膜片式聯(lián)軸器性能分析

發(fā)布時(shí)間：2020-01-06

絕大多數(shù)動(dòng)力機(jī)械都地解決功率的傳遞。在實(shí)際運(yùn)行中，原動(dòng)機(jī)和變速齒輪箱，原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間，常常由于現(xiàn)場(chǎng)條件而使軸線產(chǎn)生偏移，因此驅(qū)動(dòng)軸系中各部件連接成了一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題，在大功率高速機(jī)組和原動(dòng)機(jī)安裝減振器的機(jī)組中，動(dòng)力軸系的撓性連接技術(shù)尤為突出，迫切希望軸線在角度撓曲、軸向和徑向位移方面具有良好的補(bǔ)償。與此同時(shí)，動(dòng)力傳遞更要求撓性聯(lián)軸器還具有優(yōu)越的動(dòng)態(tài)性能，整套傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的J陛和的節(jié)能作用。
　　膜片式聯(lián)軸器(亦稱GNL鋼片撓性聯(lián)軸器)是一種具有廣泛應(yīng)用前景的、新型的可取代齒式聯(lián)軸器、橡膠式聯(lián)軸器的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造和安裝誤差、承載的變形、熱膨脹壓縮、延伸以及基座下沉等原因，軸線間會(huì)產(chǎn)生的軸向、角向、徑向偏移。它將在軸、軸承和聯(lián)軸器上引起附加載荷，使機(jī)組工作條件惡化。甚至?xí)袚p壞機(jī)組現(xiàn)象發(fā)生。鋼片聯(lián)軸器利用鋼片的彈性變形來(lái)補(bǔ)償軸線間的軸向、角向、徑向相對(duì)位移，達(dá)到工作條件目的。
　　GNL鋼片撓性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)主要由不銹鋼金屬薄片(鋼片)、半聯(lián)軸器、中間套、壓緊元件、螺栓、防松螺母、限位墊圈等組成。
　　其工作原理：扭矩從主動(dòng)端半聯(lián)軸器輸入，經(jīng)沿圓周間隔布置的螺栓將扭矩傳輸至前端撓性鋼片組，再由撓性鋼片組通過(guò)螺栓傳到中間套筒，并同樣由另后端撓性鋼片組、螺栓及從動(dòng)半聯(lián)軸器輸出。鋼片組件是撓性聯(lián)軸器的關(guān)鍵部件，它是由數(shù)量的薄片彈性不銹鋼疊合組成，通過(guò)它來(lái)傳遞扭矩和來(lái)自多方位的偏移量。鋼片厚度一般視扭矩的大小和工況的不同而選擇，一般為0.35~1.20mm，其形狀有圓環(huán)式、連桿式、束腰式等。
　　在無(wú)軸向變位和角向偏轉(zhuǎn)變位的正常穩(wěn)定工作時(shí)，桿件承受純拉壓應(yīng)力和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量離心力，金屬片承受合成平均應(yīng)力。實(shí)際工作中，軸系都有串動(dòng)，角向撓曲和徑向移位。因此，桿件上再疊加有彎曲交變應(yīng)力，其交變頻率等于軸系旋轉(zhuǎn)頻率的2倍，交變的幅值取決于幾個(gè)變動(dòng)移位值的矢量和。
　　在聯(lián)軸器穩(wěn)定工作時(shí)，其失效的原因不是由于受載過(guò)度而平均應(yīng)力，而是由于交變應(yīng)力過(guò)大，超過(guò)允許疲勞而在壓緊圈附近壓桿上產(chǎn)生疲勞裂紋或斷裂，然后擴(kuò)散至拉桿邊，然后聯(lián)軸器產(chǎn)生故障。根據(jù)鋼片疲勞試驗(yàn)，正常工況下，金屬鋼片的疲勞循環(huán)次數(shù)理論上為值，因此GNL聯(lián)軸器的額定使用壽命極長(zhǎng)，可達(dá)5年之久。
　　傳動(dòng)系統(tǒng)中安裝GNL聯(lián)軸器時(shí)，鋼片組的剛度對(duì)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)特性起著重要作用。通常情況下系統(tǒng)的工作轉(zhuǎn)速要避開(kāi)系統(tǒng)的自振頻率(一階)，以免發(fā)生共振。
　　如果GNL聯(lián)軸器由于安裝上精度不符合要求，而使鋼片壓桿產(chǎn)生二階壓曲形狀則產(chǎn)生片間摩擦的區(qū)域會(huì)擴(kuò)大到壓桿中間，而產(chǎn)生的摩擦阻尼，由于鋼片是、彈性鋼質(zhì)材料制成，因此工作中鋼片間振蕩摩擦不會(huì)影響其壽命，這就是GNL聯(lián)軸器的優(yōu)良特點(diǎn)。為了GNL聯(lián)軸器正常工作，二階壓屈現(xiàn)象是不希望產(chǎn)生的。
　　根據(jù)GNL的鋼片軸位移剛度特性。由軸系橫振產(chǎn)生軸向和角向偏移時(shí)((2°和0.5°~1°之內(nèi))其復(fù)位力是相應(yīng)微小的，振動(dòng)交變力通過(guò)兩組鋼片的傳遞也衰減。從而使從動(dòng)軸段上的橫振幅值降至很小，GNL聯(lián)軸器這種優(yōu)良的隔振特性，不僅由試驗(yàn)臺(tái)架上測(cè)得的具體數(shù)據(jù)所證實(shí)，同時(shí)被所有裝用GNL聯(lián)軸器傳動(dòng)設(shè)備和船用推進(jìn)機(jī)組所證實(shí)。