聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造和安裝誤差、承載變形、熱變形以及機座下沉等原因，軸線間會產生一定的軸向、角 向、徑向偏移。這將在軸、軸承和膜片聯(lián)軸器上引起附加載荷，使船舶推進軸系工作條件惡化。而膜片聯(lián)軸器的使用可以大大減弱附加載荷所產生的影響，改善船舶推進軸系工作條件。
膜片聯(lián)軸器在船舶推進軸系中應用廣泛，特別用于高速快艇推進軸系，其中膜片是 膜片聯(lián)軸器的關鍵部件，為了滿足船舶高速軸系安全可靠的運行要求，必須對膜片進行應力分析和強度計算。根據(jù)膜片聯(lián)軸器的結構和工作特點，針對工程設計中常見的六孔式膜片，對膜片進行受力分析。
1膜片聯(lián)軸器的結構
膜片聯(lián)軸器是 一種全金屬干式撓性聯(lián)軸器，主要由左右半聯(lián)軸器、膜片組和連接螺栓等零部件組成。其中，膜片組由一定數(shù)量的高強度不銹鋼涂層膜片疊合而成，并通過螺栓交替固定于主動端與從動端。為了獲得更好的補償性能，常采用中間軸，其兩端各有一組膜片組組成雙膜片式聯(lián)軸器，分別與主從動軸聯(lián)接。其工作原理為：轉矩從左半聯(lián)軸器輸入，經(jīng)主動高強度螺栓傳輸至膜片組，膜片組再通過從動高強度螺栓將轉矩傳至中間軸，同樣轉矩通過另一端的膜片組、高強度螺栓及右半聯(lián)軸器輸出。
膜片聯(lián)軸器能通過膜片的撓性來吸收或緩解軸線間的三向偏移，改善船舶推進軸系的工作條件。它具有傳遞扭矩大、結構簡單、拆裝方便、工作可靠、不需潤滑等優(yōu)點。
2膜片的應力分析
膜片組是 彈性膜片聯(lián)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(tài)，并由此來傳遞轉矩和運動，同時吸收振動和補償偏差。
由于聯(lián)軸器中其他零件的剛度比膜片大得多，且膜片受力情況較為復雜，故這里只研究膜片的應力分析。為了簡化計算，不考慮 各膜片間微小的相對運動產生的表面剪力，即將所有膜片視為一個整體。
膜片聯(lián)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。
膜片聯(lián)軸器通常是 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十分重要。由螺栓、墊圈等的質量產生的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，但運行工況一定時，也可看作不變應力。
雖然膜片聯(lián)軸器工作時，膜片組件傳遞的扭矩很大，但是 實踐證明：膜片聯(lián)軸器的主要失效不是 由膜片組件的傳扭能力不足引起，而是 膜片所受交變循環(huán)復合應力所致。而這種復合應力多是 由膜片聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸不對中產生的附加載荷引起的。
膜片聯(lián)軸器的軸向偏移受聯(lián)軸器的規(guī)格以及螺栓數(shù)量影響，聯(lián)軸器規(guī)格越大，所能承受的軸向偏移越大。軸向偏移會對膜片產生很大的應力，因此，為保證聯(lián)軸器使用壽命的長久，要求安裝時膜片之間盡可能緊密，膜片盡可能平整。同時，由于熱脹冷縮而導致的設備軸向偏差必須考慮 進去。對于膜片式聯(lián)軸器，聯(lián)軸器軸向偏移經(jīng)過中間體兩邊的膜片組平均后，膜片組的軸向偏移為膜片聯(lián)軸器軸向偏移的一半。
軸線角 向的安裝誤差，使膜片沿軸線方向發(fā)生周期性彎曲變形，它是 決定膜片疲勞壽命的主要因素。膜片聯(lián)軸器角 向偏移，較大的角 向偏移將使膜片組承受很大的附加彎矩。對于雙膜片式聯(lián)軸器，膜片組的角 向偏移是 聯(lián)軸器的角 向偏移的一半。
僅雙膜片式聯(lián)軸器能夠承受徑向偏移，并且其承受徑向偏移的能力取決于兩組膜片之間的距離。
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