循环水泵膜片联轴器螺栓断裂原因分析
循环水泵膜片联轴器螺栓断裂原因分析
摘要：本文利用强度校核的方法，分析了膜片联轴器螺栓断裂的原因并对螺栓的装配方式提出了改进建议。
关键词：膜片联轴器 螺栓断裂 强度校核 扭矩
1前言——某厂循环水装置新安装的一台双吸型离心式水泵运行仅三天便发生了联轴器螺栓断
裂的现象。断裂部位：螺纹根部。新更换的联轴器螺栓在安装时严格按照说明书对联轴器中心、螺栓扭矩进行质量控制，但类似现象再次发生。
运行工况：
驱动电机功率：350KW ， 转速：1845r/min 联轴器形式：单金属膜片联轴器 联轴器螺栓：
螺纹规格：M16 ；拧紧力矩250N ·M ；材质：40Cr ； 数量：8件
1.1螺栓受力状态分析
膜片联轴器（又称金属叠片联轴器）由若干个叠合的金属膜片用螺栓交错地与两半联轴器（又称半对轮）连接而成，利用金属膜片的弹性变形来补偿两轴的相对偏移。设备运转过程中，联轴器依靠膜片与半对轮之间的正压力产生的摩擦力来传递扭矩。这种正压力为螺栓的预紧力。显然联轴器螺栓为紧连接状态。螺栓危险截面——螺纹根部小径处除受拉应力外，还受到螺纹拧紧力矩所引起的扭转应力。若螺栓预紧力过小，膜片同半对轮间产生的摩擦力不足以传递扭矩，那么膜片与半对轮将产生相对滑移，螺栓进而承受一定的剪切力。
为了判断螺栓是否承受剪切力，必须校验膜片与半对轮间的摩擦力。
对于M10—M68的粗牙螺纹，拧紧力矩T 同预紧力a F 之间的关系为
【1】
：
d F T a 2.0≈ (1)
式中： m m d 螺纹公称直径-
KN F a 螺栓预紧力-
则: d
T
F a 2.0=
(2) 膜片同半对轮间的静摩擦力f 为：
μa o F n f = (3)
15.0=-μμ擦系数，半对轮同膜片间的静摩 4=-o o n n 半对轮侧的螺栓数量，
联轴器需传递的扭矩M 为：
n
P
M 9550=
(4) KW P 电机额定功率-
min /r n 电机额定转速-
设半对轮螺栓节圆半径为R ,则半对轮上螺栓处的扭力F 为：
R M F = (5)
将下表-1中相关数据带入以上五式中，
表-1
得： KN f 8.46= KN F 5.16=
当f >>F 时，联轴器靠两半轮与膜片间的摩擦力来传递扭矩，螺栓不承受剪切力。在强度校核时只需校核拉应力与扭转应力的和应力是否超过许用应力。
1.2螺栓强度校核
拧紧螺栓时，螺杆不仅仅承受轴向预紧力a F 产生的拉应力σ，其危险截面即螺纹小径1d 处还受到螺纹拧紧力矩T 所引起的扭转应力τ【2】
στ5.0≈ (6)
式中：螺栓承受的拉应力-σ
4
21d F a
πσ=
(7)
对于塑性材料，第四强度理论认为形状改变比能是引起屈服的主要因素，即无论什么应力状态，只要形状改变必能达到与材料性质有关的某一极限值，材料就发生屈服。螺栓承受的当量应力e
σ【3】
为：
()()()[]
2132322212
1
σσσσσσσ-+-+-=
e (8)
联轴器螺栓为二向应力状态，即：
2
2
m i n 322
2
m a x 122022τσσ
σσστσσ
σσ+??
?
??-===+??
?
??+== (9)
将式(6)、(9)代入式（8）得：
σσστσσ32.1)5.0(332222≈+=+=e （10）
将式（7）、（2）代入式（10）并代入相关数据，得：
a a e MP d d T d F 6854
2.032.1432
.12
121===ππσ 而螺栓的许用应力[]a s
MP s 6542
.1785
==
=
σσ (11) 显然：>e σ[]σ
在式（11）的运算中，我们选取了最小的安全系数。故该联轴器螺栓运行是非常不安全的。 为此，我们就联轴器螺栓的紧固力矩向联轴器制造商、泵制造商提出质疑。原因竟是泵制造商上在整机随带的设备安装使用说明书上由于编辑人员的疏忽将螺栓紧固力矩M N ?150误写为M N ?250。校核拧紧力矩为M N ?150状态下的螺栓的安全性：
KN f 1.28=
a e MP 1.405=σ 即 f >F ，
[]σσ< 按照M N ?150的力矩紧固的螺栓式安全可靠的。事后厂家重新发来一套同一规格的膜片及联 轴器螺栓，螺栓拧紧力矩严格要求，至今运行3个月无任何异常。 1.3结论 1、对于重要场合、部位的联轴器螺栓应严格控制其预紧力。预紧力过大螺栓有发生塑性变形的可能进而失效；预紧力过小膜片与半对轮间的摩擦力将不足以传递扭矩，这样联轴器螺栓将承受一额外的剪切力，成为三项应力状态，应避免这种状态的出现。在最小预紧力的要求时依此为准则。 2、运行状态下螺栓即使承受了剪切力，其剪切面也应避开（远离）整个螺栓上最为危险 的截面-—螺纹根部横向截面。科学、合理的装配方式如下图-1所示，与习惯的装配方法截然不同，这点我们应引起足够的重视。 参考文献 【1】【2】《机械设计基础》第四版杨柯帧程光蕴主编 【3】《简明材料力学》刘鸿文主编 机械工程学报 汽车膜片弹簧离合器应用与发展 肖啸 摘要：离合器在我们的生活中并不陌生厂、生活中的很多机械装置都包含离合器。虽然具体的安装和结构形式不同,但它们的作用都是相同的。深入了解离合器的工作原理,对我们更好地理解生活中的机械有很大的益处。离合器是汽车传动系中的重要部件，主要功用是是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车平稳起步，保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，它的转矩容量大而且较稳定，操作轻便，平衡性好，也能大量生产，对于它的研究已经变得越来越重要。膜片弹簧离合器相对于螺旋弹簧离合器有着一系列的优点：膜片弹簧的非线性特性使在摩擦片整个磨损过程中保证压盘受到压紧力基本保持不变，保证离合器工作性能更稳定；膜片弹簧的分离指起到分离杠杆的作用，这样，省去了多组分离杠杆装置，零件数目减少，质量也减轻；在满足相同压紧力的情况下，膜片弹簧的轴向尺寸较螺旋弹簧小，在有限的空间内便于布置，使离合器的结构更为紧凑；同时膜片弹簧是圆形旋转对称零件，平衡性好，在高速时，其压紧力降低很少。