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【摘 要】联轴器是轴传动装置中重要的元件，膜片联轴器又是联轴器中应用最多的一种形式。膜片联轴器凭借其缓和冲击、无旋转间隙、无需润滑等优点广泛应用于风机、石化设备等领域。本文介绍了膜片联轴器的原理、各零件的设计、安装和应用中的注意事项。
【关键词】膜片联轴器 原理 设计 使用
一、概述
膜片联轴器是以膜片为传递扭矩的传动装置，是一种高性能金属弹性元件干式挠性联轴器。主要由主、从动端半联轴器、膜片组件和联接螺栓等零部件组成。其优点多多，如耐热、耐腐蚀、无需润滑、使用寿命长、可吸收轴向偏差、降低安装要求、使用过程中可调节径向角向偏差，无旋转间隙，缓和冲击、减轻振动，避免发生危险性破坏，制造成本低传递扭矩范围大，力学性能好。膜片联轴器使用范围广，现已广泛应用于石化设备、水泵、风机、造纸机械、制药机械、电力机械等设备。几乎可用于所有的动力传递中。
膜片联轴器的膜片是采用0.5mm厚的高强度不锈钢铆制而成，用螺栓分别与主、从动端法兰联接，运行中膜片受拉、压、扭等复合应力。几片膜片被铆钉铆成一组，一般不会松动或引起膜片和铆钉之间的相对运动。膜片本身很薄，所以当相对位移荷载产生时它很容易弯曲，因此可以承受较大的三向（轴向、径向、角向）偏差，同时在伺服系统中产生较低的轴承负荷。
二、膜片联轴器原理及设计
膜片联轴器的设计计算与膜片的结构形式有关，同时也与两轴的相对位移情况有关，相对膜片膜片的各零部件的设计计算总结如下：
螺栓：在联轴器的所在零部件中，螺栓和膜片两个零件受力比较复杂，螺栓受剪切、挤压、弯曲等力，但是挤压、弯曲与剪切力相比受力较小，不足以引起螺栓的变形，故计算螺栓中计算其剪切力就可以。有时联轴器的扭矩比较大时，也会由扭矩反算螺栓所受剪切应力的大小，由受力情况来决定所用螺栓的材质。
膜片：膜片是膜片联轴器中的关键性元件，是传递扭矩、减少缓冲和调整偏差的元件，在运转过程中受力比较复杂，膜片也有多种形式，如连续多边环形、圆环形、轮辐形、分离连杆形等，其中连续多边环形和圆环形的膜片组件，是由若干等厚度膜片组成，各片外缘为圆弧形的弹性较好，此外，边数少的弹性又比边数多的弹性好，但边数太少稳定性降低，单向运转时，只有一半环边承载传递扭矩。轮辐形膜片组件也是由若干片组成，其外缘和内缘上的螺栓孔分别与主从动半联轴器联接，工作时，发生扭转，膜片上的成形孔是为了增加弹性，由于弹性需要内外径的差值不宜过小，一般以传递中小功率为宜。分离连杆形膜片由单独的薄杆组成一个多边形，杆的形状简单，制造方便，但要求各孔距精确，其工作性能与连续环形基本相同，但强度和转速较低，适用于联轴器尺寸受限制的场合。
半联轴器：半联轴器在联轴器中是比较牢固的元件，其损坏的机率较小，要设计过程中要对法兰盘的厚度、轮毂的厚度和键槽处的强度进行校核，法兰盘的厚度是和螺栓的长度有关，一般螺栓的强度够用，法兰盘的厚度就够，轮毂的厚度要根据扭转强度进行计算。联轴器的键槽是通键，但是轴上是不通的，所以计算时要根据实际键槽长度进行计算。
中间节：中间节的长短可由机组中被联接两轴的具体位置定，此件在联轴器中受力较小，一般为薄壁管，管越薄，重量越轻，转动惯量越小，但是太薄又不好加工，故设计时，既要对强度进行计算，又要根据经验对中间管的壁厚进行综合考虑。膜片联轴器经常用于高转速的情况，如果是在高速下运转，特别是中间节较长时，要对中间节进行临界转速的校核，联轴器的临界转速要在工作转速的1.3倍以上。
三、膜片联轴器安装及应用
