相邻两螺栓孔之间的膜片段可等效为悬臂梁,并利用材料力学的方法推导出连杆型膜片联轴器在单承受转矩、离心载荷、轴向偏移以及角向偏移时膜片内部应力的计算公式,同时提出了一种计算膜片扭转刚度的方法,是运用经验公式来分析膜片应力和刚度的典型方法,但是其大的不足是无法考虑螺栓孔周围区域应力集中效应的影响,导致计算应力与实际应力有大的差距。
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。

金属挠性膜片联轴器(简称“膜片联轴器”),是一种以金属挠性元件来传递转矩而无需润滑的传动装置,普遍应用于舰船、航空、石油化工、机械制造等。其挠性元件是由数量的薄金属膜片0.2mm~0.6mm叠合而成的膜片组。工作时转矩从主动法兰盘输入,经过沿圆周间隔布置的主动传扭螺栓将转矩传输至金属膜片,再由膜片通过从动螺栓传至从动法兰盘输出。它通过合金膜片组产生弹性变形来实现联轴器的挠性传动,利用膜片的柔性来吸收输入输出轴间的相对位移,从而补偿传动轴系各个连接部分由于各种因素引起的残余不对中。
膜片联轴器能够补偿的不对中形式包括如下3种基本类型:角向(两轴中心线成角度交于两轴端之间的中点)、横向(两轴中心线平行偏移)和轴向(两轴轴向间隙过大)。旋转轴系运行时出现的实际偏移往往是以上任意2种不对中的组合或者同时兼有3种不对中形式,因此膜片联轴器实际工作时的载荷及变形比较复杂。
膜片作为膜片联轴器的关键弹性元件,工作时承受的主要负荷。
当膜片联轴器旋转时,其角向偏移将产生交变应力,每旋转一周循环交变一次。膜片动应力将导致膜片和螺栓的疲劳破坏,因而准确地计算动静复合应力,是预测膜片联轴器寿命、确定膜片式联轴器工作的关键。
已有的相关研讨多限于分析膜片在单承受某一种载荷时的应力分布情况,而对于膜片实际承受复杂载荷时的动静复合应力较少涉及。
联轴器的刚度包括径向刚度、轴向刚度和扭转刚度。而在实际工程中,载荷变化常常是因为扭矩波动引起扭转振动的,所以联轴器影响主要的刚度是扭转刚度。一般情况下,在轴系传动中,系统的其他零部件的刚度都会比弹性联轴器的刚度大很多,因此,在简化的情况下,假设其他零部件的弹性为零,仅考虑联轴器的弹性。用联轴器的扭转刚度作为传动轴系的扭转刚度。
联轴器的容许轴心偏差包括径向,角向,轴向偏差。安装时,请进行调整轴心偏差在对应的产品目录下的容许值范围内。
1、启封、清洗全套联轴器的零组件。
2、联轴器安装盘的安装:安装盘的内孔与轴颈的配合一般设计为“过渡配合”或“过盈配合”,因此安装前应仔细检查安装盘内孔和轴的外径,表面清洁、无毛刺。
3、对平直轴:将键放入膜片联轴器轴上的键槽中、键端不应凸出或凹入轴端,以齐平为好。将安装盘放在油槽中加热,温度为120~150℃,加热保温后,LLB型无骨架轮胎式联轴器,根据联轴器安装图并注意按位置标记装于轴上要求的位置、安装盘与轴端一般应齐平。加热时不允许局部加热,以免变形。
4、对于锥形轴:按平直轴装键同样要求将键装在轴上、然后将安装盘装于轴上,并用手推紧,再用螺母紧固,使安装盘轴向移动至其固定位置。
5、检测两轴端之间的距离:先应将主、从动机器转子置于运转位置,注意两机器的轴向窜动,应使其靠向工作时的位置,然后检测膜片联轴器两轴端之间的距离,并调至安装总图上规定的位置。