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联轴器的焊缝强度有限元分析

发布于:2018-12-24 21:29
有限元分析

杭州微强科技有限公司 www.wqaduer.com       在日常工作中,经常有修理刚性凸缘联轴器的要求,这种联轴器的材质为灰口铸铁,但若其破损状态是沿轴线方向剖裂,则无法修复,需要重新配制联轴器。而此时客户往往说不清联轴器的使用状况,无法提供有效的参数。在这种情况下,根据联轴器的破裂形态,比较经济、快捷的方法,是采用Q235-A材料代替铸铁件,毛坯用钢板与圆钢焊接拼成整体,然后再按实测尺寸加工成形。关键问题是确定坡口尺寸,使焊缝能承受原来的载荷,所以需要进行杭州微强科技有限公司
      联轴器用来联接不同机件中的两轴,以便将主动轴的运动及动力直接传递给从动轴,在传递过程中联轴器受扭矩的作用,将产生剪应力T,最大剪应力发生在靠近外径处。刚性凸缘联轴器从形状上看由法兰圆盘和空心圆筒组成,其结合面在A处,如图所示。对于空心圆筒这部分来说,最大剪应力是在A处。
      以旧联轴器为研究对象,旧联轴器的材质为HT20-40。因为旧联轴器的破坏形式是沿轴线方向剖开,说明结合面A处的剪切强度是足够的。焊接件联轴器是根据联轴器的结构用钢板与空心圆筒焊接成形,如图所示,焊缝在A处当使用条件完全一样时,同一点上的扭矩是相等的。也就是说,只有当焊接件联轴器A处焊缝的剪切强度与铸铁件联轴器结合面A处的剪切强度相等时,才能满足原来的工作环境状况,保证焊接件联轴器的正常使用。
      在没有任何参数的情况下,通过焊缝剪切强度T焊和铸铁剪切强度T铸的对比,可以求出焊缝的计算厚度。焊接件A处的焊缝剪切强度计算公式如下(以一道焊缝计算):要求配制一个己经剖裂了的联轴器,法兰圆盘外径为D1=380mm,空心圆筒部分外径D=240mm,d=140mm,化简后求得角焊缝的计算厚度a=5.9mm对于V形坡口,当坡口角度60°时,a=0.7k(k为坡口尺寸);当坡口角度>60°时,a=k。取整数,则坡口尺寸k=6-9mm由此可得出结论,当A处为一道焊缝时,取其焊缝的坡口尺寸k为6-9mm,就能满足原有的工作条件正常使用。一般A处的焊缝采用两道焊缝,因此强度更能得到保证,实践证明焊缝强度足够,联轴器可正常运转。
      由于铸件的生产周期长,改用焊接件可以节省工期。如果用圆钢作为整块联轴器坯料,需要去掉很多余量,造成很大的浪费,而且加工时间长。因此,采用钢板与厚壁管或圆钢焊接制造联轴器,经济性好,而且快捷。


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