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十字万向联接轴研究技术的发展

发布者:鑫程机械  发布日期:2017-09-17


大型十字轴式万向轴一般为非标准设备,近几年来在实际应用中经常发生断裂事故,鉴于此,随计算机技术的发展与应用,十字轴式万向接轴的强度及变形计算开始采用有限元法进行计算与仿真.

1传统的材料力学与经验会式法

    传统的万向接轴强度计算方法常用的有两种:一种是用材料力学法计算,另一种是以试验数据为基础的经验公式法,且后一种代表了万向接轴的特点,计算既简单又方便,因此应用较广。但是,两种方法均不能准确地反映接轴元件中的应力状态及应力值.

2理论与实脸相结合的方法

随着接轴在运行中出现的诸如断裂等间题,技术人员开始将理论与试验相结合,分析问题的所在并进行技术改造,得出:十字轴是联接轴中重要也是应力大的零件,它容易产生疲劳失效,通常在圆角处,被认为是高循环疲劳区,设计时应考虑应力集中的影响;同时,十字轴、又头和轴承的尺寸要根据它们之间的相互关系和允许限来选择,当要提高接轴的承载能力时,这些零件的所有尺寸都要重新设计,使每个零件的应力、变形达到平均水平,利用ANSYS有限元程序计算十字轴、叉头的应力场、位移场,并利用电测法实际运行零件的应力,实际结果与有限元计算的相符。

3用等强度目标函数法优化接抽结构参数

在设计计算的基础上,利用等强度的方法作为目标函数,对接轴主要结构参数进行优化,在不改变接轴外径和材质的条件下,使叉头和扁头的承载能力趋于相等。这样优化后的接轴,不但结构合理,而且还可以显著提高接轴的综合承载能力。

4有限单元分析法

传统的万向联接轴强度计算法不能地反映联接轴元件的应力状态,随着计算机技术发展,技术人员开始利用有限元法对接轴强度进行仿真分析,采用多种载荷分布加载(如集中、均布、三角)找不同受力状态下的应力场、位移分布规律及危险断面位置,正确地反映了接轴受力状态,同时对接轴结构进行优化,提高了接轴的承载能力,促进了接轴技术的发展。

大量实例证明,利用有限单元法对实物受力进行仿真,计算出的危险区域与实际发生断裂的位置是相吻合的。

5上下接抽十字头的交错布里一增加接轴的回转直径

一般情况下,轧机上、下万向接轴的布置方式均是垂直对齐式(上、下接轴的十字头在同一垂直直线上)的,由于轧机轧辊直径的限制,接轴的回转直径不可能很大。为了增大接轴的回转直径,提高接轴的承载能力,技术人员考虑将上、下万向接轴的布置方式改为交错式(上下接轴的十字头不在同一垂直直线上),这样在程度上提高了接轴的承载能力。


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