并且制造工艺水平的不断提高，膜片弹簧离合器越来越广泛运用在现在汽车中。 关键词：离合器膜片弹簧摩擦片操纵机构压盘 Automobile diaphragm spring clutch application and development Xiao Xiao Abstract：the clutch in our life, life is no stranger to plant many mechanical devices are included in the clutch. Though the installation and structure is different, but their functions are the same. Insight into the working principle of the clutch for us to understand life better machinery is of great benefit. Clutch is an important part in automotive transmission system, is the main function is to cut off the and realize the engine to the transmission of power transmission, ensure smooth start of the car, for ensuring the smooth and transmission when shifting transmission system on the maximum torque, to prevent the transmission system overload. Diaphragm spring clutch is widely used in cars and light motor vehicles in recent years of a clutch, its great capacity of torque and relatively stable, convenient operation, good balance, can also be a large number of production, has become more and more important for its research. Diaphragm spring clutch is relative to the spiral spring clutch has a series of advantages: the nonlinear characteristics of diaphragm spring to make the whole process of wear and tear in friction, maintain invariable pressure plate by basic compaction force, to ensure the clutch performance is more stable; Separation of the diaphragm spring refers to the separation of leverage effect, in this way, eliminating the leverage multiple sets of separation device, part number, quality and to reduce; To meet the same compression force, axial size of the diaphragm spring is a spiral spring is small, within the limited space to decorate, make the structure of the clutch is more compact; Diaphragm spring is round rotation symmetric parts at the same time, good balance, at high speed, reduce the pressure force is seldom. And manufacturing technology level unceasing enhancement, the diaphragm spring clutch is more and more widely used in the car now. Key words：clutch Diaphragm spring friction plate Operating mechanism Pressure plat 0 国内外研究现状 汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。液力偶合器：靠工作液(油液)传递转矩，外壳与泵轮连为一体，是主动件；涡轮与泵轮相对，是从动件。当泵轮转速较低时，涡轮不能被带动，主动件与从动件之间处于分离状态；随着泵轮转速的提高，涡轮被带动，主动件与从动件之间处于接合状态。电磁离合器：靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从动件之间放置磁粉，则可以加强两者之间的接合力，这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。摩擦式离合器：按其从动盘的数目，又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。湿 弹簧失效的原因分析 弹簧失效的原因分析 一、佛山弹簧分解弹簧永久变形及其影响因素 弹簧的永久变形是弹簧失效的主要原因之一 弹簧的永久变形，会使弹簧的变形或负荷超出公差范围，而影响机器设备的正常工作。 