帶您分析膜片聯(lián)軸器的膜面應(yīng)力

膜片聯(lián)軸器在軸上裝配完后，應(yīng)仔細檢查齒式聯(lián)軸器與軸的垂直度和同軸度。一般是在齒式聯(lián)軸器的端面和外圓設(shè)置兩塊百分表，盤車使軸轉(zhuǎn)動時，觀察齒式聯(lián)軸器的全跳動（包括端面跳動和徑向跳動）的數(shù)值，判定聯(lián)軸器與軸的垂直度和同軸度的情況。不同轉(zhuǎn)速、不同型式的聯(lián)軸器對全跳動的要求值不同，聯(lián)軸器在軸上裝配完后，使聯(lián)軸器全跳動的偏差值在設(shè)計要求的公差范圍內(nèi)，這是齒式聯(lián)軸器裝配的主要質(zhì)量要求之一。造成齒式聯(lián)軸器全跳動值不符合要求的原因很多，先可能由于加工造成的誤差。而對于現(xiàn)場裝配來說，由于鍵的裝配不當引起聯(lián)軸器與軸不同軸。鍵的正確安裝應(yīng)該使鍵的兩側(cè)面與鍵槽的壁嚴密貼合，一般在裝配時用涂色法檢查，配合不好時可以用銼刀或鏟刀使其達到要求。鍵頂部一般有間隙，約在0.1-0.2mm左右。旋轉(zhuǎn)機械對于聯(lián)軸器與軸的同軸度要求高，用單鍵聯(lián)接不能高的同軸度，用雙鍵聯(lián)接或花鍵聯(lián)接能使兩者的同軸度。

聯(lián)軸器是將驅(qū)動部分和從動機構(gòu)聯(lián)結(jié)起來一同旋轉(zhuǎn)并傳遞能量和運動的機械部件。聯(lián)軸器可以分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器，剛性聯(lián)軸器通常用于低速重載的概況下，其主要作用是傳遞大的功率；而彈性聯(lián)軸器主要用于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，它利用彈性元件或結(jié)構(gòu)來調(diào)整和補償由于制造、安裝以及溫度變化而造成的不對中，同時一般彈性聯(lián)軸器都具有隔振的功能。對彈性聯(lián)軸器的也有相當長的時間。

對膜片聯(lián)軸器膜片的主要集中在聯(lián)軸器膜片強度方面的，還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于膜片聯(lián)軸器整體建模分析的文獻。目前無論在國內(nèi)還是，在進行膜片疲勞分析時，基本上都是施加靜態(tài)載荷計算膜片壽命，這與實際工況有很大的差別。同時，在振動方面國內(nèi)還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于對膜片聯(lián)軸器整體系統(tǒng)進行有限元建模進行模態(tài)分析。

風力發(fā)電機組增速齒輪箱軸和發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸的連接采用膜片聯(lián)軸器，膜片聯(lián)軸器能傳遞大功率、壽命不錯、結(jié)構(gòu)簡單、不需潤滑并能補償軸向、徑向和角向位移，是風力發(fā)電機組傳動鏈中的重要部件之一，它要有足夠的強度和剛度，以確定機組在各種載荷情況下能正常運行。而且還要確定機組在遭受一些惡劣外部條件，如臺風或暴風影響時的性。為了達到風電機組的長時間運行要求，對膜片聯(lián)軸器進行強度疲勞分析。

采用有限單元法，以德國船級社(GL)認證規(guī)范為依據(jù)，對大型水平軸風力發(fā)電機組主要零部件聯(lián)軸器進行強度、疲勞分析計算以及優(yōu)化設(shè)計，以設(shè)計出達到風力發(fā)電機組要求的聯(lián)軸器。

對膜片聯(lián)軸器進行有限元分析包括以下幾方面的內(nèi)容：

1、按照膜片聯(lián)軸器的受載情況，對膜片聯(lián)軸器進行設(shè)計，建立風力發(fā)電機組膜片聯(lián)軸器的實體幾何模型。

2、為膜片建立兩種不同單元的有限元模型：四面體和六面體單元，進行對比分析，選擇較優(yōu)的一種模型進行強度分析。計算了膜片在承受各種載荷情況下的變形和應(yīng)力大小及其分布，進而對它們進行了限強度校核和結(jié)果分析，確定不同工況下聯(lián)軸器的軸向、徑向和角偏移量達到設(shè)計要求。

3、對膜片進行疲勞壽命分析，以機組的正常運行和使用壽命。

4、對膜片進行優(yōu)化分析，以較佳的膜片結(jié)構(gòu)。

膜片是膜片式聯(lián)軸器的關(guān)鍵元件，由于聯(lián)軸器中其它零件的剛度比膜片大得多，故可將膜片的剛度視為聯(lián)軸器的剛度。由于聯(lián)軸器軸向間偏移、傳遞轉(zhuǎn)矩、承受離心力，膜片工作時處于復(fù)雜的受力狀態(tài)。

l、膜面應(yīng)力(轉(zhuǎn)矩應(yīng)力，設(shè)傳遞轉(zhuǎn)矩為T(N0m)，總片數(shù)為m，對于8孔螺栓，由簡化條件知，T單片=Tlm，每個主螺栓上所受的力為F=Tl4mR；

2、離心應(yīng)力假定螺栓與膜片材料相同，可計算出各自的質(zhì)量，根據(jù)所處的位置和螺旋角度，可算得離心力，且作用在總質(zhì)心上。

3、軸向位移引起的彎曲應(yīng)力由于在軸線方向上的安裝誤差，使膜片沿軸線方向發(fā)生彎曲變形，通過軸向位移的大小可以求出軸向力的大小。

4、徑向、角向位移引起的彎曲應(yīng)力由于在軸線角向上的安裝實際誤差，使膜片沿軸線方向發(fā)生周期性彎曲變形，而且它是決定膜片疲勞壽命的主要因素，通過角度傾斜可以求出回復(fù)力矩的大小。

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