液壓聯(lián)軸器工裝輔助程序的編寫及應(yīng)用

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1、液壓聯(lián)軸器工裝輔助程序的編寫及應(yīng)用問題描述：2011年10月11日，HS5582液壓聯(lián)軸器在裝配過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聯(lián)軸器推進(jìn)量為5mm時(shí)，擴(kuò)張壓力達(dá)到了120MPa，而設(shè)計(jì)圖紙要求推進(jìn)量為7mm。但是擴(kuò)張壓力120MPa已經(jīng)超過了擴(kuò)張壓力設(shè)備的正常使用值100MPa，如果還要繼續(xù)推進(jìn)，擴(kuò)張壓力繼續(xù)加大，勢(shì)必會(huì)存在一定的危險(xiǎn)。后來問設(shè)計(jì)推進(jìn)量7mm是否偏大，設(shè)計(jì)部門后來給出的值推進(jìn)量為6mm，考慮到擴(kuò)張壓力120MPa已經(jīng)超出了擴(kuò)張壓力設(shè)備的正常使用值，推進(jìn)量就保持了5mm，未再推進(jìn)，經(jīng)過理論計(jì)算，5mm的推進(jìn)量已經(jīng)足夠。結(jié)合以上情況，液壓聯(lián)軸器在裝配過程

2、中，既要保證液壓聯(lián)軸器工裝安全使用，又要保證聯(lián)軸器的推進(jìn)量能滿足使用要求，就必須弄清楚以下問題：1、聯(lián)軸器推進(jìn)量為L(zhǎng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的理論擴(kuò)張壓力Pk為多少？對(duì)應(yīng)的理論推進(jìn)壓力Pt又為多少？如果有了理論擴(kuò)張壓力Pk和推進(jìn)壓力Pt，使用者在加壓的時(shí)候就能做到心中有數(shù)，即使出現(xiàn)毛刺使聯(lián)軸器卡死等現(xiàn)象，也能判斷出情況不正常，就不會(huì)盲目地加壓，而是想辦法排除非正常情況，這樣就實(shí)現(xiàn)了液壓聯(lián)軸器的故障診斷，從而提高了裝配質(zhì)量和效率，使用也更安全。2、已經(jīng)聯(lián)軸器參數(shù)、軸頭參數(shù)、額定功率、額定轉(zhuǎn)速等等參數(shù)，求出聯(lián)軸器所需的理論推進(jìn)量L為多少？如果能較準(zhǔn)確地計(jì)算出聯(lián)軸器所需的

3、推進(jìn)量L，在出現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)注推進(jìn)量偏大或偏小，或是出現(xiàn)安全擴(kuò)張壓力無法推進(jìn)到設(shè)計(jì)標(biāo)注的推進(jìn)量時(shí)，就可以通過計(jì)算判斷設(shè)計(jì)標(biāo)注的推進(jìn)量是否存在問題，和設(shè)計(jì)反應(yīng)時(shí)也是有理有據(jù)。這樣既保證了液壓聯(lián)軸器工裝的安全使用，又保證了聯(lián)軸器推進(jìn)量能滿足使用要求。所以編寫擴(kuò)張壓力Pk、推進(jìn)壓力Pt和推進(jìn)量L的計(jì)算程序是很有必要的，下面就簡(jiǎn)單介紹三個(gè)程序的編寫理論模型和驗(yàn)證情況。一、擴(kuò)張壓力Pk計(jì)算1、理論模型擴(kuò)張壓力Pk計(jì)算是以材料力學(xué)中比較經(jīng)典的“厚壁圓筒應(yīng)力和應(yīng)變分析模型”為基礎(chǔ)。圓筒壁內(nèi)任意一點(diǎn)的徑向位移與壓力的關(guān)系式為（具體推導(dǎo)過程見材料力學(xué)下冊(cè)P211-P214）

