亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        液力偶合器泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元強(qiáng)度分析

        2022-11-21 02:37:58馬士濤陳乃娟
        新技術(shù)新工藝 2022年10期
        關(guān)鍵詞:偶合器輪軸液力

        馬士濤,陳乃娟

        (1.江蘇神盾工程機(jī)械有限公司,江蘇 淮安 211600;2.中國電建集團(tuán)上海能源裝備有限公司,上海 201316)

        近年來,我國旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用不斷向高轉(zhuǎn)速、大扭矩等惡劣工況發(fā)展,作為節(jié)能設(shè)備的液力偶合器,不僅具有無級調(diào)速、操作簡單、維修便利、工作可靠、調(diào)節(jié)靈活的特點(diǎn),而且能達(dá)到全程自動(dòng)調(diào)節(jié)的效果,過載保護(hù)性能較好,即使出現(xiàn)載荷過大導(dǎo)致停轉(zhuǎn)的狀況,主動(dòng)軸仍然可以轉(zhuǎn)動(dòng),可適應(yīng)變化的載荷,電能得到大量的節(jié)約。在電力、石化、機(jī)械工程、煤礦、市政的供水與供氣以及輕工等眾多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用[1-2]。

        液力偶合器主要由泵輪、渦輪、主動(dòng)(輸入)軸及從動(dòng)(輸出)軸、轉(zhuǎn)動(dòng)外殼、勺管等組成。泵輪、渦輪分別安裝在主動(dòng)軸、從動(dòng)軸上,兩者具有同等徑向尺寸的腔形,之間具有間隙相互耦合組成工作油腔室[3],泵輪內(nèi)側(cè)流動(dòng)的工作油跟著動(dòng)力機(jī)共同進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),由于離心力的存在,油甩進(jìn)泵輪的外側(cè),進(jìn)而高速流入相鄰的渦輪葉片,在渦輪內(nèi)側(cè),油速逐漸降低,在流回至泵輪內(nèi)側(cè)時(shí)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)周期。在工作腔中,從工作介質(zhì)的軌跡可以看出是三維運(yùn)動(dòng)。隨著液力偶合器向大功率、高轉(zhuǎn)速發(fā)展,作業(yè)工況也越來越惡劣,在各種行業(yè)應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)生因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足或者設(shè)計(jì)不規(guī)范等原因出現(xiàn)停機(jī)事故。在工程中,泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)可有效防止螺栓發(fā)生飛落、泵渦輪產(chǎn)生爆裂、傳動(dòng)軸容易形成斷裂或扭曲等現(xiàn)象[4-5],避免影響設(shè)備正常運(yùn)行,液力偶合器泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的安全性、可靠性顯得尤為重要。本文基于有限元法對大型液力偶合器泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行有限元強(qiáng)度仿真分析,為設(shè)備的安全性能及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù),也為設(shè)計(jì)新型液力偶合器泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)打下理論基礎(chǔ)。

        1 泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)

        泵渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)如圖1所示,含泵輪、轉(zhuǎn)動(dòng)外殼、泵輪軸、小齒輪以及聯(lián)接螺栓等,具體分析模型參數(shù)見表1。泵輪軸通過12個(gè)M20螺釘與泵輪相連,而泵輪通過56個(gè)M12螺釘與轉(zhuǎn)動(dòng)外殼相連,泵輪軸上有2個(gè)徑向軸承和1個(gè)推力軸承。增速型液力偶合器通過大小齒輪嚙合,泵輪系統(tǒng)有較高轉(zhuǎn)速,泵輪內(nèi)的工作油在葉片的高速旋轉(zhuǎn)下,由于離心力作用把工作油甩到渦輪葉片腔體內(nèi),渦輪軸帶動(dòng)如離心泵等設(shè)備旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。雖然泵輪、渦輪內(nèi)油壓會(huì)有一定的損失,形成一定滑差,但整個(gè)系統(tǒng)作用在高速旋轉(zhuǎn)離心的惡劣工況中,零部件之間的連接至關(guān)重要。

        表1 液力偶合器特性參數(shù)

        2 泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)強(qiáng)度分析

        2.1 模型前處理

        為了關(guān)注泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)零部件關(guān)鍵區(qū)域應(yīng)力、應(yīng)變變化情況,確保模擬準(zhǔn)確性,提高模型的計(jì)算效率,對模型簡化如下:省略螺紋聯(lián)接處螺牙建模、泵輪中回油孔以及泵輪軸軸向開孔等細(xì)微結(jié)構(gòu),保證求解過程不影響模型實(shí)質(zhì)性分析。

