高彈性聯軸器橡膠彈性元件軸向力仿真分析

高彈性橡膠聯軸器是常用的動力傳動元部件,主要用于以柴油機為動力的傳動軸系中,起到減小軸系扭轉振動的危害,補償軸系的位移的作用。在實際應用中,如果對高彈性聯軸器的軸向位移補償設計考慮不周,橡膠彈性元件扭轉變形產生的軸向力常常會造成傳動軸系中承受推力軸承的磨損。高彈性聯軸器橡膠彈性元件為橡膠與鋼板通過硫化粘合在一起的三明治結構,左右分別為鋼質直法蘭和斜法蘭,中間部分為橡膠。當橡膠彈性元件承受轉矩作用時,橡膠在軸向有伸長的趨勢,若左右法蘭軸向位置被約束住,將會在軸向產生很大的軸向力，會造成軸系中的軸承或其它部件造成速度適宜磨損或者其它形式的破壞。因此,在高彈性聯軸器的設計過程中,如果采取軸向位移補償措施,當軸向位移補償裝置的能力大于11.92mm,并且補償裝置軸向彈性足夠好,也就是軸向剛度很小時,則可以效果優良避免由于橡膠彈性元件受扭時所產生的軸向力產生的危害。

通過采用軟件對橡膠彈性元件的軸向力進行仿真分析,可深受如下結論:(1)利用軟件對橡膠彈性元件進行分析,可以準確地反映橡膠彈性元件在轉矩作用下的軸向力和軸向位移情況。(2)通過仿真分析可以計算出其較大軸向變形,計算的結果可用于指導軸向位移補償裝置的設計,以優良地避免由于橡膠彈性元件受扭轉作用時其軸向力產生的危害。故本文采用的仿真計算方法對高彈性聯軸器的設計有確定的指導意義。(3)仿真分析軸向力和經典理論計算出的軸向力相對誤差為7.5,這主要是由于橡膠的性能易受溫度、加載速率等因素影響,以及橡膠小樣試驗深受的方程系數值與實際扭轉的橡膠彈性元件存在確定差異引起的。根據兩種不同方法對橡膠彈性元件軸向力計算的結果進行分析,可以認為采用軟件進行仿真計算,可以較好地符合采用經典理論計算的結果。仿真分析若要準確地模擬實際情況,還需進行大量的橡膠小樣試驗數據支撐及橡膠彈性元件試驗驗證。