高速旋轉聯軸器的強度問題

   在建設高溫氣冷堆氦氣透平發電項目過程中，能 量轉換單元一般使用聯軸器，其作用在于將齒輪箱與氦氣透平實施連接。高速聯軸器在實際使用過程中，一般是將兩個傳動部件連接在一起，彌補系統中存在的結構形變和偏差等行為，實現部件間的動力工藝與運轉。高速旋轉聯軸器主要是連接氦氣透平的減速箱及輸出端的一種高速的軸端。基于聯軸器的設計需求，設備運行過程中，兩個傳動部件間能夠良好運轉，之后需要讓這一連接過程存在優良性。在選擇聯軸器材料過程中，首先需確認相關設備在使用時不會因材料的材質問題而運作失效。在此過程中，聯軸器將承擔起聯接時產生的嚴重載荷，以離心力與扭矩為主，尤其當設備在處于高速運轉狀態時，會使離心力的占比優良更加。高速聯軸器在制作過程中選擇膜片式聯軸器。而膜片式聯軸器從構成上來看，其減速箱的高速軸端與聯軸器的較左端相連，而右端則與中間段相連。膜片式聯軸器自身構成較大外徑大小為249mm；當這一裝置處于高速運作狀態時，半聯軸器右端會隨之產生有力的的離心應力。輸出軸將直接連接高速旋轉聯軸，高速旋轉聯軸的上半部分直接連接減速箱位置；由于透平機械對熱功率轉換效率的影響，需要保護透平機額定轉速，即不能過高也不能過低，因此本文使用的轉速為15000r/min；若透平機處于超 速狀態，對應的轉速則是18000r/min。針對其運作過程，筆者分析高度旋轉聯軸器的強度，了解何種材料能促使設備正常運作。此結構中低速旋轉聯軸不僅與減速箱的上半部分連接在一起，還連接發動機。因為聯軸器對應轉速相對高，同時外徑已達到249mm，線速度也較高，所以應針對當前聯軸器承受到的強度值展開分析研究，進而保護聯軸器在高速環境中也可使用。

　高速旋轉聯軸器三維模型建立三維模型的建立，從本質上而言是借助計算機技術，將預期設計圖紙的裝置或零件在模擬狀態下形成，便于前期研究或實施對應操作。基于本次研究中的半聯軸器實際設計圖紙，開始需將半聯軸器模型設計構建與三維設計軟件中，同時設計模型需要將螺栓加入其中，在軟件裝配設計平臺的幫助下，實現聯軸器的裝配。這一過程中使用三維設計軟件。隨后需要在裝配圖中加入螺母與螺栓，較終深受裝配完好的聯軸器模型。對于聯軸器單元而言，正常情況下會使用四面體單元，同時這一單元的大小為5mm，而螺母與螺栓的單元大小則為1.5mm。所以，在互聯網技術的協助下，可有 效使用軟件，借助這一軟件中的自動劃分工具，自動化生成三維實體模型有限元網格。此外在上述基礎上，針對模型中所有設計零件，給予其旋轉加速度18000r/min。對聯軸器兩端裝置實施約束性固定，使零件實現三個轉動及三個平動自由度。此外確認聯軸器兩個端面處于接觸性約束狀態。而基于設計圖紙進行數據計算時，可以將所有材料的相關數據以鋼材為標準進行計算，其中彈性模量小為2×1011N/m2，同時其泊松比為0.266。此外在整個計算過程中，因此結合軟件借口實現。而計算的核心內容及方式仍然以軟件為主，這一計算方式目前通過多方機構實施嚴密考核，而作為一種被大眾認可的商業程序，較終得出的結果也就與實際現狀存在及大的相似性，因此具備可接受性。