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            鼓形齒聯軸器螺栓聯接分析

            發布者:鑫程機械  發布日期:2021-03-06

            基于ANSYS鼓形齒聯軸器螺栓聯接有限元分析

            采用ANSYS對非標準鼓形齒聯軸器螺栓聯接進行有限元分析.首先,利用UG軟件進行聯軸器螺栓聯接實體建模;然后,用ANSYS軟件對其進行有限元分析.考慮螺栓聯接的接觸特性,通過改變摩擦因數分析螺栓所受的拉伸應力和剪切應力,得到螺栓受拉伸和受剪切的危險截面均在螺母與內齒套法蘭結合面靠近內齒套外圓部位;摩擦因數變大時螺栓所受拉伸應力明顯減小,而剪切應力變化不大;選擇高強度聯接螺栓和螺母、通過合理的加工工藝適當變加法蘭面的摩擦因數,可確保螺栓聯接強度雙螺桿磨漿機是一種新型的節約型磨漿設備,在造紙工業中受到廣泛重視.它的傳動箱與兩螺桿之間采用鼓形齒聯軸器聯接.

            鼓形齒式聯軸器采用普通平鍵和螺栓雙層聯接,中間的鼓形齒允許兩被聯接軸有相對的擺動角度.由于雙螺桿磨漿機需要傳遞的扭矩很大,而且兩螺桿中 心距較小,不能采用標準的鼓形齒聯軸器,需要設計結構更加緊湊的非標鼓形齒聯軸器.由于聯軸器外徑受限,螺栓孔定位圓尺寸受到限制,只能采用直徑較小的螺栓.螺栓聯接利用螺紋零件構成,拆卸方便、應用很廣.螺栓和法蘭聯接系統的失效將直接影響到設備的穩妥性,帶來經濟損失.對螺栓聯接進行有限元分析,通常情況下都是建立有限元模型,然后施加約束和載荷,較后將求解結果與理論結果進行比較,并得出結論;但是,沒有考慮螺帽、螺母與法蘭面之間以及兩法蘭面之間的摩擦因數不同對有限元分析結果的影響.材料的摩擦因數與零件接觸表面粗糙度及表面處理方式有關,摩擦因數影響聯接螺栓的預緊力,從而影響聯接的安 全性和穩妥性.本文通過UG進行三維實體建模,然后采用ANSYS軟件模擬分析,對用于雙螺桿磨漿機的非標鼓形齒聯軸器的螺栓進行強度和剛度校核,以選擇滿足要求的聯接螺栓;進一步找到摩擦因數與聯接螺栓強度、剛度之間的聯系,從而選擇合理的摩擦因數及表面加工工藝,以確保螺栓聯接的安 全性和穩妥性。

            (1)利用UG軟件對鼓形齒式聯軸器螺栓聯接進行三維實體建模,然后用有限元分析軟件ANSYS對其進行分析計算,將分析結果與理論公式計算值進行比較,結果表明螺栓的危險截面是螺栓與螺母聯接內側靠近內齒套外圓的部位.

            (2)對于大扭矩、外徑受限的螺栓聯接,確保螺栓聯接強度方法是選擇高強度螺栓和螺母,并適當變加聯接法蘭兩側的摩擦因數;通過涂富鋅漆或噴砂處理鋼制法蘭表面,靜摩擦因數可大于0.35,此時所需預緊力應大于63,500,N.

            (3)用節點耦合模擬螺紋聯接的接觸行為,使分析結果與理論結果相符合,取得了預期的效果.同時提出的螺栓預緊模擬方法,通過分析可確保螺栓聯接的穩妥性.

            (4)在螺栓分析有限元模型中,把聯軸器及被聯接件的勻速轉動當作靜態受力情況進行處理,實際上,當磨漿機起動、制動或者加料不均勻時聯軸器會受到沖擊作用,這些還有待于進一步的研究。


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