膜片联轴器应力和疲劳性能

膜片联轴器应力和疲劳性能

　　图2为联轴器金属片受载情况示意图，力学模型的4条杆件中，2条拉杆，2条压杆。在无轴向变位和角向偏转变位的正常稳定工作时，杆件承受纯拉压应力和旋转质量离心力，金属片承受合成平均应力。实际工作中，轴系都有串动，角向挠曲和径向移位。因此，杆件上再叠加有弯曲交变应力，其交变频率等于轴系旋转频率的2倍，交变的幅值取决于几个变动移位值的矢量和。因此金属杆件的应力-强度计算需根据平均应力与交变应力分量按所选材料的哥德曼图进行校核。

　　根据计算机有限元计算模型和实验手段证明，挠性钢片的应力危险区出现在压杆的紧固件周围，在额定条件下工作时，其应力水准在交变疲劳限和材料屈服限的1/2以下。

　　在联轴器稳定工作时，其失效的原因不是由于受载过度而平均应力，而是由于交变应力过大，超过允许疲劳限而在压紧圈附近压杆上产生疲劳裂纹或断裂，然后扩散至拉杆边，联轴器产生故障。根据钢片疲劳试验，正常工况下，金属钢片的疲劳循环次数理论上为值，因此GNL联轴器的额定使用寿命长，可达5年之久。

　　试验工作对几种材料的钢片进行了超载疲劳和额定载荷疲劳试验，由图3可见，额定工况下，联轴器角向挠曲1.67(±1mm弯曲幅值)时，疲劳应力值σＮ在限应力σＲ以下很多，因此其疲劳循环次数NK止的。即使疲劳弯曲幅值为±4mm，其应力值σＮ也在以下。