检查弹簧永久变形的方法 1.快速高温强压处理检查弹簧永久变形：是把弹簧压缩到一定高度或全部并紧，然后放在开水中或温箱保持10～60分钟，再拿出来卸载，检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。 2.长时间的室温强压处理检查弹簧永久变形：是在室温下，将弹簧压缩或压并若干天，然后卸载，检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。 二、弹簧断裂及其影响因素 弹簧的断裂破坏也是弹簧的主要失效形式之一 弹簧断裂形式可分为；疲劳断裂，环境破坏（氢脆或应力腐蚀断裂）及过载断裂。 弹簧的疲劳断裂： 弹簧的疲劳断裂原因：属于设计错误，材料缺陷，制造不当及工作环境恶劣等因素。 疲劳裂纹往往起源于弹簧的高应力区，如拉伸弹簧的钩环、压缩弹簧的内表面、压缩弹簧（两端面加工的压缩弹簧）的两端面。 受力状态对疲劳寿命的影响 （a）恒定载荷状态下工作的弹簧比恒定位移条件下工作的弹簧，其疲劳寿命短得多。 （b）受单向载荷的弹簧比受双向载荷的弹簧的疲劳寿命要长得多。 （c）载荷振幅较大的弹簧比载荷振幅较少的弹簧的疲劳寿命要短得多。 腐蚀疲劳和摩擦疲劳 腐蚀疲劳：在腐蚀条件下，弹簧材料的疲劳强度显著降低，弹簧的疲劳寿命也大大缩短。 摩擦疲劳：由于摩擦磨损产生细微的裂纹而导致破坏的现象叫摩擦疲劳。 弹簧过载断裂 弹簧的外加载荷超过弹簧危险截面所有承受的极限应力时，弹簧将发生断裂，这种断裂称为过载断裂。 过载断裂的形式 (a)强裂弯曲引起的断裂; (b)冲击载荷引起的断裂; (c)偏心载荷引起的断裂 佛山弹簧后处理的缺陷原因及防止措施 缺陷一：脱碳 对弹簧性能影响：疲劳寿命低 缺陷产生原因：1、空气炉加热淬火未保护气2、盐浴脱氧不彻底 防止措施：1、空气炉加热淬火应通保护气或滴有机溶液保护：盐浴炉加热时，盐浴应脱氧，杂质BAO质量分数小于0.2％。2、加强对原材料表面质量检查 缺陷二：淬火后硬度不足 循环水泵膜片联轴器螺栓断裂原因分析 摘要：本文利用强度校核的方法，分析了膜片联轴器螺栓断裂的原因并对螺栓的装配方式提出了改进建议。 关键词：膜片联轴器 螺栓断裂 强度校核 扭矩 1前言——某厂循环水装置新安装的一台双吸型离心式水泵运行仅三天便发生了联轴器螺栓断 裂的现象。断裂部位：螺纹根部。新更换的联轴器螺栓在安装时严格按照说明书对联轴器中心、螺栓扭矩进行质量控制，但类似现象再次发生。 运行工况： 驱动电机功率：350KW ， 转速：1845r/min 联轴器形式：单金属膜片联轴器 联轴器螺栓： 螺纹规格：M16 ；拧紧力矩250N ·M ；材质：40Cr ； 数量：8件 1.1螺栓受力状态分析 膜片联轴器（又称金属叠片联轴器）由若干个叠合的金属膜片用螺栓交错地与两半联轴器（又称半对轮）连接而成，利用金属膜片的弹性变形来补偿两轴的相对偏移。设备运转过程中，联轴器依靠膜片与半对轮之间的正压力产生的摩擦力来传递扭矩。这种正压力为螺栓的预紧力。显然联轴器螺栓为紧连接状态。螺栓危险截面——螺纹根部小径处除受拉应力外，还受到螺纹拧紧力矩所引起的扭转应力。若螺栓预紧力过小，膜片同半对轮间产生的摩擦力不足以传递扭矩，那么膜片与半对轮将产生相对滑移，螺栓进而承受一定的剪切力。 为了判断螺栓是否承受剪切力，必须校验膜片与半对轮间的摩擦力。 对于M10—M68的粗牙螺纹，拧紧力矩T 同预紧力a F 之间的关系为 【1】 ： d F T a 2.0≈ (1) 式中： m m d 螺纹公称直径- KN F a 螺栓预紧力- 则: d T F a 2.0= (2) 膜片同半对轮间的静摩擦力f 为： μa o F n f = (3) 15.0=-μμ擦系数，半对轮同膜片间的静摩 4=-o o n n 半对轮侧的螺栓数量， 文章编号: 1009-3818(2000)03-0059-03 汽车离合器拉式膜片弹簧结构 参数多目标优化设计 郭惠昕 何哲明 唐黔湘 (常德师范学院机械工程系 湖南常德 415003) 摘 要: 通过对拉式膜片弹簧载荷-变形特性和应力-变形特性的综合分析,考虑各种约束条件,提出了一种新的多目标优化设计数学模型,该模型可以使摩擦片磨损前后离合器后备系数和离合器分离力的变化较小。模型的求解采用多目标优化设计的理想点法。设计实例表明,模型建立合理,具有实用意义。 关键词: 汽车离合器;拉式膜片弹簧;结构参数;多目标优化设计 中图分类号: TH 135:TH122 文献标识码: A 1 拉式膜片弹簧的载荷-变形特性 目前通用的拉式膜片弹簧载荷-变形特性仍采 用1936年J.O.Almen 与https://www.360docs.net/doc/2b18488001.html,slo 提出的近似公式 [1][2] ,在结合位置,载荷P 1作用在支承半径L 与 加载半径e 处(图1),在L 或e 处产生的大端变形量为 1,则 : 图1 拉式膜片弹簧结构尺寸简图 P 1= Eh 1 ln R r 6(1- 2)(L -e) 2 (H - 1 R -r L -e )(H - 12 R -r L -e )+h 2(1) 收稿日期:2000-06-14第一作者:男 38岁 副教授 在分离位置时,小端分离载荷P 2作用在小端半径r P 处,小端总变形量为 2(不包括分离指弯曲变形),则: P 2= Eh 2 ln R r 6(1- 2)(L -r p ) 2 (H - 2 R -r L -r p )(H - 22 R -r L -r p )+h 2(2) 2 多目标优化设计目标函数和设计变 量 2.1 第一子目标函数 如图2(a)所示,离合器结合时工作点为b,摩擦片磨损到极限位置时工作点变为a ,由于膜片弹簧的非线性特性,压紧力将随着磨损量不同而变化。为了使离合器后备系数稳定,结合可靠不打滑,应使离合器在使用过程中压紧力随摩擦片磨损的变化最小。