船用OI型复合材料膜片联轴器的研制

卢永文 杨 林 贺 博 杨 尧 邓俊杰 张萌思

(中国船舶重工集团公司第七一一研究所，上海 201108

0 引言

膜片联轴器是一种通过膜片弹性变形实现轴向和角向补偿功能的两轴联接装置，具有传动效率高、结构简单、拆装方便、不需要润滑等优点，广泛应用于航空、船舶、风电、石油化工、造纸印刷、机械制造等领域[1-3]。在船舶领域，膜片联轴器特别适合用于高速快艇轴系[1]，但受海洋环境影响，传统膜片联轴器的金属膜片易产生锈蚀断裂，缩短了其使用周期，增加了使用成本，同时金属膜片的补偿能力有限，在对中不良时易发生疲劳断裂失效[4-5]。而复合材料具有轻质高强、耐疲劳性好、破损安全性好、耐化学腐蚀等诸多优点[6]，采用碳纤维复合材料膜片代替金属膜片制造的复合材料膜片联轴器，不仅能够减轻联轴器重量，提高轴向和角向补偿能力，还具有耐腐蚀、无磁性、疲劳性能好、寿命长、维护方便等优点。

复合材料与金属材料的重要区别在于其各向异性，由此提高了复合材料膜片的结构设计难度、仿真分析难度和成型制造难度，是复合材料膜片联轴器研制的一大挑战。国内复合材料膜片联轴器的开发应用相对落后，仅有少量理论研究[7-8]。本文针对某船开展了复合材料膜片联轴器的研制工作，包括材料选择、仿真设计、成型工艺、试验验证等。

1 设计分析

1.1 设计参数

该船动力传动系统拟采用OI型复合材料膜片联轴器(以下简称“OI联轴器”)连接相邻复合材料传动轴。……