膜片聯(lián)軸器應(yīng)力和疲勞性能

　　圖2為聯(lián)軸器金屬片受載情況示意圖，力學(xué)模型的4條桿件中，2條拉桿，2條壓桿。在無軸向變位和角向偏轉(zhuǎn)變位的正常穩(wěn)定工作時(shí)，桿件承受純拉壓應(yīng)力和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量離心力，金屬片承受合成平均應(yīng)力。實(shí)際工作中，軸系都有串動(dòng)，角向撓曲和徑向移位。因此，桿件上再疊加有彎曲交變應(yīng)力，其交變頻率等于軸系旋轉(zhuǎn)頻率的2倍，交變的幅值取決于幾個(gè)變動(dòng)移位值的矢量和。因此金屬桿件的應(yīng)力-強(qiáng)度計(jì)算需根據(jù)平均應(yīng)力與交變應(yīng)力分量按所選材料的哥德曼圖進(jìn)行校核。

　　根據(jù)計(jì)算機(jī)有限元計(jì)算模型和實(shí)驗(yàn)手段證明，撓性鋼片的應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)出現(xiàn)在壓桿的緊固件周圍，在額定條件下工作時(shí)，其應(yīng)力水準(zhǔn)在交變疲勞限和材料屈服限的1/2以下。

　　在聯(lián)軸器穩(wěn)定工作時(shí)，其失效的原因不是由于受載過度而平均應(yīng)力，而是由于交變應(yīng)力過大，超過允許疲勞限而在壓緊圈附近壓桿上產(chǎn)生疲勞裂紋或斷裂，然后擴(kuò)散至拉桿邊，聯(lián)軸器產(chǎn)生故障。根據(jù)鋼片疲勞試驗(yàn)，正常工況下，金屬鋼片的疲勞循環(huán)次數(shù)理論上為值，因此GNL聯(lián)軸器的額定使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)5年之久。

　　試驗(yàn)工作對(duì)幾種材料的鋼片進(jìn)行了超載疲勞和額定載荷疲勞試驗(yàn)，由圖3可見，額定工況下，聯(lián)軸器角向撓曲1.67(±1mm彎曲幅值)時(shí)，疲勞應(yīng)力值σＮ在限應(yīng)力σＲ以下很多，因此其疲勞循環(huán)次數(shù)NK止的。即使疲勞彎曲幅值為±4mm，其應(yīng)力值σＮ也在以下。