为此,在bsa 范围内取包括端点a 和凸点s 的10点,取各点压紧力对b 点压紧力变化量的平均值为目标函数: F 1(x )=1 10 10 k=1|P 1k -P 1b |(3)式中: 1a = 1b -i !s 0,其中i 为摩擦面对数,单摩擦片离合器其值为2,!s 0为每对摩擦面的最大容 许磨损量,取0.5~1.0mm ; 1s =L -e R -r [H -1/3(H 2-2h 2)]。2.2 第二子目标函数 膜片弹簧离合器具有分离轻便的特点,若再追 求分离力最小,将导致asb 段曲线上拱,离合器后备系数稳定性变差。但计算和实际使用发现,分离力随摩擦片的磨损而变化,且分离力增加幅度较大。如图2(b ),新离合器彻底分离点为c ,磨损到极限位置时为c ,与! 1 对应的小端变形变化量为! 2 。第12卷第3期常德师范学院学报(自然科学版) Vol.12No.3 2000年9月 Journal of Changde Teachers University(Natural Science Edition) Sep.2000 螺栓断裂原因分析 螺栓的抗拉强度比想象中强得多，以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力载荷是20吨，高达它自身重量的十万倍，一般情况下，我们只会用它紧固几十公斤的部件，只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺栓的抗拉强度是足够的，不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 很多螺栓断裂的最终分析认为是超过螺栓的疲劳强度而损坏，但是螺栓在横向振松实验中只需一百次即可松动，而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次才会损坏。换句话说，螺栓在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了，我们只使用了螺栓能力的万分之一，所以说螺栓的损坏也不是因为螺栓疲劳强度。 静态紧固用螺栓很少会自行松动，也很少出现断裂情况。但是在冲击，振动，变载荷情况下使用的螺栓就会出现松动和断裂的情况。 所以我认为螺栓损坏的真正原因是松动。螺栓松动后，螺纹和连接件之间产生微小间隙，冲击和振动会产生巨大的动能mv^2，这种巨大的动能直接作用于螺栓，受轴向力作用的螺栓可能会被拉断。受径向力作用的螺栓可能会被剪断。 因此设计时，对于关键的运动部位的连接紧固要注意防松设计。 自锁螺母尼龙锁紧螺母以上为两种形式的锁紧螺母。 对于弹簧垫片的放松效果，一直存在争议。 弹簧垫圈的放松原理是在把弹簧垫圈压平后，弹簧垫圈会产生一个持续的弹力，使螺母和螺栓连接副持续保持一个摩擦力，产生阻力矩，从而防止螺母松动。同时弹簧垫圈开口处的尖角分别嵌入螺栓和被连接件的表面，从而防止螺栓相对于被连接件回转。 以M16螺栓连接为例，实验显示用约10N.m的螺栓预紧力矩就可以将16弹簧垫圈完全压平。弹簧垫圈只能提供10N.m的弹力，而10N.m的弹力对于280N.m的螺栓预紧力矩来说可以忽略，其次，这么小的力，不足以使弹簧垫圈切口处的尖角嵌入螺栓和被连接件表面。折卸后观察，螺栓和被连接件表面都没有明显的嵌痕。所以，弹簧垫圈对螺栓的防松作用可以忽略。另外，在螺栓与被连接件之间增加一个垫圈，如果垫圈质量有问题，相当于给螺栓连接又增加了一个安全隐患。 循环水泵电机 1、设备技术规范 我厂的循环水泵电机采用的是立式高压三相异步电动机，技术规范如下 型号：YKKL3000－14/2150－1 额定电压：6000V 额定功率：3000KW 额定电流：354.9A 功率因数：0.87 额定转速：425r/min 绝缘等级：F 防护等级：IP44 冷却方式：IC611 生产厂家：湘潭电机股份有限公司 2、设备结构及工作原理 2.1、基座 基座为焊接结构，分方形和圆形两种。方形基座在两侧可以安装空－水冷却器。空－空冷却器、防护罩、百叶窗等附件，以达到不同防护等级和冷却方式的要求。 2.2、定子 定子主要包括定子铁心、线圈、槽楔、引出线等。定子铁心由硅钢片制成的冲片叠压而成。线圈为双层叠绕组，绝缘等级为F级或B级，6KV及以上工作电压等级均有防电晕措施。槽楔的作用是将线圈在定子槽内固紧，根据需要，槽楔可以是磁性槽楔或非磁性槽楔。定子嵌线后，定子线圈端部之间用适型材料垫紧，然后与端箍、支撑件扎牢在一起，经过真空压力整浸无溶剂漆（F级）或淋1032漆（B）级，整个定子成为一个牢固的整体。 在单速电动机中，主引出线以U、V、W作标志，如果绕组尾端也引出的话，则以U1－U2、V1－V2、W1－W2作标志。 2.3、转子 转子主要包括转轴、转子铁心、鼠笼等。 中型立式电动机采用焊筋转轴、铸铝转子结构，根据需要，亦可采用铜条结构。大型立式电动机采用带支架的转轴、铜条子结构。 2.4、上轴承结构 2.4.1球面滚子推力轴承 主要由上支架（油箱）、球面滚子推力轴承，推力头,圆螺母等组成,轴承可同时承受轴向和径向负荷。按最大负荷计算，一般设计轴承寿命在5×104h以上。 2.4.2扇形瓦推力滑动轴承结构 主要由上支架、冷却器、推力瓦、支柱螺栓、推力头（与镜板、绝缘垫板一体装配）、锁圈、导轴承等组成。 导轴承有2种结构。一种是由端盖、滚柱轴承、轴承盖、园螺母等组成的滚动轴承结构，轴承润滑方式为脂润滑；另一种是由导轴承座、导轴瓦、支柱螺栓等组成的导轴瓦结构 2.4.3圆瓦推力滑动轴承结构 主要由上支架、冷却器、推力瓦、蝶形弹簧、推力头、锁圈、导轴承等组成。 2.4.4轴承润滑方式采用稀油自润滑。 2.5、下轴承结构 2.5.1导轴瓦结构 主要由下支架、导轴瓦、冷却器、导轴承头、支柱螺栓等组成（主要用在大型圆基座电机上），轴承润滑方式采用稀油自润滑。 2.5.2滚动轴承结构 主要由端盖、滚动轴承（深沟轴承或滚柱轴承）、轴承盖、园螺母等组成。油脂润滑，可实现不停机加排油 2.6、防护罩 适用于防护等级为IP23的电动机，进出风口装有百叶窗，亦有直接将百叶窗安装在电动机机座上的结构。 