泊頭市鑫程機械有限公司生產不銹鋼聯軸器膜片采用304 材質,數控激光切割,厚度從0.2mm-3mm,外徑30mm-1米,小套是數控車加工,可以是不銹鋼材質,也可以45#鋼,適用于風機,電廠,機械設備,石油,冶金,造紙等行業可來圖來樣定做
膜片組是膜片聯軸器的主要彈性元件,膜片組在運轉過程中承受拉伸,擠壓,剪切等復合力,處于復雜的受力狀態,并由此來傳遞轉矩和運動,同時吸收振動和補償偏差。
膜片聯軸器傳遞轉矩時,轉矩是通過主動螺栓利用膜片元件帶動從動螺栓,轉矩在膜片中產生的沿螺栓分布圓切線方向的拉壓力。通常是安裝在高速傳動軸上,高轉速機械的離心慣性力在結構應力計算中重要。由螺栓,墊圈等的質量產生離心慣性力和由膜片組自身質量產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力。膜片承受的離心應力隨轉速而有較大變化,但運行工況 時,也可看作不變應力。
聯軸器膜片的有限元分析
為了設計出滿足需求,并且節省材料的膜片,對兩種鋼片撓性聯軸器的膜片進行了有限元分析。分別計算規格的四孔,六孔膜片在各種工況下的應力狀況。分析出了厚度、孔數、片數等因素對膜片性能及螺栓負荷的影響規律。其次,結合膜片材料的許用應力以及螺檢的許用應力,給出了實際膜片所需膜片數的計算方法,對膜片的具體設計提供了參考依據。
膜片是一種鋼片撓性聯軸器的主要部件,由一組不銹鋼片組成,傳遞扭矩時允許傳動軸有角度,能補償動力機械和工作機械的安裝誤差。
膜片聯軸器的裝配方式:每間隔的小孔分別通過螺栓固定在一側法蘭上,剩下的以同樣的方式固定在另一側法蘭上。聯軸器扭矩輸入端驅動一側法蘭,通過膜片驅動聯軸器的另一側,實現扭矩的傳輸。
1 膜片是由許多很薄的不銹鋼骨片組成,縫隙中填充了樹脂,以增加阻尼和減少骨片振動。因為膜片在工作狀態受到彎扭作用時,膜片中樹脂不分擔載荷密度,只有膜片中的骨片承受載荷,同時組成膜片的各膜片所受載荷基本一致。所以,這里取骨片作為分析對象。由于骨片很薄,,考慮到計算精度和計算效率等因素,這里選用薄殼單元
用Ansys軟件作為有限元分析工具,考慮到Ansys軟件中建模的效率不是很高,在此,用UG軟件來建四孔和六孔的骨片模型,然后導入軟件中。模型需要分析的四孔和六孔兩種類型的骨片,由于約束與載荷比較復雜,在對膜片進行有限元分析時,關鍵的是約束和載荷的合理處理
對于約束的處理,在劃分好網格以后,在膜片內部孔邊緣上下兩側各選取一個x坐標為零的結點〔Y軸上的結點),在上側結點施加二和Y方向位移為零的約束,在下側結點施加x方向位移為零的位移約束。
在實際工況中,因為裝配的關系,聯軸器膜片不是在一個平面內轉動,在膜片兩側傳動軸的軸線有偏差時,在膜片螺拴孔邊緣將發生垂直膜片的位移。所以在分析的時候需要在孔所在的圓上加位移約束。對各骨片,取一側中某個孔為基準,另一側孔相對其偏差10。具體加載可根據孔與基準孔的相對距離和偏差的度數在應力環上加載約束。對于四孔,兩孔軸向偏移量均為R.對于六孔,基準孔兩邊的孔軸向偏移量可以根據公式(1)計算得
到,另一孔偏移量為 式中:Z-一軸向偏移量;R一小孔所在圓心到中心圓圓心的距離。
因裝配時,孔邊有1 mm厚的加緊套,垂直方向的位移將作用在徑向lmm的環面內。具體施加方法如下。
(1)建立模型時,孔邊的環面獨立建立。膜片形狀的面由多個部分組成。
(2)各個區域分別劃分網格,保持在相鄰邊界上結點盡可能重合。
(3)采用結點合并的方法,使各個區域在相鄰邊界上共享結點,這樣各個獨立區域合并成了一個整體。
(4)在環面上施加位移約束
對于載荷的處理,可知,當兩個圓柱面相互作用時,其相互壓力呈余弦分布閻,只是它們的作用區域因配合關系的不同而不同。有些地方把這種載荷稱為軸承載荷。因這里孔與內部的套之間幾乎沒有間隙,認為其作用范圍在1800角的范圍內。
分布載荷幅值的計算
對于四孔,可以根據分布載荷幅值進行對模型載荷的加載。
在膜片總厚度情況下,每片膜片的厚度越薄,應力越小;(2)孔的數量越多,能夠傳遞較大的扭矩;(3)在孔的數量減少時,對軸線偏移有比較好的適應性;(4)拉應力集中在孔邊緣附近。
給出的骨片有限元分析能比較準確地計算出膜片的受力情況。通過對膜片尺寸的控制,比較分析出厚度、孔數、片數等因素對膜片性能的影響規律。同時,計算出在載荷條件下,不同膜片需要的小骨片數。為膜片設計和選型提供參考依據。