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膜片联轴器是一种全金属干式挠性联轴器,主要由左右半联轴器、膜片组和连接螺栓等零部件组成。其中,膜片组由数量的不锈钢涂层膜片叠合而成,并通过螺栓交替固定于端与从动端。为了的补偿性能,常采用中间轴,其两端各有一组膜片组组成双膜片式联轴器,分别与主从动轴联接。 其工作原理为:转矩从左半联轴器输入,经螺栓传输至膜片组,膜片组再通过从动螺栓将转矩传至中间轴,同样转矩通过另一端的膜片组、螺栓及右半联轴器输出。膜片联轴器能通过膜片的挠性来吸收或轴线间的三向偏移,船舶推进轴系的工作条件。
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它具有传递扭矩大、结构简单、拆装方便、工作、不需润滑等优点。膜片组是膜片联轴器的主要弹性元件。膜片组在运转过程中承受拉伸、、剪切等复合力,处于复杂的受力状态,并由此来传递转矩和运动,同时吸收振动和补偿偏差。 由于联轴器中其他零件的刚度比膜片大得多,且膜片受力情况较为复杂,故这里指膜片的应力分析。为了简化计算,不考虑各膜片间微小的相对运动产生的表面剪力,即将所有膜片视为一个整体。膜片承受的载荷有以下几种:一、膜片承受的转矩。
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膜片联轴器传递转矩时,转矩是通过螺栓利用膜片元件带动从动螺栓,转矩在膜片中产生的沿螺栓分布圆切线方向的拉压力。扭矩使膜片产生的拉伸或压缩应力随工况而变化,但运行工况时,可看作不变应力。二、膜片承受的离心应力。 膜片联轴器通常是安装在高速传动轴上,高转速机械的离心惯在结构应力计算中很重要。由螺栓、垫圈等的质量产生的离心惯和由膜片组自身质量产生的离心惯方向均沿径向向外,使膜片组受到离心拉应力。膜片承受的离心应力随转速而有较大变化,但运行工况时,也可看作不变应力。
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三、膜片组的位移。虽然膜片联轴器工作时,膜片组件传递的扭矩很大,但是实践证明:膜片联轴器的主要失效不是由膜片组件的传扭能力不足引起,而是膜片所受交变循环复合应力所致。而这种复合应力多是由膜片联轴器所联接的两轴不对中产生的附加载荷引起的。 1、膜片联轴器的轴向偏移。膜片联轴器的轴向偏移K,受联轴器的规格以及螺栓数量影响,联轴器规格越大,所能承受的轴向偏移越大。轴向偏移会对膜片产生很大的应力,因此,为确定联轴器使用寿命的长期,要求安装时膜片之间尽可能紧密,膜片尽可能整。
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