2.7、冷却器 2.7.1空－空冷却器 适用于全封闭式电动机，主要包括外罩、隔板、冷却管（一般为轧制的铝管）等。 2.7.2空－水冷却器 适用于全封闭式电动机，主要包括外罩、冷却器（冷却管构成），冷却管可以是铝管或铜管。冷却器采用抽屉式，可以从外罩中抽出，便于检修。 2.8、出线盒 2.8.1电源出线盒 膜片弹簧离合器的设计与分析 第一章离合器概述 1.1离合器的简介： 联轴器、离合器和制动器是机械传动系统中重要的组成部分，共同被称为机械传动中的三大器。它们涉与到了机械行业的各个领域。广泛用于矿山、冶金、航空、兵器、水电、化工、轻纺和交通运输各部门。 离合器是一种可以通过各种操作方式，在机器运行过程中，根据工作的需要使两轴分离或结合的装置。 对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。 离合器作为一个独立的部件而存在。它实际上是一种依靠其主、从动件之间的摩擦来传递动力且能分离的机构，见图1-1离合器工作原理图 图1-1离合器工作原理图 1—飞轮；2—从动盘；3—离合器踏板；4—压紧弹簧；5—变速器第一轴；6—从动盘毂 1.2汽车离合器的主要的功用： 1.保证汽车平稳起步： 起步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力突然前冲，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑动磨擦的现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而让汽车平稳地起步。 2.便于换档： 汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传动力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。 3.防止传动系过载： 汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍保持原有转速，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的，所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。 膜片弹簧离合器的优点： （1）、弹簧压紧力均匀，受离心力影响小 （2）、即使摩擦片磨损，压紧负荷也不减小 （3）、离合器结构简单，轴向尺寸小，动平衡性能好 甘肃冶金 2001年3月 第1期钢锭(坯)在轧制过程中出现翘皮及断裂等常见缺陷的原因分析和防止途径 贾 静 (兰州钢铁公司 甘肃省 兰州市 730020) 摘 要 分析了钢锭(坯)轧制过程中出现翘皮、裂纹、断裂等常见缺陷的原因,并且提出了解决问题的途径。 关键词 分析解决 缺陷 途径 1 前言 钢锭(坯)在轧制过程中会出现翘皮、裂缝、断裂等多种缺陷而致废。由于种种原因,90年代初以来,特别是近几年里,钢锭(坯)轧裂和翘皮的数量骤然上升并有居高不下之势。为此,我们将近几年来发生的钢锭(坯)轧废情况统计分析结果列于表1(数据以每年退换钢锭的数量为依据)。 表1 钢锭(坯)轧裂退换统计表 年 份钢 种废品数量致 废 原 因小 时(t) 1995 1996 1997 1998 1999Q195—Q235沸钢258钢锭重接19.08t,翘皮、断裂Q235镇静钢— Q195—Q235沸钢118翘皮、断裂 150220M nSi连铸坯70夹杂、断裂 20M nSi钢47断裂 Q195—Q235沸钢44翘皮、断裂 150220M nSi连铸坯80夹杂、断裂 1502Q235连铸坯40脱方 Q235镇静钢100纵裂纹、发纹 Q195—Q235沸钢220翘皮、断裂 Q235镇静钢110裂纹、断裂 Q195—Q235沸钢20断裂、裂口 Q235镇静钢240纵裂纹、裂口、断裂 258 235 264 330 260 9 收稿日期:2000-12-28 表1的统计结果表明: 早期镇静钢锭质量比沸腾钢锭的好,但近两年来质量有下滑趋势。 钢锭(坯)在轧制过程中退废的主要缺陷是翘皮、裂纹和断裂。平均每年退换钢锭293t ,由此造成的经济损失30余万元。 根据金属学和钢的热塑性变形原理,结合现场生产的实际情况,作者对这些缺陷的成因从炼钢工艺和轧钢工艺两方面进行分析。2 炼钢工艺对钢锭质量的影响2.1 化学成分的影响 对于碳素结构钢来讲,就元素影响而言造成轧制过程中出现裂纹、断裂极为有关的元素有S 、M n 、P 、Cu 。2.1.1 元素S 、M n 的影响及S 的“ 热脆”缺陷对大量轧裂钢锭化学成分的分析结果表明,元素S 的超标准上限及元素Mn 的低标准下限是钢锭轧裂的重要原因。 高硫钢锭经轧制后通身四面都有严重裂缝,有时只经过粗轧几道就断成碎块。其致废的机理是:S 是生铁或燃料中天然存在的杂质,由于S 在固态Fe 中的溶解度很小,几乎不能溶解。它在钢中以FeS 的形式存在,而FeS 和Fe 易形成熔点较低(仅有985℃)的共晶体,当钢在1100～1200℃进行热加工时,分布于晶界的低熔点共晶体固熔化而导致开裂,这就是通常所说的S 的“热脆”现象。在冶炼中为了清除S 的有害作用,必须增加钢中的含M n 量,使Mn 与S 优先形成高熔点的M nS,其熔点高达1620℃而且呈粒状分布于晶粒中,从而可以有效地防止或避免S 在钢中的“热脆”现象。2.1.2 元素P 的影响及P 的“冷脆”缺陷 通常,元素P 超标的钢锭在热轧过程中不出现裂纹或断裂,但成品坯(材)冷却至室温就会发生“冷脆”现象,在远远小于钢材力学指标力的作用下就发生脆断。 其机理是:室温下钢中的P 可全部溶于钢的铁素体中,使钢的强度、硬度增加,塑性、韧性显著降低。这种钢坯(材)的“冷脆”现象在我厂的生产中偶有发生。2.1.3 元素Cu 的影响及富Cu 轧制的网状裂纹 1997年10月,我厂轧制的Q 235镇静钢68方坯有两批总重量101.36t 成品钢坯表面出现了严重的裂纹,其症状如图1所示,可见钢坯通身有网状裂纹。