膜片联轴器安装前首先要准备好用到的工具，如加热设备、隔热防油手套、扭力扳手、起重设备、千分表等。其次要做好安装前的检查，检查零部件是否齐全，在运输过程中有无损伤，孔、栓是否有划痕或毛刺，应确保孔和螺栓光杆部分表面洁净。还要检查两个半联轴器的内孔直径和长度与原动机和工作机轴的直径和长度是否相符。同时确保有足够的装配空间和今后进行保养和维修的空间。在安装过程中，零部件要合适地吊起或支承，尤其是法兰和止口应采取一定的防护措施，以防止划伤和碰出毛刺。
联轴器安装之前还要对机组进行找正，机组找正是泵、风机等辅机设备检修的一项重要工作，转动设备轴中心若找得不准，必然要引起机械的超常振动。因此在安装前必须进行转动机械设备轴中心的找正工作，使两轴中心偏差不超过规定数值。找正要求使两轴的外圆面同心，两轴的端面平行。方法是用千分表分别对两轴的端面和外圆测取跳动值，检测时，应在圆周向最少取4个读数，取平均值。两轴找正给，分别将主、从动端的半联轴器装到两轴上，调整不联轴器的水平和轴向距离，检测两个半联轴器法兰面之前的轴向距离，用检测轴同心的同样办法，检测两个半联轴器的位置，同样符合要求后，将膜片组件和中间节分别用螺栓联接到半联轴器上。紧固螺栓时，一定要用拧紧力矩扳手，按照螺母的拧紧力矩进行拧紧，而且要按先固定，再预紧，最后拧紧的原则，且一圈螺栓中，要对称拧紧，不要按顺序拧紧。联轴器安装好后，要对两半联轴器和中间节进行检测校对，确定三向偏差在要求范围内，再慢慢转动机器2-3转，确定转动自由后安装好联轴器的保护罩，可以开机运转。
联轴器在工作中，要定期对机组进行检查，看螺母是否松动，观察膜片组件外层表面是否在碰伤、裂纹、过度的永久变形缺陷，看螺栓配合段表面是否有明显柔伤，还要检查机组轴对中是否已变化，若不对中数值已超过规定，应重新进行对中调整。必要是可在机组运转过程中测量机组的振动值，如振动值已超过允许振动范围，应停机检查原因。
参考文献：
[1]成大先等.机械设计手册[M].第四版.化学工业出版社，2002.
[2]丁彬.新编机械设计知识百科[M].中国科技文化出版社，2006.
[3]刘鸿文.材料力学[M].第四版.高等教育出版社，2004.
【关键词】膜片联轴器 原理 设计 使用
一、概述
膜片联轴器是以膜片为传递扭矩的传动装置，是一种高性能金属弹性元件干式挠性联轴器。主要由主、从动端半联轴器、膜片组件和联接螺栓等零部件组成。其优点多多，如耐热、耐腐蚀、无需润滑、使用寿命长、可吸收轴向偏差、降低安装要求、使用过程中可调节径向角向偏差，无旋转间隙，缓和冲击、减轻振动，避免发生危险性破坏，制造成本低传递扭矩范围大，力学性能好。膜片联轴器使用范围广，现已广泛应用于石化设备、水泵、风机、造纸机械、制药机械、电力机械等设备。几乎可用于所有的动力传递中。
膜片联轴器的膜片是采用0.5mm厚的高强度不锈钢铆制而成，用螺栓分别与主、从动端法兰联接，运行中膜片受拉、压、扭等复合应力。几片膜片被铆钉铆成一组，一般不会松动或引起膜片和铆钉之间的相对运动。膜片本身很薄，所以当相对位移荷载产生时它很容易弯曲，因此可以承受较大的三向（轴向、径向、角向）偏差，同时在伺服系统中产生较低的轴承负荷。
二、膜片联轴器原理及设计
膜片联轴器的设计计算与膜片的结构形式有关，同时也与两轴的相对位移情况有关，相对膜片膜片的各零部件的设计计算总结如下：
螺栓：在联轴器的所在零部件中，螺栓和膜片两个零件受力比较复杂，螺栓受剪切、挤压、弯曲等力，但是挤压、弯曲与剪切力相比受力较小，不足以引起螺栓的变形，故计算螺栓中计算其剪切力就可以。有时联轴器的扭矩比较大时，也会由扭矩反算螺栓所受剪切应力的大小，由受力情况来决定所用螺栓的材质。
