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液压联轴器工程设计应用

发布者:鑫程机械  发布日期:2017-08-07

液压联轴器工程设计应用

    传动机械过载保护的联轴器普遍采用剪切销式、钢球式或者摩擦片式联轴器,这种机械式联轴器结构简单,但由于材料、制造误差及材料疲劳的影响,工作的准确度不高。由欧洲研制成功的一种新型联轴器—液压联轴器以其简单新颖的结构和动作准确度高的优点正被越来越多的用户所接受,国内许多厂家及科研院所也相继研制开发了这种联轴器。随着设计的不断改进及制造工艺的不断探索,国产液压联轴器性能不断提高,并出台了相应的标准。本文对液压联轴器的工作原理、工程力学设计原理分别进行阐述,并分析其主要优点,对其制造及使用方面应注意的问题提出一些看法和建议。

2液压联轴器工作原理

    液压联轴器结构有很多种,核心部件为外套和内套焊接形成的高压油腔体,部分结构有中间套,本文以简单的结构介绍(即不含中间套)。 其设计工作原理是:法兰套由内套与外套焊接而成,用打压泵将专用液压油通过注油口注人法兰套的油腔中,并达到预设定的压力值,油腔在油的高压作用下径向膨胀,从而使得内套与法兰轴的轴面抱紧,抱紧摩擦力形成法兰轴与法兰套之间的传递扭矩,当外界实际负荷小于这个油压设定的扭矩时,法兰轴与法兰套之间无相对滑动而正常传递扭矩;当外界实际负荷超出油压设定的扭矩时,法兰轴与法兰套之间的摩擦力不足以传递外界负荷扭矩,二者抱紧面发生相对滑动,法兰轴上的剪切环将法兰套上的剪切管切断,使油腔内的高压油瞬间喷泄出,内套随之径向收缩恢复原形,法兰轴与法兰套分开,传递扭矩在几十毫秒内降为零,法兰轴与法兰套在减摩轴承支承下空转,不传递扭矩,从而对设备起到保护作用。重新装好剪切管,注人压力油,液压联轴器又可以继续工作。

3力学理论计算及数值分析了.内套变形理论计算

    内套在抱紧法兰轴的轴面之前要经历一个微小的变形以消除内套和法兰轴的轴面之间的间隙,利用力学理论可建立的理论公式来计算内套达到这个变形所需要的油压 内套按其形状尺寸特点属于壳体,工程计算中认为圆柱体的壁厚与内径之比小于1/20就属于薄壳。实际设计中液压联轴器的内套都属于薄壳件。以柱面为中面的薄壳称为柱形薄壳,简称柱壳,其特点是在纵向(柱面的母线方向)没有曲率。内套就是柱壳。

3.2扭矩和油压的关系

    液压联轴器的一个重要特点是能传递与油腔压力成正比的扭矩当间隙消除后,油腔压力尸与传递的扭矩   (2 )式中:T一传递的扭矩;P一油压; P'一消除间隙需要的压力可由式(1)算出);d一抱紧面轴的直径;L一抱紧面长度(油腔长度)。 式(2)是个理想化的传统公式,实际上,抱紧面上正压力是不均匀的,抱紧面长度通常也不等于油腔长度,而是随着油压变,因此式(2)只能用于工程上的粗略计算,准确的油压和传递扭矩关系要通过数值分析和现场试验来终确定。

4液压联轴器优点

   (1)通过油压产生抱紧摩擦力产生限定扭矩.当外界负荷扭矩超过预先设定的限定值就吧  晚开,不会发生金属疲劳(如剪切销联轴器中剪切元件的疲劳),因而设定的限定扭矩一直是恒定的并目是

    (a}尺寸小,结构简单,重量较轻,转动惯斌小,节省安装空间_

    (3)除了剪切管、高压密封件外不再有消耗性元件,而且除过载打滑换剪切管外不需其它任何维护保养,因此维护成本低

    (4)可在线操作,使用工具,换剪切管重新加注好压力油只需几分钟,过载后可以快速恢复,大大降低停机时间。

    (5)限定扭矩调节方便,通过改变打压泵压力重新打压即可改变所需的限传递扭矩,无需换任何元件


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