        應(yīng)用三維軟件對泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行建模(見圖2),泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中各零部件材質(zhì)及力學(xué)性能見表2,體網(wǎng)格劃分采用SOLID45六面體單元[6-7],Element:226110,Node:383854,已考慮網(wǎng)格無關(guān)性。泵輪軸采用Cylindrical,模擬徑向軸承設(shè)置Radial為Fixed,Axial與Tangential均為Free,泵輪軸端推力軸承處約束軸向位移為0。

        a) 三維模型

        表2 泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)各零部件材質(zhì)及力學(xué)性能

        泵輪軸小齒輪處施加不同轉(zhuǎn)速下的扭矩,螺栓均加載預(yù)緊力(M12:30 000 N;M20:110 000 N),泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)施加不同轉(zhuǎn)速(離心力),重力以及泵輪腔壁、葉片以及轉(zhuǎn)動(dòng)外殼施加油壓力(最大外緣壓力)。泵輪軸與M20螺釘連接面處bonded,泵輪與螺釘接合處bonded,同樣的方式處理泵輪與轉(zhuǎn)動(dòng)外殼之間的螺釘接觸[8]。不同工況下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳動(dòng)參數(shù)見表3。

        表3 不同工況下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳動(dòng)參數(shù)

        2.2 計(jì)算結(jié)果和分析

        利用裝配體接觸分析[9-10],設(shè)置各參數(shù),求解得到不同轉(zhuǎn)速工況下的各零件應(yīng)力、應(yīng)變云圖(見圖3~圖5)。

        a) 極限工況

        a) 極限工況

        a) 極限工況

        根據(jù)圖3不同工況下轉(zhuǎn)動(dòng)外殼應(yīng)力、應(yīng)變云圖可知,轉(zhuǎn)動(dòng)外殼在不同工況下最大應(yīng)力發(fā)生在外殼最小直徑處,隨著轉(zhuǎn)速的降低,其應(yīng)力也相應(yīng)減小,均小于材料的屈服極限,其安全系數(shù)分別為1.6、1.7、1.7、1.77;在最大工況和額定工況下,轉(zhuǎn)動(dòng)外殼的施加荷載一致,所以產(chǎn)生的應(yīng)力也未發(fā)生變化;轉(zhuǎn)動(dòng)外殼最大應(yīng)變同樣發(fā)生在外殼最小直徑處,即遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)外殼聯(lián)接螺釘沿軸向膨脹的位移。

        根據(jù)圖4不同工況下轉(zhuǎn)動(dòng)外殼應(yīng)力、應(yīng)變云圖可知,泵輪在不同工況下最大應(yīng)力均發(fā)生在泵輪與轉(zhuǎn)動(dòng)外殼聯(lián)接螺栓處,此處集中應(yīng)力產(chǎn)生,由于泵輪內(nèi)壓力是流體非線性變化,入口油壓約0.3 MPa,但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下,葉片外端的壓力得到數(shù)倍增加,初步按照6 MPa施加,應(yīng)力集中值在不同工況下變化不大,隨著轉(zhuǎn)速的降低而相應(yīng)減小,均小于材料的屈服極限,其安全系數(shù)分別為1.1、1.16、1.16、1.2;其余處在不同工況下均有大于3的安全系數(shù);最大應(yīng)變發(fā)生在泵輪最外端。

        根據(jù)圖5不同工況下泵輪軸聯(lián)接螺栓應(yīng)力、應(yīng)變云圖可知,各工況下聯(lián)接螺栓產(chǎn)生了剪切應(yīng)力,發(fā)生在兩零件聯(lián)接處,泵輪軸聯(lián)接螺栓最大應(yīng)力約為470 MPa,轉(zhuǎn)動(dòng)外殼側(cè)聯(lián)接螺栓最大應(yīng)力約為624 MPa,均小于材料的許用應(yīng)力,安全系數(shù)分別大于1.88和1.4,與理論計(jì)算相接近。

        3 試驗(yàn)測試

        通過工廠性能試驗(yàn)(見圖6)以及電站現(xiàn)場聯(lián)機(jī)試驗(yàn),偶合器在起動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)及切斷設(shè)備電源等工況下進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控,同時(shí)運(yùn)行中勺管處于最低至最大100%勺管位置時(shí),檢測允許溫度、工作油及潤滑油壓力、振動(dòng)、噪聲等各項(xiàng)性能指標(biāo)良好,整機(jī)輸入端、輸出端以及泵渦輪軸振動(dòng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值,小于0.038 mm;噪聲小于85 dB(A);過熱試驗(yàn)(在允許最高油溫的110%油溫下)密封檢測中法蘭接頭、輸入軸、輸出軸、中分面及側(cè)面螺栓均未滲漏;傳遞功率、轉(zhuǎn)速以及全載滑差滿足設(shè)計(jì)要求。

