膜片受拉断裂是比较常见的故障，现场发现联轴器膜片螺栓孔附近的危险截面处容易断裂。对受拉膜片进行受力分析发现：在四边受拉且载荷分布均匀的情况下，膜片不会发生拉断破坏失效；若载荷分布不均匀，则有可能在收拉膜片的过程中出现若干膜片被拉断的现象。在长时间不对中的情况下工作，如果偏差超过了联轴器补偿的范围，则膜片联轴器会受到峰值扭矩，其中4组受压膜片组失稳，另外4组受拉膜片将承担全部扭矩，所受拉力倍增。如果膜片长时间处于非均匀受力状态，部分膜片两端螺栓孔内侧应力超过材料的曲服，导致其被拉断破坏，由于承载膜片数量逐步减少并且受力不均，原先所受应力较低的膜片也将随之被拉断，随后整组膜片都将被拉断。

膜片联轴器工作时，分别会受到扭矩引起的叠面应力，轴线偏斜而引起的弯曲应力，螺栓与膜片质量通过旋转产生的离心应力以及膜片径向、角向偏移引起的弯曲应力等。叠面应力会使螺栓产生剪切应力；弯曲应力使螺栓产生拉伸或压缩应力，且轴每旋转1周应力循环交变1次；离心力使螺栓产生剪切应力，且随转速而变化。结合句容发电厂前置泵膜片联轴器失效方式可知，螺栓孔附近膜片受到交变应力和复合应力的循环作用，发生疲劳断裂。