Sprzęgła membranowe to jeden z głównych typów sprzęgieł niesmarowanych stosowanych w-maszynach turbinowych o wysokiej wydajności, przenoszących moment obrotowy i kompensujących niewspółosiowość pomiędzy wałami urządzeń. Sprzęgła te opierają się na elastyczności metalowych membran, aby zaakceptować niewspółosiowość kątową i osiową.
W sprzęgłach membranowych moment obrotowy przenoszony jest promieniowo od zewnętrznej średnicy kołnierza napędowego przez jedną lub więcej metalowych płytek do mocowania na średnicy wewnętrznej. Membrany mogą mieć stałą lub zwężającą się grubość i mogą być płaskie, pofałdowane lub szprychowe. Zewnętrzna średnica membrany jest zwykle mocowana za pomocą śrub, podczas gdy średnica wewnętrzna może być wykonana za pomocą spoin wiązką elektronów, wypustów lub śrub. W typowym połączeniu kołnierzowym-z-kołnierzowym sprzęgła membranowego moment obrotowy poddaje śruby głównie naprężeniom ścinającym.
Sprzęgło membranowe Ameriflex firmy Zurn Industries charakteryzuje się znaczącymi współczynnikami trwałości i bezpieczeństwa. Metalowa membrana tego sprzęgła składa się z cienkich, wielokrotnych, skręconych i oddzielonych membran. Każda z tych właściwości zapewnia korzyści dla ogólnego projektu sprzęgła. Trwałość membrany nie zależy od kąta działania w ramach jej wartości znamionowej.
Obszar elastyczny jest oddzielony na średnicy wewnętrznej i zewnętrznej, a następnie sztywno zaciśnięty. To oddzielenie zapobiega korozji ciernej spowodowanej tarciem obszarów zginanych związanych z wieloma złączami membranowymi. Ponieważ nie występuje zjawisko frettingu, projektant może zgodnie z prawem zastosować klasyczną analizę zmęczenia w inżynierii nieskończonego życia do projektowania membrany z wykorzystaniem właściwości surowca. Korozja cierna lub zużycie obszaru elastycznego nie powodują zmniejszenia wytrzymałości materiału membrany ani zmniejszenia niezawodności. W rzeczywistości nie przypisuje się dodatkowej korzyści wynikającej z indywidualnego śrutowania każdej membrany.
Wykorzystując odpowiednie naprężenia potwierdzone analizą elementów skończonych i testami tensometrycznymi, Zurn może dokładnie obliczyć współczynniki bezpieczeństwa przy użyciu dowolnej teorii uszkodzeń zmęczeniowych, takiej jak Goodman, zmodyfikowany Goodman lub Constant Life. Sprzęgło Ameriflex to konstrukcja o prawdziwie nieskończonej trwałości, z pakietami membran działającymi przez ponad dwadzieścia lat. W trakcie eksploatacji przekłada się to na przewidywalne okresy konserwacji i przeglądów sprzętu, niezależnie od niewspółosiowości kątowej i osiowej w ramach parametrów projektowych sprzęgła, warunków środowiskowych i zakresu serwisowania.
Jeśli sprzęgło membranowe Ameriflex zostało poddane nadmiernej niewspółosiowości, która mogła spowodować uszkodzenie zmęczeniowe, pęknięcie będzie się stopniowo rozprzestrzeniać w wyniku oddzielenia się obszarów elastycznych membrany. Ostatecznie, gdy każda membrana ulegnie uszkodzeniu, pozostałe membrany ulegną ścinaniu na swojej średnicy wewnętrznej z powodu nadmiernego momentu obrotowego.
Co najważniejsze, niezależnie od przyczyny awarii, w wyniku zmęczenia lub ostatecznej awarii na skutek szczytowego przeciążenia, wewnętrzna średnica membrany zostanie odcięta od elementu dystansowego lub szpuli, uniemożliwiając przeniesienie mocy z urządzenia napędzającego na napędzane. Natychmiastowa utrata obciążenia spowoduje standardowe wyłączenie maszyny przepływowej z powodu nadmiernej prędkości. Po uszkodzeniu przez ścinanie osłony bijakowe-sprzęgła Ameriflex zawierają środkową część dla bezpieczeństwa i mogą chronić przylegający sprzęt.