        圖6 液力偶合器整機(jī)試驗(yàn)

        偶合器滿負(fù)荷運(yùn)行2年后,拆卸泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)均未發(fā)生磨損,葉片未沖蝕、未發(fā)生裂紋,高強(qiáng)度螺栓均未發(fā)生斷裂等現(xiàn)象,通過試驗(yàn)臺(tái)復(fù)測,該偶合器的各項(xiàng)性能指標(biāo)基本保持不變,具有一定的安全性、可靠性。

        4 結(jié)語

        本文利用有限元法對大型液力偶合器泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)度分析,對泵輪系統(tǒng)各零部件在極限工況、最大工況、額定工況以及正常工況下進(jìn)行計(jì)算,其安全系數(shù)及剛度均滿足設(shè)計(jì)需求,結(jié)論如下:1)轉(zhuǎn)動(dòng)外殼在不同工況下最大應(yīng)力發(fā)生在外殼最小直徑處,均小于材料的屈服極限,并有足夠的安全系數(shù),具有遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)外殼聯(lián)接螺釘沿軸向膨脹的位移;2)泵輪在不同工況下最大應(yīng)力均發(fā)生在泵輪與轉(zhuǎn)動(dòng)外殼聯(lián)接螺栓處,此處有集中應(yīng)力產(chǎn)生,螺栓材料的選擇及數(shù)量布置尤為重要;3)泵輪軸聯(lián)接螺栓在不同工況下剪切應(yīng)力發(fā)生在兩零件聯(lián)接處,泵輪軸和轉(zhuǎn)動(dòng)外殼側(cè)聯(lián)接螺栓均有剪切應(yīng)力產(chǎn)生,均小于材料的許用應(yīng)力,有足夠的安全系數(shù)。

        產(chǎn)品已在電站滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行得到驗(yàn)證,通過對液力偶合器泵輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)度分析,為產(chǎn)品研制及升級提供了技術(shù)支持和安全保證。

        猜你喜歡
        偶合器輪軸液力
        輪軸檢修 安全運(yùn)行
        液力偶合器三維渦識別方法及流場時(shí)空演化
        液力回收透平性能改善的研究
        液力扭轉(zhuǎn)沖擊器配合液力加壓器的鉆井提速技術(shù)研究與現(xiàn)場試驗(yàn)
        煤礦運(yùn)輸設(shè)備鏈輪軸組成套檢修設(shè)備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
        防拉傷遛狗繩
        基于AMEsim 的一種液力偶合器液壓系統(tǒng)仿真軟件
        無鍵錐度液壓聯(lián)接在大功率高轉(zhuǎn)速偶合器中的應(yīng)用
        電力與能源(2017年6期)2017-05-14 06:19:48
        帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中不宜使用限矩型液力偶合器
        傳動(dòng)系液力緩速器系統(tǒng)介紹
        99久久国产综合精品麻豆| 国产精品精品| 五月婷婷影视| 91精品日本久久久久久牛牛| 日韩AV无码乱伦丝袜一区| 一区二区精品天堂亚洲av| 99精品国产综合久久麻豆| 国产公开免费人成视频| 极品嫩模高潮叫床| 亚洲不卡av不卡一区二区| 国产做床爱无遮挡免费视频| 中文字幕一区乱码在线观看| 亚洲无码在线播放| 妓院一钑片免看黄大片| 国产成人亚洲综合一区 | 黑人玩弄人妻中文在线| 色综合久久精品中文字幕| 情头一男一女高冷男女| 国产精品网站91九色| 国产va免费精品高清在线观看| 色欲av自慰一区二区三区| 亚洲国产一区二区三区在线视频| 人妻丰满熟妇一二三区| 大陆国产乱人伦| 国产精品免费久久久久软件| 国产大片中文字幕| 国产美女冒白浆视频免费| 蜜臀一区二区三区精品| 亚洲欧美成人一区二区在线电影| 日批视频免费在线观看| 久久久精品国产老熟女| а√天堂8资源中文在线| 国产精品内射后入合集| 自拍视频国产在线观看| 亚洲人成网站色在线入口口| 特级无码毛片免费视频尤物| 狠狠躁夜夜躁AV网站中文字幕 | 国产一级内射视频在线观看 | 亚洲素人日韩av中文字幕| 久久精品国产亚洲av麻豆会员| 国产最新进精品视频|