膜片：膜片是膜片联轴器中的关键性元件，是传递扭矩、减少缓冲和调整偏差的元件，在运转过程中受力比较复杂，膜片也有多种形式，如连续多边环形、圆环形、轮辐形、分离连杆形等，其中连续多边环形和圆环形的膜片组件，是由若干等厚度膜片组成，各片外缘为圆弧形的弹性较好，此外，边数少的弹性又比边数多的弹性好，但边数太少稳定性降低，单向运转时，只有一半环边承载传递扭矩。轮辐形膜片组件也是由若干片组成，其外缘和内缘上的螺栓孔分别与主从动半联轴器联接，工作时，发生扭转，膜片上的成形孔是为了增加弹性，由于弹性需要内外径的差值不宜过小，一般以传递中小功率为宜。分离连杆形膜片由单独的薄杆组成一个多边形，杆的形状简单，制造方便，但要求各孔距精确，其工作性能与连续环形基本相同，但强度和转速较低，适用于联轴器尺寸受限制的场合。
半联轴器：半联轴器在联轴器中是比较牢固的元件，其损坏的机率较小，要设计过程中要对法兰盘的厚度、轮毂的厚度和键槽处的强度进行校核，法兰盘的厚度是和螺栓的长度有关，一般螺栓的强度够用，法兰盘的厚度就够，轮毂的厚度要根据扭转强度进行计算。联轴器的键槽是通键，但是轴上是不通的，所以计算时要根据实际键槽长度进行计算。
中间节：中间节的长短可由机组中被联接两轴的具体位置定，此件在联轴器中受力较小，一般为薄壁管，管越薄，重量越轻，转动惯量越小，但是太薄又不好加工，故设计时，既要对强度进行计算，又要根据经验对中间管的壁厚进行综合考虑。膜片联轴器经常用于高转速的情况，如果是在高速下运转，特别是中间节较长时，要对中间节进行临界转速的校核，联轴器的临界转速要在工作转速的1.3倍以上。
三、膜片联轴器安装及应用
膜片联轴器安装前首先要准备好用到的工具，如加热设备、隔热防油手套、扭力扳手、起重设备、千分表等。其次要做好安装前的检查，检查零部件是否齐全，在运输过程中有无损伤，孔、栓是否有划痕或毛刺，应确保孔和螺栓光杆部分表面洁净。还要检查两个半联轴器的内孔直径和长度与原动机和工作机轴的直径和长度是否相符。同时确保有足够的装配空间和今后进行保养和维修的空间。在安装过程中，零部件要合适地吊起或支承，尤其是法兰和止口应采取一定的防护措施，以防止划伤和碰出毛刺。
联轴器安装之前还要对机组进行找正，机组找正是泵、风机等辅机设备检修的一项重要工作，转动设备轴中心若找得不准，必然要引起机械的超常振动。因此在安装前必须进行转动机械设备轴中心的找正工作，使两轴中心偏差不超过规定数值。找正要求使两轴的外圆面同心，两轴的端面平行。方法是用千分表分别对两轴的端面和外圆测取跳动值，检测时，应在圆周向最少取4个读数，取平均值。两轴找正给，分别将主、从动端的半联轴器装到两轴上，调整不联轴器的水平和轴向距离，检测两个半联轴器法兰面之前的轴向距离，用检测轴同心的同样办法，检测两个半联轴器的位置，同样符合要求后，将膜片组件和中间节分别用螺栓联接到半联轴器上。紧固螺栓时，一定要用拧紧力矩扳手，按照螺母的拧紧力矩进行拧紧，而且要按先固定，再预紧，最后拧紧的原则，且一圈螺栓中，要对称拧紧，不要按顺序拧紧。联轴器安装好后，要对两半联轴器和中间节进行检测校对，确定三向偏差在要求范围内，再慢慢转动机器2-3转，确定转动自由后安装好联轴器的保护罩，可以开机运转。
联轴器在工作中，要定期对机组进行检查，看螺母是否松动，观察膜片组件外层表面是否在碰伤、裂纹、过度的永久变形缺陷，看螺栓配合段表面是否有明显柔伤，还要检查机组轴对中是否已变化，若不对中数值已超过规定，应重新进行对中调整。必要是可在机组运转过程中测量机组的振动值，如振动值已超过允许振动范围，应停机检查原因。
参考文献：
[1]成大先等.机械设计手册[M].第四版.化学工业出版社，2002.
[2]丁彬.新编机械设计知识百科[M].中国科技文化出版社，2006.
[3]刘鸿文.材料力学[M].第四版.高等教育出版社，2004.