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膜片联轴器受拉断裂故障的原因

2021-07-03 09:56:40

膜片联轴器由几组膜片(不锈钢薄板)用螺栓交错地与两半联轴器联接而成,靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移,是一种高性能的金属强元件挠性联轴器。每组膜片由数片叠集而成,膜片分为连杆式和不同形状的整片式。


膜片受拉断裂是膜片联轴器出现频率比较高的故障之一,通过对已损坏的膜片联轴器的观察发现,在膜片螺栓孔处的危险截面十分容易发生断裂。今天,小编来介绍一下膜片联轴器受拉断裂故障的原因:


通过进一步对受拉膜片进行受力分析时发现:在四边受拉且载荷分布均匀的情况下,膜片不会发生拉断破坏失效;若载荷分布不均匀,则有可能在收拉膜片的过程中出现若干膜片被拉断的现象。


若膜片联轴器长期在中心长时间不对中的情况下工作,运行过程中产生的中心偏差超过了膜片联轴器联轴器补偿的范围时,膜片联轴器会受到峰值扭矩限制,导致其中4组受压膜片组失稳,另外4组受拉膜片将承担全部扭矩,所受拉力成倍增长。


如果膜片长时间处于非均匀受力状态,部分膜片两端螺栓孔内侧应力超过材料的曲服,导致其被拉断破坏,由于承载膜片数量逐步减少并且受力不均,原先所受应力较低的膜片也将随之被拉断,随后整组膜片都将被拉断。


膜片联轴器在工作时,分别会受到三大作用力:


1.扭矩引起的叠面应力


2.轴线偏斜而引起的弯曲应力


3.螺栓与膜片质量通过旋转产生的离心应力以及膜片径向、角向偏移引起的弯曲应力等。


叠面应力会使螺栓产生剪切应力;弯曲应力使螺栓产生拉伸或压缩应力,且轴每旋转1周应力循环交变1次;离心力使螺栓产生剪切应力,且随转速而变化。


结合膜片联轴器失效方式可知,如果螺栓孔附近膜片长期受到交变应力和复合应力的循环作用,会导致膜片联轴器的膜片发生疲劳断裂。