经取样做成分分析发现Cu 含量在0.6%～0.8%,严重超标。 图1 富铜轧制的网状裂纹 元素Cu 超标造成钢锭热轧开裂的原因是:由于西域废钢资源的特点,含Cu 量有时较高。当钢中含Cu 量超过0.4%且它在加热炉中的氧化性气氛中较长时间加热时,由于选择性氧化的结果,在钢的表面氧化铁皮下会富集一薄层熔点低于1100℃的富Cu 合金,这层合金在约1100℃时熔化并浸蚀钢的表层,使钢在热加工时开裂并多形成网状裂纹。 因此,在技术标准中对碳素结构钢中残余铜元素的含量有明确规定,应该不高于0.3%。2.2 炼钢脱氧操作及浇注工艺的影响 我厂轧制钢锭从脱氧方式上分沸腾钢和镇静钢。由于钢液脱氧方式及结晶热力学的条件10 一、判断题（正确打√、错误打×，每题1分，共10分） 1、汽车驱动力的大小主要取决于发动机输出扭矩的大小。（√） 2、发动机曲轴主轴颈曲拐数相同，且都与发动机的气缸数和排列方式有关（X ） 3、活塞径向呈椭圆形，椭圆的长轴与活塞销轴线同向。（X） 4、排气门头部直径通常要比进气门的头部大。（X ） 5、消声器有迫击声（放炮），可能是由于混合气过浓造成的。（√） 6、一般来说，柴油机采用的过量空气系数比汽油机大。（√） 7、柴油发动机涡流燃烧室的涡流室为主燃烧室。（X ） 8、柴油机供油调节机构能根据负荷的变化自动增减喷油泵的供油量。（X ） 9、离合器接合和分离时,压紧弹簧都处于压缩状态。（√） 10、膜片弹簧工作中兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用。（√） 11、变速器第一轴与第二轴在同一条直线上，因此，第一轴转动第二轴也随着转动。（X） 12、在无同步器的汽车中，低档换高档易打齿，高档换低档易实现。（X） 13、液力变矩器与液力耦合器最大的区别是增加了导轮。（√） 14、按主减速器能够提供的挡数可将主减速器分为单级主减速器和双级主减速器（X）15 16 17 18 19 20 1 2 A、1∶1 B、1∶2 C、2∶1 D、4∶1 3、汽油机功率混合气的混合气成份应是（C ） A、α＝1.05～1.15 B、α＝1 C、α＝0.85～0.95 D、α＝0.6～0.8 4、柴油机混合气是在内完成的。（ B ） A、进气管 B、燃烧室 C、化油器 D、进气歧管 5、汽车发动机各零件最理想的摩擦形式是（ C ） A、干摩擦 B、半干摩擦 C、液体摩擦 D、半液体摩擦 6、四冲程直列六缸发动机中，各缸作功的间隔角是：（ C ） A、60° B、90° C、120° D、180 7、汽车转弯行驶时，差速器中的行星齿轮（ C ） A、只有自转，没有公转 B、只有公转，没有自转 C、既有公转，又有自转 D、既没自转，也没公转 8、真空助力器应用在（ B ） A、人力制动系统 B、伺服制动系统 C、动力制动系统 D、都可以 9、在麦弗逊式悬架中，螺旋弹簧和减振器连接方式为（ B ） A、混联 B、并联 C、串联 D、不清楚 10、装普通行星齿轮差速器的汽车，当一个驱动轮陷入泥坑时，难于驶出的原因是 （ B ） 14、普通十字轴万向节等速传动条件是（ D ） A、等角速输入 B、α1＝α2 C、传动轴两端的万向节叉在同一平面内 D、同时具备b、c两条件 考生 注意：答题内容勿超过装订线左侧装线订 单趾弹簧扣件PR弹条断裂原因分析摘要：采用化学分析、金相检验、硬度测定和受力分析方法，对单趾弹簧扣件pr弹条在使用过程中出现的断裂现象进行了分析。认为弹条断裂的原因是安装工艺不规范、导致弹条的工作弹程和应力超过设计状态引起的。 关键词：弹条断裂检验受力分析 abstract: the chemical analysis, metallographic examination, the hardness testing and stress analysis method, the single toe spring fastener pr play in use article appeared in the process of fracture is analyzed. think of the fracture reason is article installation process is not standard, lead to the work of the article cheng and stress caused by more than design state. key words: article the fracture inspection stress analysis 中图分类号：u213.2+1文献标识码：a文章编号： 1 前言 弹条是轨道结构的重要部件，其有效与否直接关系到行车的安全。它主要利用弹性变形时所储存的能量起到缓和机械上的震动和冲击作用，在动荷载下承受长期的、周期性的弯曲、扭转等交变应力。 某单位生产的弹条为单趾弹簧扣件pr弹条，其结构型式如图1 循环水泵叶片断裂的原因分析与处理 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY- 循环水泵叶片断裂的原因分析与处理中山横门发电厂地处广东省珠江出海口岸的中山市横门水道，由4台循环水泵担负2台125MW汽轮发电机组冷却用水及化学制水，同时还提供整个电厂的消防、生活、绿化、环保等方面的需要。该厂循环水泵为1200HLCB3.2—16.5型立式混流泵，设计参数为H=16.5m， Q=11520m3/h，n=485r/min，配套电机功率N=710kW。1997年5月1号机A，B循环水泵正式投运，同年底2号机A，B循环水泵也相继投运。 1叶片断裂情况 2004-10-06，1号机A循环水泵在运行中出现叶轮叶片断裂，到11月25日止，在短短的49天内4台循环水泵相继出现断叶片事故。 1号机A循环水泵故障后进行了初步分析。