膜片聯(lián)軸器的工作和選擇
膜片聯(lián)軸器工作時(shí),分別會(huì )受到扭矩引起的疊面應力,軸線(xiàn)偏斜而引起的彎曲應力,螺栓與膜片質(zhì)量通過(guò)旋轉產(chǎn)生的離心應力以及膜片徑向、角向偏移引起的彎曲應力等。疊面應力會(huì )使螺栓產(chǎn)生剪切應力;彎曲應力使螺栓產(chǎn)生拉伸或壓縮應力,且軸每旋轉1周應力循環(huán)交變1次;離心力使螺栓產(chǎn)生剪切應力,且隨轉速而變化。結合句容發(fā)電廠(chǎng)前置泵膜片聯(lián)軸器失效方式可知,螺栓孔附近膜片受到交變應力和復合應力的循環(huán)作用,發(fā)生疲勞斷裂。
膜片受壓失穩是膜片失效的一種常見(jiàn)故障,由材料力學(xué)可知,若受壓膜片承受大扭矩時(shí)的應力大于臨界應力,膜片將喪失其原有直線(xiàn)形狀的平衡,而變?yōu)槲潬顟B(tài)。
膜片受拉斷裂是比較常見(jiàn)的故障,現場(chǎng)發(fā)現聯(lián)軸器膜片螺栓孔附近的危險截面處容易斷裂。對受拉膜片進(jìn)行受力分析發(fā)現:在四邊受拉且載荷分布均勻的情況下,膜片不會(huì )發(fā)生拉斷破壞失效;若載荷分布不均勻,則有可能在收拉膜片的過(guò)程中出現若干膜片被拉斷的現象。在長(cháng)時(shí)間不對中的情況下工作,如果偏差超過(guò)了聯(lián)軸器補償的范圍,則膜片聯(lián)軸器會(huì )受到峰值扭矩,其中4組受壓膜片組失穩,另外4組受拉膜片將承擔全部扭矩,所受拉力倍增。如果膜片長(cháng)時(shí)間處于非均勻受力狀態(tài),部分膜片兩端螺栓孔內側應力超過(guò)材料的曲服,導致其被拉斷破壞,由于承載膜片數量逐步減少并且受力不均,原先所受應力較低的膜片也將隨之被拉斷,隨后整組膜片都將被拉斷。
膜片聯(lián)軸器靠螺栓和膜片來(lái)傳遞扭矩,膜片組下螺栓孔裝有冠狀襯套和冠狀墊圈,襯套和帶銷(xiāo)螺栓配合為小的間隙配合,同心度和配合面要求高,半聯(lián)器和中間軸之間的同心度靠襯套和帶銷(xiāo)螺栓定位,如果安裝方向相反,加下墊圈厚度,造成定位面較短,同心度差,并且膜片組也會(huì )出現扭曲現象。在旋轉的機組中,膜片扭曲變形造成同心較差,嚴重影響機組軸振穩定性,這也是試車(chē)過(guò)程中機組在9000r/min轉速下振動(dòng)良好,高于該轉速下振動(dòng)波動(dòng)的誘因之一。
按照帶銷(xiāo)螺栓銷(xiāo)子長(cháng)度,采取正反相間的安裝方式,調整墊圈與緊固螺母安裝在同一側,定位準確。整改前的螺栓安裝方向,整改后的螺栓安裝方向,帶銷(xiāo)螺栓的定位長(cháng)度大,選裝下良好的定位和同心。
膜片聯(lián)軸器螺栓連接無(wú)需被連接件上切制螺紋,使用不受連接件限制,結構簡(jiǎn)單,拆裝方便。雙頭螺栓可以在受結構限制不能使用螺栓,但又需要聯(lián)接結構緊湊的場(chǎng)合使用。螺栓聯(lián)接不帶螺母,還有光整的外露表面,但不適合用于頻繁拆卸連接,以免損壞螺紋孔。
膜片聯(lián)軸器在的使用周期中,需要保養相互傾斜的楔形間隙表面,添加潤滑油,從大口進(jìn)小口出。兩個(gè)表面有足夠的相對運動(dòng)速度,流體有足夠的粘度,還要供油充足。在保養過(guò)程中,重要的就是掌握流體動(dòng)壓潤滑的基本范疇,這也是滑動(dòng)軸承設計的理論基礎。
膜片聯(lián)軸器可以主動(dòng)補償由電機引起的軸向、徑向和角偏移,以及由制造誤差、安裝誤差、軸承變形和溫度上升等因素引起的影響。膜片聯(lián)軸器屬于撓性聯(lián)軸器中的金屬彈性元件,從動(dòng)機傳遞扭矩,彈性振動(dòng),無(wú)噪聲,無(wú)潤滑的優(yōu)點(diǎn)是現今替代齒輪聯(lián)軸器及一般聯(lián)軸器的理想產(chǎn)品。
膜片聯(lián)軸器的選擇要領(lǐng):
1、容許額定扭矩-是膜片聯(lián)軸器實(shí)際使用時(shí)承受的扭矩容許值。
2、容許偏角-兩軸之間形成的相互角度容許值。
3、容許大扭矩-是膜片聯(lián)軸器使用時(shí)損壞的大臨界值。
4、容許偏心-兩軸的軸心平行偏差的容許值。
5、容許軸向偏差-兩軸軸向移動(dòng)的位移容許值。
膜片聯(lián)軸器正確安裝的目的,是要嚴格控制安裝精度,減小兩半聯(lián)軸器之問(wèn)的角偏差、徑向偏差和軸向壓縮或拉伸,嚴格控制聯(lián)軸器的動(dòng)平衡精度,減小振動(dòng),從而減小螺栓組所受的交變循環(huán)復合應力,控制安裝螺栓的預緊力在規定的范圍內。
軸小對中會(huì )使開(kāi)式螺桿壓縮機組在旋轉時(shí)產(chǎn)生大的離心力和慣性力,引起振動(dòng)和噪音,使軸端產(chǎn)生交變載荷,加劇軸承的磨損,嚴重時(shí)會(huì )導致軸端斷裂,影響機組使用壽命。一般而言,轉速越高對軸對中要求越高,轉速與軸對中關(guān)系。
受加工裝配誤差、各零部件的小均勻熱膨脹、軸的撓曲、軸承的小均勻磨損、壓縮機、電機移位,安裝架變形、吊裝運輸引起的變形、以及基礎小均勻下沉等,都會(huì )造成壓縮機端聯(lián)軸器與電機端聯(lián)軸器的軸小對中。
膜片聯(lián)軸器的安裝注意事項:
因為熱裝是在高溫和緊張的狀態(tài)下進(jìn)行,故對可能發(fā)生的問(wèn)題,要有充足的估計,事前應設法避免,如萬(wàn)一發(fā)生,也應臨場(chǎng)小慌,及時(shí)采取措施,進(jìn)行處理。
使每個(gè)操作人員了解操作步驟,做到分工明確,在出現任意事故時(shí)都要堅守崗位。其次要求校準半聯(lián)軸器的軸線(xiàn)水平,對準半聯(lián)軸器孔與軸端、鍵槽與鍵的位置。調整墊塊位置時(shí)要仔細、認真,正確無(wú)誤,小要直接敲打半聯(lián)軸器,以免損傷其表面,引起動(dòng)小平衡。半聯(lián)軸器配合孔、電機或壓縮機主軸應清潔干凈。