摘 要：利用理論推導(dǎo)和有限元離散法對淺表面損傷軸及其連接用液壓聯(lián)軸器進(jìn)行強(qiáng)度校核、應(yīng)力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，本文所述淺表面損傷軸仍能滿足使用要求，無需進(jìn)行更換，因而具有較重要的工程實(shí)際意義，也可以給類似工程問題提供參考。

關(guān)鍵詞：損傷軸；液壓聯(lián)軸器；有限元分析；淺表面

中圖分類號：U664.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 前言

液壓聯(lián)軸器是船舶主推進(jìn)系統(tǒng)中的重要部件，通過其把主機(jī)（齒輪箱）、中間軸和推進(jìn)器連接起來，把主機(jī)的功率傳到推進(jìn)器上去，推動船舶航行。自上世紀(jì)50年代以來，液壓聯(lián)軸節(jié)作為一種新型聯(lián)接裝置逐步在造船行業(yè)得到應(yīng)用與推廣，其中在船用軸系的應(yīng)用中更為廣泛。在軸系中，傳遞功率用軸段與軸段之間連接多數(shù)采用套筒式液壓聯(lián)軸器，軸與齒輪箱功率輸出軸或螺旋槳之間連接多數(shù)采用法蘭式聯(lián)軸器。

某船舶尾軸在與中間軸通過液壓聯(lián)軸節(jié)裝配過程中，由于軸系定位、施工不規(guī)范等原因?qū)е挛草S、定距環(huán)與液壓聯(lián)軸器卡死。移開液壓聯(lián)軸器后發(fā)現(xiàn)，尾軸軸端存在兩道淺表面拉痕（夾角約100°），如圖1所示。拉痕1與拉痕2的長×寬×深分別約為100×8×0.5mm與66×7×1mm。在此情況下，尾軸拉傷部位進(jìn)行圓滑過渡修復(fù)后（液壓聯(lián)軸器已換新）能否滿足使用要求，成為了工程中首先要考慮的問題。如不滿足要求，則需要直接更換尾軸，由此必然造成進(jìn)度嚴(yán)重滯后、經(jīng)費(fèi)重大損失。因此對此類淺表面損傷軸及其聯(lián)軸器的計(jì)算與影響分析具有較重要的工程實(shí)際意義。由于目前尚無現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可以指導(dǎo)，本文嘗試采用有限元計(jì)算法對修復(fù)后的尾軸及其液壓聯(lián)軸器進(jìn)行強(qiáng)度、局部應(yīng)力等相關(guān)校核計(jì)算，為工程施工提供借鑒。

4 結(jié)論

由于軸表面拉傷目前無現(xiàn)成規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可以指導(dǎo)，而拉傷部位又位于軸與液壓聯(lián)軸器的配合面上。此時，不僅要考慮軸本身的強(qiáng)度和局部應(yīng)力，還需考慮液壓聯(lián)軸器由于接觸面積變小引起的傳遞扭矩能力、強(qiáng)度等問題。本文通過對表面有拉痕的軸系及其液壓聯(lián)軸器進(jìn)行理論計(jì)算和有限元分析后發(fā)現(xiàn)，在文中所述細(xì)小拉痕下，軸與液壓聯(lián)軸器強(qiáng)度、應(yīng)力、傳扭能力等均滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，避免了直接更換傳動軸所帶來的進(jìn)度延長和經(jīng)費(fèi)損失，具有較大的工程實(shí)際意義。誠然，為安全起見，本案中更換了同樣有兩道拉痕的液壓聯(lián)軸器內(nèi)套、定距環(huán)等。在液壓聯(lián)軸器內(nèi)套與軸均有拉痕且不更換的情況下，軸系是否還能滿足規(guī)范要求，則需要進(jìn)一步深入研究。