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    联轴器冲击载荷作用下的动力特性计算

    发布日期:2016-01-13 发布者:鑫程联轴器

     机械可能受周期性的扰动扭矩作用而引起轴系振动,也可能受非周期性的扰动扭矩作用而引起轴系振动。例如由冲击载荷引起的轴系振动。在许多机械上,比较常见的是冲击式作用的变载荷。与前述相似,仍可通过根据冲击载荷条件列出的运动方程,得到在常量冲击载荷作用下的无阻尼系统。轴系有冲击载荷作用时,经联轴器传递振动扭矩的大小,除与转动惯量有关外,还与冲击载荷作用的时间长短有关。

    以下为按冲击载荷作用时间的长、短的两种情况

    1 :冲击载荷突然作用后,再长时间内保持不变。这样的承载方式相当于机械先空载启动,然后在满载条件下工作。如果发生冲击扭矩一侧轴上的转动惯量较小,经联轴器传递的振动扭矩接近于冲击扭矩2倍。在冲击载荷作用下,联轴器的弹性高低,对冲击载荷引起,经联轴器传递最大扭矩的幅值并无影响。只是改变振动周期的长短。联轴器的弹性愈高,固有频率愈低,经联轴器传递的扭矩达到最大值的时间就愈长。因此,联轴器的弹性对改善传递扭矩的平稳性有利。影响经联轴器传递的扭矩最大值的因素之一,是联轴器两侧转动惯量的比值。当冲击载荷作用一侧轴系的转动惯量大于另一侧轴系的转动惯量时,就能减小经联轴器传递的振动扭矩值。此外,当联轴器具有阻尼时,由于阻尼消耗了一部分冲击能量,也可减小经联轴器传递的扭矩变化曲线。通常阻尼时降低冲击扭矩幅值的最重要的因素。

    冲击载荷突然增加后,只持续一段较短的时间就恢复到正常值。当冲击载荷持续作用的时间大于等于x/f,即持续时间大于或等于固有频率的周期的一半时,经联轴器传递的扭矩仍然有时间达到最大值。因此这种短时受冲击载荷与冲击载荷突然增加后再较长时间内保持不变的情况一样。只有当冲击载荷作用时间t1<x/f,才是属于突然的短时间受冲击载荷。在短时冲击载荷作用下,联轴器传递的最大扭矩随t1与f的关系而变。

      随着冲击载荷作用时间的缩短,经联轴器传递的最大扭矩也随着减小。或者在冲击载荷作用时间相同的条件下,只要所选联轴器的弹性相当大,使得轴系的固有振动频率低以达到保持x/4f>t1,就能使经联轴器传递的最大变扭矩小于冲击扭矩。

      综上所述,有冲击载荷作用时,选择具有弹性的联轴器,能够起到缓冲作用。需要多高的弹性,则与冲击载荷持续作用的时间、轴系的转动惯量等有关。一般联轴器的承载能力,随着弹性的增加而降低。因此,对于大型的和需要量较多的联轴器,如果按上述方法选定联轴器,则其尺寸和重量都有加大,从而增加制造成本并增加轴系的附加载荷。为此,当冲击载荷作用次数不多时,可以采用安全型联轴器,或采用具有较高阻尼的弹性联轴器。