前置泵膜片联轴器疲劳失效原因分析

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1、第37卷第10期华电技术Vo1．37No．102015年1O月HuadianTechnology0ct．20l5前置泵膜片联轴器疲劳失效原因分析顾勇，吴刚，闫哲(华电江苏能源有限公司句容发电厂，江苏镇江212400)摘要：介绍了膜片联轴器的结构和原理，分析了膜片的应力分布情况和断裂危险区域，对华电江苏能源有限公司句容发电厂前置泵膜片联轴器的疲劳失效故障进行分析，指出联轴器中心偏差是引起膜片联轴器失效的主要原因，针对分析结果提出了做好膜片联轴器冷态中心校验和调整工作以及加强巡检等措施，有效保证了机组的安全运行。关键词：前置泵；膜片联轴器；疲劳失效；应力分析；中心偏差

2、中图分类号：TH】33．4文献标志码：B文章编号：1674—1951(2015)10—0030—02膜片联轴器失效原因进行分析，有助于深人且准确0引言分析膜片受力情况和故障原因，为有效预防和解决膜片联轴器是一种全金属干式扰性联轴器⋯，失效提供理论保障。它通过较薄的高强度合金钢或不锈钢片产生弹性变1膜片联轴器主要结构及应力分析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1．1膜片联轴器结构对位移，并有一定的吸振、减振作用，使联轴器可以前置泵膜片联轴器结构如图1所示，其工作原吸收两侧传动轴的不对中和冲击，特别适用于高速、

3、理为：扭矩从主动轴(电机侧)法兰通过螺栓、膜片重载的场合。其结构简单、装卸方便、无需润滑与维组传递到中间段短节，再从中问段通过螺栓膜片组护，具有耐酸、耐热等特点，因而广泛应用于航空、航传递到从动轴(汽泵侧)。该膜片联轴器除了叮以舰、石油化工、机械制造等领域。传递扭矩外，还可以通过膜片的弹性变形来补偿各华电江苏能源有限公司句容发电厂前置泵联轴种工况下的不对中。膜片联轴器的破坏大多是由膜器下面的地面上曾发现有少量不锈钢碎片，后经检片断裂破坏引起的，因此，只要膜片破损就认为该联查确定该碎片来自膜片联轴器，随后立即申请降负轴器已经失效，所以膜片是重点研究的零部件。荷停泵，

4、连夜更换膜片联轴器，更换之后前置泵运行1．2膜片联轴器应力分析稳定，振动正常。膜片联轴器的失效会造成旋转设膜片组是膜片联轴器的关键元件，由于联轴器备振动加大甚至损坏，严重影响机组安全生产，更换中其他零件的刚度比膜片大得多，所以可将膜片的前需要停设备、减出力，影响机组的经济性，因此，对刚度视为联轴器的刚度。设备运行时膜片作为弹性电机侧汽泵前置泵侧1．电机侧法兰；2．M20白锁螺母；3．垫圈；4．组合膜片组；5．M20螺栓；6．中间段短节；7．汽泵侧法兰图1前置泵膜片联轴器结构元件，所承受的负荷形式及应力形式见表1。任使收稿日期：2015—05—05；修回日期：201

5、5—09—25用过程中，膜片组要承受离心力，扭矩，轴向偏移和第10期顾勇，等：前置泵膜片联轴器疲劳失效原因分析·31·径向、角向偏移这4种负荷引起的应力作用，其中离部分膜片两端螺栓孔内侧应力超过材料的曲服极心力和扭矩引起的应力最为主要，本文重点分析限，导致其被拉断破坏，由于承载膜片数量逐步减少和比较它们的变化对应力大小的影响及影响程度。并且受力不均，原先所受应力较低的膜片也将随之表1膜片承受的负荷形式及应力形式被拉断，随后整组膜片都将被拉断。负荷形式应力形式负荷形式应力形式膜片联轴器工作时，分别会受到扭矩引起的叠传递扭矩叠面应力轴向偏移弯曲应力面应力，轴线偏斜而引

6、起的弯曲应力，螺栓与膜片质旋转离心力离心应力径向、角向偏移弯曲应力量通过旋转产生的离心应力以及膜片径向、角向偏(1)膜片受扭矩产生的应力。设传递扭矩为，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，且轴每总膜片数量为，主动螺栓孔数量为z，螺栓孔半径旋转1周应力循环交变1次；离心力使螺栓产生剪为，假设膜片所受拉、压应力平均分到每层膜片切应力，且随转速而变化。结合句容发电厂前置泵上，仅考虑一片膜片受扭矩产生的应力时，应力F：r／(ZRn)。前置泵膜片组为8孔螺栓，因此主动螺栓膜片联轴器失效方式可知，螺栓孔附近膜片受到交孔数量为4，

7、即每个主螺栓上所受的力为F=变应力和复合应力的循环作用，最终发生疲劳断裂。r／(4nR)。2．2前置泵膜片联轴器失效分析(2)离心应力。假定螺栓与膜片的材料相同，结合句容发电厂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可计算出各自的质量，根据所处的位置和螺旋角度，及泵运行的振动数据，总结出可能引起膜片联轴器可计算出离心应力，该应力作用在总质心上。(3)轴向偏移引起的弯曲应力。由于在轴线方疲劳失效的主要原因。(1)由于电机和水泵不是同一机座(未采用整向上存在安装误差，使得膜片沿轴线方向发生弯曲变形，通过轴线位移的大小可以求出弯曲应力的体式

8、共用底座)