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高弹性联轴器橡胶弹性元件轴向力仿真分析

2021-03-16 14:19:29

高弹性联轴器橡胶弹性元件轴向力仿真分析

高弹性橡胶联轴器是常用的动力传动元部件,主要用于以柴油机为动力的传动轴系中,起到减小轴系扭转振动的危害,补偿轴系的位移的作用。在实际应用中,如果对高弹性联轴器的轴向位移补偿设计考虑不周,橡胶弹性元件扭转变形产生的轴向力常常会造成传动轴系中承受推力轴承的磨损。高弹性联轴器橡胶弹性元件为橡胶与钢板通过硫化粘合在一起的三明治结构,左右分别为钢质直法兰和斜法兰,中间部分为橡胶。当橡胶弹性元件承受转矩作用时,橡胶在轴向有伸长的趋势,若左右法兰轴向位置被约束住,将会在轴向产生很大的轴向力,会造成轴系中的轴承或其它部件造成速度适宜磨损或者其它形式的破坏。因此,在高弹性联轴器的设计过程中,如果采取轴向位移补偿措施,当轴向位移补偿装置的能力大于11.92mm,并且补偿装置轴向弹性足够好,也就是轴向刚度很小时,则可以效果优良避免由于橡胶弹性元件受扭时所产生的轴向力产生的危害。

通过采用软件对橡胶弹性元件的轴向力进行仿真分析,可深受如下结论:(1)利用软件对橡胶弹性元件进行分析,可以准确地反映橡胶弹性元件在转矩作用下的轴向力和轴向位移情况。(2)通过仿真分析可以计算出其较大轴向变形,计算的结果可用于指导轴向位移补偿装置的设计,以优良地避免由于橡胶弹性元件受扭转作用时其轴向力产生的危害。故本文采用的仿真计算方法对高弹性联轴器的设计有确定的指导意义。(3)仿真分析轴向力和经典理论计算出的轴向力相对误差为7.5,这主要是由于橡胶的性能易受温度、加载速率等因素影响,以及橡胶小样试验深受的方程系数值与实际扭转的橡胶弹性元件存在确定差异引起的。根据两种不同方法对橡胶弹性元件轴向力计算的结果进行分析,可以认为采用软件进行仿真计算,可以较好地符合采用经典理论计算的结果。仿真分析若要准确地模拟实际情况,还需进行大量的橡胶小样试验数据支撑及橡胶弹性元件试验验证。