八邊形膜片膜片作為膜片聯(lián)軸器的關(guān)鍵彈性元件,它的受力情況比較復(fù)雜。膜片是承受多種載荷的,如扭轉(zhuǎn)載荷,離心載荷,軸向位移引起的載荷,角不對(duì)中引起的載荷等。工作時(shí)承受的主要負(fù)荷,軸向偏移(彎曲應(yīng)用)傳遞轉(zhuǎn)矩(膜面應(yīng)力)旋轉(zhuǎn)(離心應(yīng)力)角向偏移(彎曲應(yīng)力)
當(dāng)膜片聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時(shí),其角向偏移將產(chǎn)生交變應(yīng)力,每旋轉(zhuǎn)一周循環(huán)交變一次。膜片動(dòng)應(yīng)力將導(dǎo)致膜片和螺栓的疲勞破壞,因而準(zhǔn)確地計(jì)算動(dòng)靜復(fù)合應(yīng)力,是預(yù)測(cè)膜片聯(lián)軸器壽命,保證膜片聯(lián)軸器可靠工作的關(guān)鍵。
相鄰兩螺栓孔之間的膜片段可等效懸臂梁,并利用材料力學(xué)的方法推導(dǎo)出連桿型膜片聯(lián)軸器在單獨(dú)承受轉(zhuǎn)矩,離心載荷,軸向偏移以及角向偏移時(shí)膜片內(nèi)部應(yīng)力的計(jì)算公式,運(yùn)用薄板彎曲理論對(duì)膜片應(yīng)力和疲勞壽命進(jìn)行分析。轉(zhuǎn)速對(duì)于膜片的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅都有較大影響,對(duì)于膜片疲勞壽命影響比較大的動(dòng)應(yīng)力部分,即因角向偏移而產(chǎn)生的應(yīng)力。所以要提高產(chǎn)品的壽命,在設(shè)計(jì)制造和安裝的時(shí)候要考慮盡量減小角向的安裝偏差。
膜片的應(yīng)力分析
膜片組是膜片聯(lián)軸器的主要彈性元件,膜片組在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承受拉伸,擠壓,剪切等復(fù)合力,處于復(fù)雜的受力狀態(tài),并由此來傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng),同時(shí)吸收振動(dòng)和補(bǔ)償偏差。
膜片承受的轉(zhuǎn)矩
膜片聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí),轉(zhuǎn)矩是通過主動(dòng)螺栓利用膜片元件帶動(dòng)從動(dòng)螺栓,轉(zhuǎn)矩在膜片中產(chǎn)生的沿螺栓分布圓切線方向的拉壓力。
膜片承受離心應(yīng)力
膜片聯(lián)軸器通常是安裝在高速傳動(dòng)軸上,高轉(zhuǎn)速機(jī)械的離心慣性力在結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算中十分重要。由螺栓,墊圈等的質(zhì)量產(chǎn)生離心慣性力和由膜片組自身質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力方向均沿徑向向外,使膜片組受到離心拉應(yīng)力。膜片承受的離心應(yīng)力隨轉(zhuǎn)速而有較大變化,但運(yùn)行工況時(shí),也可看作不變應(yīng)力。