Sem kjarnaflutningsíhlutur hefur aðalás mulningar-sérstaklega, álagsdreifing þess-bein áhrif á endingartíma búnaðarins og rekstrarstöðugleika. Þessi grein rannsakar álagsdreifingarmynstur aðalás mulningsvélarinnar með samsettri nálgun sem felur í sér fræðilega greiningu, tölulega uppgerð og tilraunasannprófun, sem gefur þannig viðmiðunargrundvöll fyrir hagræðingu hönnunar og öryggismats.
1. Fræðilegur grunnur fyrir álagsdreifingu aðalás
Við notkun verður aðalskaftið fyrir flóknu álagi, þar með talið snúningskrafta, beygjukrafta og höggkrafta. Samkvæmt meginreglum vélfræði efna er streitudreifing fyrst og fremst undir áhrifum af eftirfarandi þáttum:
(1) Efniseiginleikar: Teygjustuðullinn, hlutfall Poissons og ávöxtunarstyrkur ákvarða viðnám aðalskaftsins gegn aflögun.
(2) Geometrísk uppbygging: Eiginleikar eins og breytileiki í þvermál skafts, lyklarásum og umbreytingarflökum geta leitt til staðbundinnar streitustyrks.
(3) Álagseinkenni: Reglubundið höggálag getur valdið víxlálagi og þar með flýtt fyrir þreytuskemmdum.
2. Númerical Simulation Methodology
Finite Element Analysis (FEA) hugbúnaður var notaður til að smíða þrívíddarlíkan af aðalskaftinu; mörkaskilyrðin voru sett með vandlega athugun á raunverulegum rekstrarskilyrðum:
(1) Takmarkanir: Föstum skorðum var beitt á burðarstaði.
(2) Álagsbeiting: Nafnasnúið tog var beitt á drifendanum, á meðan jafngildum mulningsviðbragðskrafti var beitt á mulningshólfsendanum.
(3) Myndun möskva: Staðbundin möskvafíngun var beitt á svæði sem eru viðkvæm fyrir álagsstyrk til að tryggja nákvæmni reikni.
Niðurstöður eftirlíkingarinnar leiddu í ljós að hámarksspenna á sér stað við rót lykilbrautar og við skiptingu á milli öxl skaftsins og skaftsbolsins; umfang þessarar streitu getur náð 60% til 70% af flæðistyrk efnisins.
3. Tilraunaprófunarkerfi
Til að sannreyna áreiðanleika uppgerðniðurstaðna var eftirfarandi tilraunaaðferð hannað:
(1) Staðsetning álagsmælis: Þríása álagsrósettur voru festar á lykilstaði á yfirborði aðalskaftsins.
(2) Álagsprófun: Snúningsskynjari var notaður til að fylgjast með raunverulegu vinnslutogi og halda mæliskekkjunni innan ±5%.
(3) Gagnaöflun: Kvikur álagsmælir var notaður til að skrá álagsbreytingarkúrfurnar við mismunandi snúningshraða.
Samanburður á tilraunagögnum við hermi niðurstöður sýndi að misræmi á streitustyrkssvæðum var minna en 8%, og sannreyndi þar með nákvæmni líkansins.
4. Álagshagræðingarráðstafanir
Á grundvelli rannsóknarniðurstaðna er lagt til eftirfarandi úrbótakerfi:
(1) Hagræðing burðarvirkis: Skiptu um rétta-skaftaöxlina út fyrir ávöl flakaskipti, með radíus sem er ekki minni en 20% af þvermál skaftsins.
(2) Endurbætur á ferli: Berið rúllubrúnun á botn lykilbrautarinnar til að auka þrýstiálag sem eftir er af yfirborði.
(3) Efnisuppfærsla: Veldu há-blendi stál með flæðistyrk yfir 800 MPa.
Eftir-innleiðingarprófun benti til þess að hámarksálagsgildið væri lækkað um u.þ.b. 15% og áætlaður þreytuþol jókst um 30%.
5. Viðhaldsráðleggingar
Til að lengja endingartíma aðalskaftsins er mælt með eftirfarandi ráðstöfunum:
(1) Reglubundin skoðun: Framkvæmdu segulmagnaðir agnaprófanir á 2.000 klukkustunda fresti.
(2) Smurstjórnun: Haltu réttri smurningu á leguhúsinu til að lágmarka viðbótarbeygjuálag.
(3) Álagseftirlit: Settu upp titringsvöktunarkerfi á netinu til að greina óeðlilegt álag tímanlega.
Niðurstaða:
Þessi rannsókn greindi kerfisbundið spennudreifingareiginleika aðalskafts mulningsvélar. Með því að sameina tölulega eftirlíkingu og sannprófun tilrauna voru mikilvægu streituþéttnisvæðin greinilega auðkennd. Fyrirhuguð hagræðingarkerfi bæta á áhrifaríkan hátt streitudreifingarástandið og veita tæknilega viðmiðun fyrir hönnunarbætur á svipuðum búnaði. Framtíðarrannsóknir gætu rannsakað frekar tengiáhrifin milli hitastigssviðs og streitusviðs.