4、：圖1參數(shù)示意圖利用上式，可以求出當(dāng)擴(kuò)張壓力為P1時(shí)，聯(lián)軸器徑向位移u1和軸頭徑向位移u2，u1+u2就為聯(lián)軸器的擴(kuò)張量與軸頭的壓縮量之和，又已知錐度推，則可求出推進(jìn)量L=2×（u1+u2）/。以上是由擴(kuò)張壓力P1計(jì)算推進(jìn)量L，利用以上算法，通過試算就可以得出已知的推進(jìn)量L對(duì)應(yīng)的擴(kuò)張壓力P1，利用程序試算，試算時(shí)間不會(huì)超過1s。2、驗(yàn)證效果利用以上理論模型計(jì)算出：HS5582聯(lián)軸器的推進(jìn)量5mm對(duì)應(yīng)的理論擴(kuò)張壓力為124MPa，而當(dāng)時(shí)的實(shí)際擴(kuò)張壓力為120MPa。由HS5582聯(lián)軸器的計(jì)算結(jié)果和實(shí)際結(jié)果比較，相差4MPa，誤差為4/120=3.3%，

5、能滿足實(shí)際應(yīng)用要求。3、修正此程序才驗(yàn)證過一臺(tái)機(jī)組，后續(xù)還需要繼續(xù)驗(yàn)證和修正。一、推進(jìn)壓力Pt計(jì)算1、理論模型推進(jìn)壓力Pt在過渡盤面積St上產(chǎn)生的推進(jìn)合力Ft=Pt*St，擴(kuò)張壓力Pk在聯(lián)軸器的錐孔面積Sk上產(chǎn)生的軸向合力Fk=Pk*Sk*/2，由Ft和Fk建立平衡關(guān)系Pt*St=Pk*Sk*/2，可得：Pt=Pk*Sk*/St/2。1、驗(yàn)證和修正此程序還未經(jīng)過實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證，以后將進(jìn)行驗(yàn)證和修正。一、推進(jìn)量L計(jì)算1、理論模型以唐真和計(jì)算葉輪強(qiáng)度的“二次計(jì)算程序”為基礎(chǔ)，由推進(jìn)量L計(jì)算出聯(lián)軸器內(nèi)孔處的徑向應(yīng)力σr，再由已知的聯(lián)軸器內(nèi)孔面積S，摩擦系數(shù)μ

6、和內(nèi)孔半徑R，就可以計(jì)算出動(dòng)轉(zhuǎn)矩能力T=σr*S*μ*R。由汽輪機(jī)額定功率P和額定轉(zhuǎn)速ω，就可以計(jì)算出聯(lián)軸器所需動(dòng)轉(zhuǎn)矩T’=P/ω。改變推進(jìn)量L值，使計(jì)算出來的動(dòng)轉(zhuǎn)矩能力T大于或等于所需動(dòng)轉(zhuǎn)矩T’，即T≥T’，“=”對(duì)應(yīng)的推進(jìn)量L就為聯(lián)軸器所需的最小推進(jìn)量Lmin。另外，以“二次計(jì)算程序”為基礎(chǔ)，計(jì)算出推進(jìn)量L對(duì)應(yīng)的最小松動(dòng)轉(zhuǎn)速ωs，ωs一定要大于額定轉(zhuǎn)速ω的1.2倍，即：ωs≥1.2ω。最后，以“二次計(jì)算程序”為基礎(chǔ)，對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行強(qiáng)度校核。注：“二次計(jì)算程序”是設(shè)計(jì)人員唐真和計(jì)算葉輪強(qiáng)度的程序，已經(jīng)使用多年，計(jì)算結(jié)果可靠性比較高。2、驗(yàn)證效果HS5

7、582聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)推進(jìn)量L為6mm，而該計(jì)算程序計(jì)算為大于3.5mm，小于6mm（3.5mm是從轉(zhuǎn)矩能力方面考慮，取最小值；6是從第三強(qiáng)度理論考慮，取最大值）。從HS5582聯(lián)軸器推進(jìn)量L的比較，再加上該程序的基礎(chǔ)程序“二次計(jì)算程序”已經(jīng)應(yīng)用多年，證明計(jì)算結(jié)果還是可靠的。3、修正此程序才驗(yàn)證過一臺(tái)機(jī)組，后續(xù)還需要繼續(xù)驗(yàn)證和修正。以上這三個(gè)計(jì)算程序已用excel編寫完成，調(diào)試也完成，接下來的工作就是驗(yàn)證、修正及應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)液壓聯(lián)軸器工裝正常情況下擴(kuò)張壓力、推進(jìn)壓力和推進(jìn)量的計(jì)算，以助于液壓聯(lián)軸器裝配，從而提高了裝配質(zhì)量和效率，使用也更安全。