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膜片联轴器失效和变形的原因

发布时间:2020-04-14  发布者:鑫研传动
内容摘要:膜片联轴器是一种全金属干式扰性联轴器,它通过较薄的高强度合金钢或不锈钢片产生弹性变形来实现联轴器的扰性传动。

膜片联轴器是一种全金属干式扰性联轴器,它通过较薄的高强度合金钢或不锈钢片产生弹性变形来实现联轴器的扰性传动,在轴向和角向有较大扰度,能补偿两轴3个方向(轴向、径向、角向)的相对位移,并有的吸振、减振作用,使联轴器可以吸收两侧传动轴的不对中和冲击,特别适用于高速、重载的场合。其结构简单、装卸方便、无需润滑与维护,具有耐酸、耐热等特点,因而广泛应用于航空、航舰、石油化工、机械制造等领域。

膜片联轴器如果装配不对中是引起膜片联轴器失效的主要原因之一,也是引起旋转机械异常振动的主要原因。联轴器不对中主要有角偏斜和平行不对中2种形式,平行不对中可以转化为角偏斜形式的不对中。装配中不可避免地会产生轴之间的不对中,即使开始时对中情况良好,设备运行一段时间后,由于地基沉降等原因,联轴器仍然会出现不对中情况。如果不对中情况严重,将会导致设备振动加剧,如果振动不大,也不能说明无问题,只能说明膜片联轴器的补偿功能发生了作用,将设备振动控制在合理范围内。如果偏差继续扩大,膜片损坏情况继续加重,巡检没有及时发现并处理,膜片补偿功能会迅速减弱,泵体振动会加大甚至造成停泵事故,所以泵体振动情况是检验膜片是否损坏的重要检查项目,在机组运行中应作为监测手段。使用膜片联轴器的优势有哪些呢?

1、可适应高温和恶劣工作环境,可抵抗设备运行中的冲击、振动。

2、可准确传递转速,运转无转差,适用于的机械传动。

3、与齿式联轴器相比,膜片联轴器没有相对滑动,免去了润滑、密封的麻烦,低廉的维修成本以及便捷的制造流程使它目前在各工业发达广泛应用。

4、对于电机与设备两轴线不对中的补偿能力强,相比齿式联轴器角位移可大一倍;径向位移时的大挠性、小反力,允许轴向、径向和角向位移。

5、较高的传动速率,特别适用于中、高速大功率传动场景。简单、轻便的结构,体积小、方便装拆。例如中间轴型式结构的膜片联轴器,在不必移动机器的情况下便可完成装拆。

6、大幅度的减振作用,低噪声,无磨损。

前置泵膜片联轴器失效损坏和变形的具体情况,通过分析基建时期冷态对中数据及泵运行的振动数据,总结出可能引起膜片联轴器疲劳失效的主要原因。

(1)联轴器中间短节用绝缘段(防轴电流)连接,降低了联轴器短节的整体强度。

(2)膜片联轴器膜片质量有问题。

(3)由于电机和水泵不是同一机座(未采用整体式共用底座),电机侧基础沉降引起联轴器径向偏差大。

由于供货商已有不少供货业绩,并且其他厂运行状态基本良好,基本可以排除第2、第3个原因,所以,由于基础沉降而引起不对中造成联轴器失效的可能性比较大。

膜片受拉断裂是为常见的故障,现场发现联轴器膜片螺栓孔附近的危险截面处非常容易断裂。对受拉膜片进行受力分析发现:在四边受拉且载荷分布均匀的情况下,膜片不会发生拉断破坏失效;若载荷分布不均匀,则有可能在收拉膜片的过程中出现若干膜片被拉断的现象。在长时间不对中的情况下工作,如果偏差超过了联轴器补偿的范围,则膜片联轴器会受到峰值扭矩,其中4组受压膜片组失稳,另外4组受拉膜片将承担全部扭矩,所受拉力倍增。如果膜片长时间处于非均匀受力状态,部分膜片两端螺栓孔内侧应力超过材料的曲服,导致其被拉断破坏,由于承载膜片数量逐步减少并且受力不均,原先所受应力较低的膜片也将随之被拉断,随后整组膜片都将被拉断。

膜片联轴器工作时,分别会受到扭矩引起的叠面应力,轴线偏斜而引起的弯曲应力,螺栓与膜片质量通过旋转产生的离心应力以及膜片径向、角向偏移引起的弯曲应力等。叠面应力会使螺栓产生剪切应力;弯曲应力使螺栓产生拉伸或压缩应力,且轴每旋转1周应力循环交变1次;离心力使螺栓产生剪切应力,且随转速而变化。结合句容发电厂前置泵膜片联轴器失效方式可知,螺栓孔附近膜片受到交变应力和复合应力的循环作用,终发生疲劳断裂。

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