该泵工作介质为海水、江河水，每年冬季至来年的春季为海水倒灌期，期间江河水氯离子的质量分数高达(2～10)×10-3，2003—2004年情况更为严重。该泵叶轮轮毂设 计材料为2Gr13，叶轮叶片材料为1Gr18Ni9Ti，叶轮叶片长度为270mm，宽度为 350mm，叶片端面厚度为20mm，根基厚度为 20mm，根部焊接宽度为180mm，共7个叶片组成叶轮组。运行中发现该泵电机上导轴承振动突然增大而紧急停泵，经解体检查，发现该泵叶轮叶片断裂一片，断口在叶片根部，呈亮白色，有金属的光泽，断面上带有明显的“人”字型纹路，属脆性断裂。除断的1片外，其余6片中的5片根部都有明显的深浅程度不一的断裂源。对7片叶片受力面进行显微组织分析，除1片外，其余6片均有纵横交错的龟裂纹。由上所述，判断造成循环水泵叶片断裂的原因，是典型的奥氏体不锈钢受晶间腐蚀、焊缝热裂纹及电化学等综合影响的结果。 2断裂原因分析 膜片弹簧载荷变形特性有限元分析 付建蓉1，王青春1，牛浩龙1，王玉鑫1 (1.北京林业大学工学院，北京100083) 摘要：本文通过实验研究、理论计算和有限元方法对膜片弹簧载荷变形进行了研究。首先进行了膜片弹簧大端加载时的载荷变形实验，然后根据A-L理论公式进行了计算，最后根据实验工况利用MSC.MARC进行了有限元计算。将理论计算所得的膜片弹簧大端载荷变形曲线、有限元模拟分析所得的膜片弹簧大端载荷变形曲线与实验所得的膜片弹簧大端载荷变形曲线进行比较，分析膜片弹簧几个关键大端位移处的载荷与实验对应值的误差。通过对比，得出采用有限元模拟计算所得计算结果与实验值更为接近的结论。 关键词：膜片弹簧；非线性；有限元分析；载荷变形曲线 Load Deformation Characteristics of Diaphragm Spring Based on Finite Element Analysis FU Jian-rong1, WANG Qing-chun1, NIU Hao-long1, WANG Yu-xin1 (1.School of Technology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China) Abstract: In this article, experimental research、theoretical calculation and finite element method have been used to analyze the load deformation characteristics of diaphragm spring. First, an experiment of diaphragm spring load deformation has been done, and then a calculation based on the A-L theoretical formula has been done, finally, according to the experimental conditions by using the finite element method MSC.MARC to do a calculation. We compare the load deformation cure of A-L and FEA to the one figured out by experiment, analysis the errors which compare to the experiment of several key big end diaphragm spring load and displacement values. By contrast, the finite element simulation results are quite closer to the experimental results. Key words: diaphragm spring; nonlinear; finite element analysis; load deformation curve 1 引言 膜片弹簧离合器采用膜片弹簧为压紧弹簧，与采用圆柱弹簧为压紧弹簧的离合器相比突出的优越性是膜片弹簧具有更理想的非线性弹性特性。膜片弹簧是膜片弹簧离合器中最重要的零部件，由碟簧部分和分离指部分组成。在离合器中采用膜片弹簧为压紧弹簧具有以下几方面优点[1-3]：第一，膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，零件数目少、重量轻；第二，离合器结构简化、显著缩短了离合器轴间尺寸；第三，设计合适时，良好的非线性特性可使摩擦片磨损到极限时压紧力仍维持不变，使离合器分离轻便。虽然膜片弹簧离合器比普通螺旋弹簧离合器具有更多的优点，但是其设计、制造技术要求也比普通的螺旋弹簧离合器更高；如果设计、制造不当，其性能可能还不如普通的螺旋弹簧离合器。因此国内外很多学者对膜片弹簧载荷-变形特性进行了研究。 目前，膜片弹簧设计所采用的设计计算方法主要是美国通用汽车公司Almen和Laszlo 于1936年提出A-L法[4]。A-L公式是在碟形弹簧的基础上推导出来的，有学者指出用碟形弹簧近似计算膜片弹簧，其假设本身存在缺陷，同时会忽略分离指的弯曲变形和分离指端部的应力集中[5]，将其运用在膜片弹簧的设计计算时存在一定误差。为了降低设计误差，一些外国学者做了如下研究：利用计算机程序计算不同高厚比的膜片弹簧载荷变形曲线，其中Curti、Niepage6]采用NON-SAP程序计算了不同高厚比碟簧的载荷-变形特性曲线；Wagner 编制了适用于具有非线性和负刚度区段非稳定特性的、各种高厚比碟形弹簧的计算程序 重汽离合器区分 第一部分：ф430 拉式膜片弹簧离合器总成 循环水泵事故 一、循环水泵事故简介 1、事故前情况：8月6日发现盘根漏水量比平时增大，将盘根 紧固后漏水量稳定，振动波动比以往上升。8月8日和8月10日夜 班进行停泵检修拦污栅，发现栏污栅四周垮塌，中间变形。