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金屬膜片聯軸器簡統化設計及強度分析研究

發布者:鑫程機械  發布日期:2017-06-17

聯軸器是機械傳動中的常用部件,傳遞運動和扭矩過程中一同回轉而不脫開的裝置,并且不改變轉動的方向和轉矩的大小,一般性結構的聯軸器難以滿足傳動精度高、較高傳動扭矩剛度的要求。金屬膜片聯軸器依靠金屬彈性元件的變形來補償兩軸線軸向、徑向和角向的相對位移,消除兩半聯軸器相對扭轉引起角度傳遞的誤差和滯后,同時具有傳動精度高、減振、緩沖的能力,且適合高速環境下傳遞高扭矩,因此其運用日益廣泛。 

  泊頭鑫程機械公司研究高壓電機型式試驗中利用兩臺電機對拖的方式檢測被試機的溫升和效率特性,依據國標生產的高壓電機類型種類繁多,為了保證試驗的質量和電機的,亟需對聯軸器進行簡統化設計,以減少聯軸器數量,實現大的互換性,降低生產制造成本。同時需要進行聯軸器強度校核,保證聯軸器的強度滿足試驗要求,避免影響試驗質量、電機性能和試驗人員的人身。 

  1 高壓電機參數分析 

  1.1 高壓電機設計參數執行標準分析 

  本文重點對JB/T 7593《Y系列高壓三相異步電動機技術條件(機座號355~630)》和GB/T 13957《大型三相異步電動機基本系列技術條件》兩個標準下的高壓電機設計參數(如:功率、轉速、電機各部位尺寸和聯接方式等)進行統計分析。主要可以得出以下幾點內容: 

  1)電機的軸徑與機座號(中心高)有一定對應關系,基本尺寸和極限偏差存在多組重合。 

  2)Y系列高壓電機多采用GB/T 3852 中規定的A型平鍵聯接。YR系列的高壓電機多采用切向鍵聯接,切向鍵按GB/T 1974《切向鍵及其鍵槽》要求設計。 

  3)同種中心高但不同極數的電機功率有較多重疊,同種極數但不同中心高的電機功率均不相同。 

  4)不同軸伸直徑的高壓電機鍵槽尺寸和極限偏差同樣存在多組重合。 

  1.2 高壓電機型式試驗執行標準分析 

  高壓電機型式試驗按GB/T 1032國標要求執行,試驗時電動機的高轉速依據電機設計時的轉差率而定,需進行超速試驗。同時,電機需做短時過轉矩試驗,試驗轉矩為1.5倍電機額定轉矩,歷時15s。上述試驗要點均對聯軸器設計的性提出了較高的要求。 

  2 聯軸器簡統化構想 

  在功率匹配上的考慮,電機對拖試驗時,陪、被試機在功率匹配要求上可以有一定的浮動,被試機的功率可以在陪試機功率的70%~100%間進行浮動,不同種電機進行對拖的情況是(不)同一中心高下、(不)同功率與(不)極數等級間的匹配試驗。據檢測試驗站試驗情況和試驗標準分析,P被=(1~70%)P陪。 

  不同種電機進行對拖試驗時受到電機中心高、軸徑、電機極數和功率的綜合因素影響,為了保證試驗質量,在滿足試驗質量和的前提下進行聯軸器簡統化設計,具體配對情況如下所示。 

  1)兩臺相同電機對拖(同中心高同極數同功率)。 

  2)兩臺不同電機對拖。①同中心高同極數不同功率電機(陪試機為大功率電機,被試機為小功率電機)②不同中心高同極數不同功率(陪試機為大功率電機,被試機為小功率電機)③同中心高不同極數同功率電機(變頻電機,如表1)④不同中心高不同極數同功率電機(變頻電機,如表1)⑤同中心高不同極數不同功率電機(變頻電機,變頻與極數變化情況同表1,陪試機為大功率電機,被試機為小功率電機)⑥不同中心高不同極數不同功率電機(變頻電機,變頻與極數變化情況同表1,陪試機為大功率電機,被試機為小功率電機) 

  3 聯軸器設計要求 

  依據一般聯軸器設計的要求和方法,結合實際試驗情況,對符合實際要求和使用的聯軸器進行分析設計,既滿足使用效率又滿足試驗質量及。 

  3.1 聯軸器的選型設計 

  對試驗環境進行細致分析后,比較不同聯軸器之間的異同點,金屬膜片聯軸器具備橡膠元件聯軸器所有的優點外還具備軸向推力小、使用壽命長和減振等優點,保證傳遞動力的精度。傳遞同樣大小的扭矩時,金屬膜片聯軸器比其他聯軸器具有體積小,重量小,維護方便,節約成本[4]。 

  3.2 聯軸器的整體設計 

  通過研究聯軸器的設計標準后,不同極數所對應的軸徑在一定功率范圍內選用大轉矩和大同步轉速為聯軸器選取輸入參數,選用DJM系列聯軸器,該種聯軸器不需潤滑,如圖1和圖2所示為金屬膜片式聯軸器及各組件組裝方式。考慮到聯軸器重量對轉動慣量的影響,增多相應聯軸器型號,避免重量對試驗質量的影響。 

  中心高在710~1120mm之間的6000V和10000V的Y系列或YR系列高壓電機在四個相同軸伸端直徑的基礎上所選用的聯軸器型號相同,說明不論是6000V和10000V的Y或YR系列電機均可用這四種聯軸器進行試驗。聯軸器參數依據電機軸伸端直徑和許用轉矩的變化選取,保證同(不同)中心高下變頻電機與(非)變頻電機間的對拖,根據軸孔配合標準和實際設計經驗得出軸孔的公差配合為間隙0.08mm的間隙配合。 

  3.3 聯軸器配件襯套設計 

  根據國標設計的電機具有不同的軸伸端長度,為了能夠實現多半邊聯軸器之間的匹配使用,需在軸身部位墊加襯套,不同軸徑下的同種寬度軸套也不能相互代用,所以襯套長度有9中類別,不同電機間的匹配試驗時,襯套長度隨電機軸徑相對應選用,襯套及安裝方式如圖3和圖4所示。襯套的內徑按電機軸伸端直徑設計,與軸配合采用間隙配合,間隙公差為0.2mm,內表面粗糙度要求較高,硬度應低于電機軸硬度,避免劃傷電機軸伸端外表面。


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