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单支点悬臂弹性联轴节在空压机上的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-10-11 14:36:20 来源: 作者:用户54557    浏览次数:0    
摘要

柴油机驱动的风冷移动式螺杆压缩机,是种常用野外作业通用机械。此种机型的常用结构为:压缩机是通过联轴节带动增速齿轮驱动阳转子转动,风扇是由阴转子轴伸端上的齿轮减速传递到风扇轴上,风扇轴上装有风扇联轴节,风扇则用螺钉固定在风扇联轴节上(KL图D.此种结构下,机组常出现冷却风扇叶片断裂损坏等系列问题,严重影响了正常使用。本文就此问题在一款10mVmin排气量、柴油机驱动的螺杆压缩机上,做了深入试验和分析...

柴油机驱动的风冷移动式螺杆压缩机,是种常用野外作业通用机械。此种机型的常用结构为:压缩机是通过联轴节带动增速齿轮驱动阳转子转动,风扇是由阴转子轴伸端上的齿轮减速传递到风扇轴上,风扇轴上装有风扇联轴节,风扇则用螺钉固定在风扇联轴节上(KL图D.此种结构下,机组常出现冷却风扇叶片断裂损坏等系列问题,严重影响了正常使用。本文就此问题在一款10mVmin排气量、柴油机驱动的螺杆压缩机上,做了深入试验和分析,*终提出了种解决方案。

2问题分析在试验前期500h的常规工况试验中,机组状况良好,但在模拟实际工况使用时,连续出现了以下问题:什么原因导致这些问题出现的昵经过计算分析,以及进一步的模拟试验验证,发现表1中表1序号现象初步分析风扇齿轮打坏齿轮材质性能不足风扇轴键打断风扇轴与齿轮安装部位间的配合不好风扇轴的断裂轴的强度不够冷却风扇叶片折断风扇叶片材质与质量的存在不足初步分析都不是根本原因。以风扇轴断裂为例,实测风扇轴输出扭矩为39.m,而轴的设计许用扭矩为123N*m,按理说也不至于使轴断裂;到底是什么力使轴断裂后期经过反复观察、检测发现,在连续稳定运行时,轴及风叶等运动工件都在许用强度条件下运行,不会出现问题。

在机组停止时,风扇由约200r/min到停止几乎在不足。8s的时间内完成,依据制动扭矩r的计算公式T=JWm试验中负载讽扇、传动轴系等的总转动惯量约为0.6kg‘m2,角加速度约为262 rad/s2,此时的制动力矩约为157N*m,其已经超过了轴的许用扭矩,此制动力矩作用在叶片上的切应力,也超过了叶片根部的许用应力。

柴油机在启动或停车过程中的冲击力较大,特别是在柴油机停车的*后一转,从熄火到气缸并气反弹,给风扇产生了一个较大的反向冲击力,内燃机因此间接施加给风叶及轴的一个较大的制动力矩,此制动力矩是导致系列问题出现的根本原因。以往的冷却风扇传动结构,是直接固定在半联轴节上,属刚性连接,对一些瞬间变化的负荷无缓冲。因此在柴油机启动和停机时,瞬间速度变化的冲击力矩直接传递到风扇上,这一瞬间变化的冲击力矩对风扇产生较大的瞬间加速度,使风扇叶片的瞬间受力增大数倍而容易损坏。对相关零件亦产生相同的影响,而使得使用寿命相应缩短。

从制动扭矩r的计算公式:r=/r,可以发现,负载转动惯量是不会有大的变化的,要解决制动扭矩过大,导致风叶或轴屈服断裂的问题,只有降低角加速度,将原来的刚性连接系统,改为柔性连接系统。如用皮带传动,可消除这个力,但结构变动较大,工作量大,且布置也不理想,若通过弹性联轴节传动,由于风扇是悬臂连接,另端无支承。经过摸索尝试,设计了单支点悬臂弹性联轴节。

3解决方案针对这问题,我们使用了单支点悬臂弹性联轴节。这一新结构其连接是:驱动扭矩直接与半联轴节相连,风扇与浮动连接体相连,半联轴节的动力通过弹性体传递给浮动连接体,见。

单支点悬臂弹性联轴器相较于以前的刚性悬臂连接系统忧点:力矩通过弹性体传递,缓冲性能好;Q瞬间冲击力矩的变化不会给风扇产生太大的力;Q瞬间冲击力矩对系统受力变化影响小,零件寿命长系统可靠性高;(4用弹簧进行轴向定位,没有轴向位移,定位精度高,无晃动,磨损小。

4结语在柴油机为动力的风扇传动系统中采用弹性连接能有效的吸收瞬间冲击力,改善风扇的*大受力状况,对柴油机启动和停车的瞬间速度变化产生的冲击力起到缓冲作用,使风扇等相关零件受到的冲击力减小,寿命延长。亦可用于类似工作条件的其它场合。该产品投入批量生产至今,性能稳定,工作可靠,经用户实际应用情况较好,风扇及其相关零件的寿命大大延长,至今未发现损坏。该单支点悬臂弹性联轴器已申请国家专利

 
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