上一篇文章聯軸器廠家Rokee闡述了《萬向聯軸器的震動如何解決?》,今天Rokee將接著講解《金屬膜片聯軸器的應力分布情況及改進方法》的相關知識:
金屬撓性膜片聯軸器(簡稱“膜片聯軸器”),是(shi)一種以(yi)金屬撓性(xing)元件來(lai)傳(chuan)(chuan)遞轉(zhuan)矩(ju)而無(wu)需潤滑的傳(chuan)(chuan)動(dong)裝(zhuang)置(zhi),廣泛應用于艦船、航空、石油化(hua)工、機械制造等領域。其撓性(xing)元件是(shi)由 數(shu)量(liang)的薄(bo)金屬膜片(pian)0.2mm~0.6mm疊合而成的膜片(pian)組。工作時轉(zhuan)矩(ju)從(cong)主動(dong)法蘭盤輸入,經(jing)過(guo)(guo)沿圓周(zhou)間隔布置(zhi)的主動(dong)傳(chuan)(chuan)扭精密螺栓將轉(zhuan)矩(ju)傳(chuan)(chuan)輸至(zhi)金屬膜片(pian),再由膜片(pian)通(tong)過(guo)(guo)從(cong)動(dong)精密螺栓傳(chuan)(chuan)至(zhi)從(cong)動(dong)法蘭盤輸出。它通(tong)過(guo)(guo)高強度合金膜片(pian)組產(chan)生彈(dan)性(xing)變(bian)形來(lai)實現聯(lian)軸(zhou)(zhou)器的撓性(xing)傳(chuan)(chuan)動(dong),利用膜片(pian)的柔性(xing)來(lai)吸收輸入輸出軸(zhou)(zhou)間的相對位(wei)移,從(cong)而補償傳(chuan)(chuan)動(dong)軸(zhou)(zhou)系(xi)各個(ge)連接部分由于各種因素引起的殘余(yu)不對中(zhong)。
膜片聯(lian)軸(zhou)器(qi)能夠(gou)補償的(de)(de)(de)不(bu)對(dui)中形式(shi)包括如下3種(zhong)基本類(lei)型(xing):角向(xiang)(兩(liang)(liang)軸(zhou)中心(xin)線成 角度交于(yu)兩(liang)(liang)軸(zhou)端之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)中點)、橫向(xiang)(兩(liang)(liang)軸(zhou)中心(xin)線平行偏移)和軸(zhou)向(xiang)(兩(liang)(liang)軸(zhou)軸(zhou)向(xiang)間(jian)(jian)隙過大)。旋(xuan)轉軸(zhou)系運(yun)行時(shi)出現的(de)(de)(de)實際偏移往往是以上任(ren)意2種(zhong)不(bu)對(dui)中的(de)(de)(de)組合或者同(tong)時(shi)兼有3種(zhong)不(bu)對(dui)中形式(shi),因此膜片聯(lian)軸(zhou)器(qi)實際工作時(shi)的(de)(de)(de)載荷及變形比(bi)較復(fu)雜。
膜片作(zuo)為膜片聯軸器的關鍵(jian)彈性(xing)元件(jian),工作(zuo)時承(cheng)受(shou)的主要負荷。
當膜片聯軸器旋轉時,其角向偏移將產生交變應力,每旋轉一周循環交變一次。膜片動應力將導致膜片和螺栓的疲勞破壞,因而準確地計算動靜復合應力,是預測膜片聯軸器壽命、保證膜片式聯軸器可靠工作的關鍵。
已(yi)有的相關研(yan)究多限于分析膜片在單獨承(cheng)受(shou)某一種載(zai)荷時的應(ying)力分布情(qing)況,而對于膜片實(shi)際(ji)承(cheng)受(shou)復雜載(zai)荷時的動靜復合應(ying)力較少涉及。
相鄰(lin)兩螺(luo)栓孔之(zhi)間的(de)膜片(pian)段可等效為懸臂(bei)梁,并利用材(cai)料力(li)(li)學的(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)推導(dao)出連桿型(xing)膜片(pian)聯軸(zhou)(zhou)器(qi)在單獨(du)承受(shou)轉矩(ju)、離心載荷、軸(zhou)(zhou)向(xiang)偏移(yi)以及(ji)角(jiao)向(xiang)偏移(yi)時膜片(pian)內部應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)計(ji)算公式(shi),同時提出了(le)一種(zhong)計(ji)算膜片(pian)扭轉剛(gang)度(du)(du)的(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa),是運用經驗公式(shi)來(lai)分(fen)析(xi)膜片(pian)應(ying)(ying)力(li)(li)和剛(gang)度(du)(du)的(de)典型(xing)方(fang)(fang)法(fa)(fa),但是其 大的(de)不(bu)足是無(wu)法(fa)(fa)考慮螺(luo)栓孔周圍區域(yu)應(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)中效應(ying)(ying)的(de)影響,導(dao)致計(ji)算應(ying)(ying)力(li)(li)與實(shi)際應(ying)(ying)力(li)(li)有較大的(de)差距。
比(bi)較(jiao)典型的運用有(you)限(xian)元法和薄板彎曲理(li)論對膜片(pian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)和疲勞壽命(ming)開展的研(yan)究。其共同點是 先分(fen)(fen)析膜片(pian)在各種單獨工況(kuang)下的應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li),將3種靜態應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(軸向彎曲應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)、膜片(pian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)、離心(xin)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li))的組合應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)為膜片(pian)的平(ping)均(jun)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li),將旋轉(zhuan)時角向偏移引起(qi)的應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)為交變應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)幅(fu),應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)用靜力(li)(li)學分(fen)(fen)析分(fen)(fen)別求(qiu)得平(ping)均(jun)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)和交變應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)幅(fu),然(ran)后基于此(ci)結果(guo)進行疲勞分(fen)(fen)析。
然(ran)而上述(shu)研究方法(fa)有兩(liang)點需要(yao)改(gai)進:
一般說來,靜態組合應力的分布和角向彎曲應力的分布是不同的。兩種情況下 大應力點分布的區域嚴格說來并不重合。
旋轉除了(le)產生離心力,還會產生慣(guan)性力。將 大角向偏移產生的(de)應力作為交變(bian)應力幅實際上是忽略了(le)慣(guan)性力的(de)影(ying)響。
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