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鼓形齒式聯(lián)軸器傳動(dòng)系統(tǒng)與膜片聯(lián)軸器的研究

鼓形齒式聯(lián)軸器大多用于中低速往復(fù)啟停及承受正反轉(zhuǎn)載荷的傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中,因此其強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度是至關(guān)重要的。鼓形齒式聯(lián)軸器的材料分類比較多,常用的是45#鋼(因其綜合性能比較好,而且是材料價(jià)格比較低),但是依據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)整體強(qiáng)度性能不同,鼓形齒式聯(lián)軸器的材料還有很多,比如,20CRMNTI,40CR,42CRMO等等。對(duì)于常用的45#鋼的材料選用,要依據(jù)鼓形齒式聯(lián)軸器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(強(qiáng)度性能指標(biāo))嚴(yán)格控制材料牌號(hào)的同時(shí),要配以相應(yīng)的熱處理工藝,以提高其疲勞強(qiáng)度,比如,小型號(hào)的鼓形齒式聯(lián)軸器(外徑小于200的),好多聯(lián)軸器廠家采用型材形式(圓鋼),在加以齒面高頻處理,這樣的制造工藝是齒面的接觸強(qiáng)度提高了,實(shí)則是由于型材的內(nèi)部組織強(qiáng)度比較低,最終在往復(fù)啟停時(shí)齒會(huì)整體變形造成聯(lián)軸器整體報(bào)廢,因此,增加聯(lián)軸器中間調(diào)質(zhì)處理是有效提高聯(lián)軸器材料綜合強(qiáng)度的解決方法。而對(duì)于比較大型號(hào)的鼓形齒式聯(lián)軸器的鍛件材料及鑄鋼材料形式,則是要更加注意的,鍛件材料的內(nèi)部密度比較高,相應(yīng)的材料強(qiáng)度也是比較高的,但是鍛件材料存在鍛造缺陷(鍛造裂紋)及鍛造內(nèi)應(yīng)力,因此在磁力探傷檢測(cè)鍛造裂紋的同時(shí),要注重鍛造材料的正火處理(消除鍛造內(nèi)應(yīng)力),同樣的增加中間調(diào)質(zhì)處理會(huì)使得聯(lián)軸器的綜合性能大大提高;而鑄鋼材料則是存在更多缺陷的,比如,材料成分控制,氣孔,砂眼,縮松等等,鑄鋼材料在這些缺陷檢測(cè)合格的同時(shí),同樣需要回火處理(消除鑄造內(nèi)應(yīng)力),并且加以中間調(diào)質(zhì)處理,才能達(dá)到綜合性能提高的要求。而對(duì)于其它的合金結(jié)構(gòu)鋼的相應(yīng)的熱處理也是要聯(lián)軸器廠家在依據(jù)其材料及相應(yīng)熱處理制造工藝的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)下嚴(yán)格執(zhí)行的,比如,對(duì)于低碳合金結(jié)構(gòu)鋼20CRMNTI的制造,僅僅是滲透處理只能是提高齒的表面硬度,而增加中間調(diào)質(zhì)處理則是提高內(nèi)部基體強(qiáng)度的有效熱處理方法。這些聯(lián)軸器的材料及熱處理工藝的不同,制造的聯(lián)軸器品質(zhì)是不同的,高品質(zhì)的鼓形齒式聯(lián)軸器的綜合強(qiáng)度應(yīng)該是與傳動(dòng)設(shè)備整體強(qiáng)度匹配,而聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩體現(xiàn)在兩半聯(lián)軸器連接螺栓(聯(lián)軸器配件)上面,就像高品質(zhì)HL彈性聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩體現(xiàn)在HL柱銷(是HL聯(lián)軸器配件)一樣的啊。

  第一、以國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)為背景,介紹了膜片聯(lián)軸器的國(guó)內(nèi)外研究和應(yīng)用情況,并導(dǎo)出論文研究的意義和主要內(nèi)容。

  第二、通過(guò)對(duì)膜片聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)的闡述,按照膜片聯(lián)軸器的選材和選型要求及膜片聯(lián)軸器所受的載荷和工況,對(duì)膜片聯(lián)軸器進(jìn)行初步設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì),并建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高速膜片聯(lián)軸器的實(shí)體幾何模型。

  第三、基于彈性力學(xué)理論和有限元法對(duì)膜片聯(lián)軸器的關(guān)鍵部件之一一一膜片進(jìn)行強(qiáng)度有限元分析。綜合考慮膜片承受的扭矩、離心力、軸向位移、徑向位移和角向位移,建立膜片的有限元模型,進(jìn)行極限強(qiáng)度校核和和屈曲計(jì)算,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析討論,得出不同工況下聯(lián)軸器的軸向、徑向和角偏移量及強(qiáng)度屈曲等滿足設(shè)計(jì)要求。

  第四、根據(jù)斷裂力學(xué)及疲勞累積損傷理論,考慮平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響,按照膜片實(shí)際受載編制載荷譜,進(jìn)行疲勞壽命分析,以確保其正常運(yùn)行和使用壽命。

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