8月14 日泵振动波动明显上升。 2、事故过程：8月15日下午16：30左右，3B循环水泵电机电 流上升很快，就地检查盘根冒水量很大，当电流到了300A时紧急停 运该泵，就地检查无反转，铜棒耳听诊断无碰磨声，出口液控蝶阀 关闭到位。 3、事故时参数记录：事故发生前24分左右电机电流出现大幅 度上升，前10分钟内电流从220A左右上升到260A左右;后10分钟 内从260A左右突升到320A左右以上(按照趋势达360A左右)，从泵 的转速在线记录可以看出，在停机前22分钟左右，泵的转速发生失 速性颤动。但距停机18-14分钟之间，失速性颤动更加明显，后来 的4-5分钟转速表面上又恢复了正常，但紧接着从停机前10分钟左 右开始，失速颤抖逐渐加剧，直到电机电流超限自保护停机。 4、事故后果： 4.1三段轴上中下段合计总长度接近11.7米，整条轴弯曲性变形，变形量超过1.5米(离开轴线的弯曲变形量)，其中中下两段变形最 为严重，三段均有变形。 4.2水泵轴的中间轴承座全部碎裂，多段外接管碎裂，吸入喇叭 口严重破碎;吐出管、导流片发现裂纹;导流体也存在裂纹。这些端 口基本上被锈蚀覆盖，但也可发现个别端口上存在不同区域或界面，呈现脆性断裂的特征，属于外物击伤。 4.3上部轴承座碎裂，轴承冷却水通道被堵塞。 4.4所有轴承全部严重损伤。包括深度划伤、严重剪切变形、端 部撕裂、表面熔融等。 4.5套筒联轴器严重变形，两段内接管严重变形;由于拆除变形轴 时相互阻碍，这些部件全部采用火焰切割最终全部损毁。 4.6只有部分连接螺栓可用，部分剪断或扭断而难以继续使用。 4.7安装在外接管上的牺牲阳极以及外加电流的保护装置基本损毁，不可继续使用。 泵类故障大汇总，也许就能解决你的问题！ 2016-07-05泵阀之家 泵阀之家合作伙伴，点击下方蓝色字体进入 江南泵阀--专业氟塑料泵--值得信赖 ★泵阀管行业，企业管理软件免费送★ 有氟密管阀- 国内非金属阀门专业制造商 离心泵常见故障及解决方法01泵不吸水 故障分析： ?吸入阀有杂物或未打开，或吸入管堵塞 ?管路系统密封性差 ?从轴封处吸入空气 ?灌泵系统故障 解决方法： ?打开吸入阀，排除杂物，疏通吸入管。 ?检察管路，尤其分段试压连接法兰处，堵漏。?更换轴封，压紧填料密封 ?检查及维修灌泵系统 02泵不能启动 故障分析： ?原动机发生故障（包括电源）； ?泵卡住； ?填料函压得太紧； ?排出阀门未关。 解决方法： ?检查电源及原动机情况； ?再次盘车确定联轴器情况； ?放松填料； ?管进出口阀门，再次启动。 03泵不排液 故障分析： ?灌泵不足（或泵内气体未排净）； ?泵转向不对； ?泵转速太低； ?滤网、吸入管堵塞； ?吸入高度太高，或吸入口液体供给不足，造成吸入真空。 解决方法： ?重新灌泵； ?再次确定泵的旋转方向； ?检查电机空转转速，检查减速器的减速比，确定泵转速是否符合设计转速；?清洗滤网，疏通吸入管； ?调整吸入口管线，高于泵的入口，调整泵的上部供液系统，保证介质供应充分。 04泵排液后中断 故障分析： ?吸入管路漏气； ?灌泵时吸入侧气体未排尽； ?吸入侧突然被异物堵住，或吸入口滤器堵塞； ?吸入管脱水，大量气体吸入 解决方法： ?检查吸入侧连接处及填料函的密封情况； ?重新灌泵； ?停泵，清洗滤芯，疏通吸入管路； ?检查吸入管路是否破裂，并联进口管线上的阀门是否打开（不常用的管线）。05流量不足汽车膜片弹簧离合器应用与发展
弹簧失效的原因分析
循环水泵膜片联轴器螺栓断裂原因分析
汽车离合器拉式膜片弹簧结构参数多目标优化设计
螺栓断裂原因分析
循环水泵电机检修规程..
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钢锭_坯_在轧制过程中出现翘皮及断裂等常见缺陷的原因分析和防止途径
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单趾弹簧扣件PR弹条断裂原因分析论文
循环水泵叶片断裂的原因分析与处理
膜片弹簧载荷变形特性有限元分析
重汽离合器区分
2012-7-29 16:03:37 来源：
本手册分为 ф430 膜片离合器和 ф420 螺旋弹簧离合器两部分，系统地指出了离合器常见故障的种类、原因 及使用注意事项，并对各故障的排查维修提出建议，是制造商与用户沟通 的桥梁。
重汽桥箱公司离合器厂产品展示： WG9725160520
WG9725160510
WG9725160200
WG9725160300
WG9725160390
BZ1560161090 BZ9114160013
AZ9725160110
[NextPageф430 拉式膜片弹簧离合器-产品标识]
AZ9725160100
一、AZ9725161000(Φ430A 型拉式膜片离合器总成）包括以下配置：
1、AZ9725160100 离合器压盘总成
2、AZ9725160300 从动盘总成
3、WG9725160510 分离轴承总成
二、AZ9725162000(Φ430B 型拉式膜片离合器总成）包括以下配置：
1、AZ9725160100 离合器压盘总成
2、AZ9725160390 从动盘总成
3、WG9725160510 分离轴承总成
三、AZ9725163000(Φ430C 型拉式膜片离合器总成）包括以下配置：
1、AZ9725160110 离合器压盘总成
2、AZ9725160200 从动盘总成
3、WG9725160520 分离轴承总成
离合器型号
适配发动机扭矩 （Nm） 花键规格（inch）
摩擦片外径/ 内径(mm)
430A 型拉式膜片弹簧离合器总 成 1700--2000
2
430/240
430B 型拉式膜片弹簧离合器总 成 1400--1700
2
430/240
430C 型拉式膜片弹簧离合器总 成 1000--1400
1.75
430/240
AZ9725160100 离合器压盘总成
产品标识
AZ9725160110 离合器压盘总成循环水泵事故案例
水泵故障分析报告