手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
某無縫廠作業區穿孔機在正常生產時下傳動軸突然斷裂。為分析傳動軸斷裂的原因，實測穿孔機在生產大系列鋼管時(原料270mmX3300mm，穿孔機軋制后小306mmX24mmX9000mm，材質34Mn6)上、下傳動軸的扭矩。共測得穿孔機生產33支鋼時的扭矩信號數據，從而能夠對其進行詳細的強度分析。
傳動軸扭矩的測試采用電阻應變電測技術。由材料力學知，當受扭矩作用時，軸表面有最大剪應力。軸表面的單元體為純剪應力狀態，在與軸線成45°的方向上有最大正應力。相應的變形為氣和龜，當測得應變后，便可算出hax。測量時應變片沿與軸線成45°的方向粘貼。若測得沿45°方向的應變場，則相應的剪應力為：采用美國產扭矩遙測系統，可同時進行上下軸扭矩測量。該系統包括發射機、接收機，發射機安裝在轉軸上，將應變片組成的電橋信號進行放大、變換并發射出去，接收機接收到發射機無線電信號后將其轉換成模擬電壓，與發射機設定的應變測量范圍相對應。該模擬信號送入便攜式振動分析與監測系統美國產ZonicBook618E型。
表為實測上下軸扭矩值共33支，篇幅所限取10支數據，實測33支鋼管扭矩統計結果：上軸出現的最大扭矩為597.8kN.m，扭矩平均值548.8kN.m，標準偏差19.5kN.m，下軸最大扭矩為539kN.m，扭矩平均值506.7kN.m，標準偏差19.2kN.m，上軸扭矩平均值高出上軸扭矩42.1kN.m，約7.7070，在33支鋼中每支鋼的最大扭矩值比較集電標準偏差均小于19.6kN。
按疲勞強度條件對傳動軸進行精確校核。這種校核計算的實質在于確定變應力情況下軸的安全程度。在已知軸的外形，尺寸及載荷的基礎上，即可通過分析確定出一個或數個危險截面，按下式求出計算安全系數Sca并應使其稍大于或至少等于設計安全系數S，即：穿孔機傳動軸主要承受脈動扭轉剪應力，可按非對稱循環應力計算安全系數Sca，僅有扭轉剪應力時計算安全系數應大于或至少等于設計安全系是系數，即：式中，y剪切疲勞極限安全系數，S設計安全系數功：材料特性系數，ST剪應力計算K：有效應力集中系數，尺寸系數，月表面質量系數，瓜應力幅，平均應力。實測下轉動軸的最大應變值為216，uE，最大剪切應力為：傳動軸材料采用合金鋼42CrMo，由于斷裂的傳動軸未經熱處理包鋼技術中心檢驗結果)，取強度極限b=800MPa，則剪切疲勞極限0.23，b=184MPa，合金鋼材料特性系數功a02，0.3，取功a0.3，則功0.15。傳動軸斷裂處相關尺寸：法蘭直徑Ir800mm，傳動軸外經d=500mm，圓角半徑為r=20mm，d=0.04，查表得：零件的尺寸系數0.56，傳動軸表面粗車的表面系數0.78，有效應力集中系數K=1.62，代入公式計算：查機械設計手冊，軋鋼機萬向接手傳動軸的安全系數一般取3，即S=3，故ST<S。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
杭州納泰科技咨詢有限公司
本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司m.xiangzuoxiangyou.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！