基于有限元的穿孔機(jī)主傳動軸扭矩監(jiān)測裝置設(shè)計及性能分析.pdf

1、目前國內(nèi)外在大型傳動軸扭矩測量方面的研究少之又少,為了彌補(bǔ)這方面的不足,本文以某無縫廠穿孔機(jī)主傳動軸為研究對象,自主設(shè)計了一套卡環(huán)式扭矩監(jiān)測裝置。
　　通過Workbench軟件對卡環(huán)和傳動軸進(jìn)行接觸分析,當(dāng)卡環(huán)上的螺栓承受最大的預(yù)緊力時,卡環(huán)不能夠很好的卡在軸上,為解此問題,在載體所對卡環(huán)的內(nèi)側(cè)加工兩個小卡槽,通過與傳動軸上兩個小凸臺通過過盈配合,實現(xiàn)傳動軸和卡環(huán)的不打滑。
　　扭矩監(jiān)測裝置應(yīng)該具備良好的各項性能,本文以W

2、orkbench軟件為工具,對傳動軸監(jiān)測裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化,最終得到了卡環(huán)的理想尺寸和結(jié)構(gòu),使卡環(huán)具有較高的靈敏度。
　　卡環(huán)應(yīng)該便捷的安裝在傳動軸上,因此對卡環(huán)做了相關(guān)結(jié)構(gòu)的改進(jìn),將卡環(huán)一端螺栓連接改進(jìn)為銷連接,另一端不做任何改變。本文以相關(guān)技術(shù)人員對某無縫廠穿孔機(jī)主傳動軸所測數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)支撐,將最終設(shè)計的卡環(huán)安裝在傳動軸的危險部位,通過有限元軟件進(jìn)行六組不同扭矩的靜力學(xué)分析,將得到的切應(yīng)變數(shù)據(jù)通過 MATLAB軟件進(jìn)行曲線擬合

3、,得到的擬合曲線為一條直線,證明了該卡環(huán)扭矩測量裝置線性度良好,而且得到了該裝置的靈敏度為0.5980με/KM·m。
　　對實測曲線截取一段波動劇烈的切應(yīng)變曲線,在Workbench動力學(xué)分析中加載近似曲線對應(yīng)的扭矩曲線,得到的切應(yīng)變曲線與實測切應(yīng)變曲線有相同的動態(tài)趨勢,說明有限元動力學(xué)分析結(jié)果所得曲線與實測曲線相吻合,證明了卡環(huán)良好的動態(tài)性能。通過動力學(xué)求解計算,得到了傳動軸的固有頻率為20.13Hz,卡環(huán)的固有頻率是26.8