ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Температурное состояние и долговечность упругого диска из "Муфты с неметаллическими упругими элементами " Работа муфты в условиях действия переменного вращающего момента или компенсации радиальной несоосности и углового перекоса валов сопровождается повышением температуры резиновых дисков. Прогнозирование ресурса для заданных условий работы муфты, а также обработка результатов ресурсных испытаний с целью получения наиболее достоверных оценок должны вестись с учетом температурного фактора. При построении математической модели, описывающей температурное состояние резинового диска пальцевой муфты, принимались следующие основные допущения. [c.100] Наибольшую сложность здесь представляет учет теплоты, передаваемой от упругого диска через металлические пальцы к полумуфтам. Отводимая через пальцы теплота передается полумуфтам, с поверхности которых часть теплоты рассеивается в окружающую среду посредством конвективного теплообмена, а другая часть передается через полумуфты на валы и другие детали привода. Эти обстоятельства значительно усложняют задачу построения замкнутой термодинамической модели муфты. Необходимо также учитывать, что валы, на которых сидят полумуфты, в ряде случаев могут иметь температуру выше, чем полумуфты за счет нагрева от агрегатов, в состав которых они входят. В этом случае поток теплоты может идти от валов через полумуфты и металлические пальцы к упругому диску. Для определенности при исследовании температурного состояния будем полагать, что теплоотвод от полумуфты через вал отсутствует. Это условие выполняется при нагреве вала от внешних источников до температуры полумуфты. Так как с внешней и боковой поверхности диска отвод теплоты осуществляется за счет конвекции. Отвод теплоты через палец удобно задавать посредством некоторого приведенного коэффициента конвективной теплоотдачи Лпр, определение которого производится следующим образом. [c.101] Как показали расчеты, величина Лпр, найденная из условия (4.18), практически инвариантна по отношению к температуре Тс и зависит главным образом от размеров охлаждаемых поверхностей полумуфт и условий конвективного теплообмена. [c.101] Расчетная схема для определения температурного состояния диска представлена на рис. 4.22. [c.101] Для остальных элементов, аппроксимирующих зазор, коэффициент теплопроводности принимался равным коэффициенту теплопроводности воздуха. Для всех материалов полагалось, что их теплопроводность не зависит от температуры. Источники теплоты, обусловленные внутренним и внешним трением, равномерно распределялись по толщине диска. Такая расчетная схема позволяет достаточно точно учесть всю совокупность факторов, оказывающих влияние на температурное состояние диска. [c.102] В качестве примера реализации алгоритма рассмотрим решение температурной задачи для резинового диска с размерами 0=170 мм 0 = = 120 мм В = 40 мм п= 17 мм толщина 1 = 22 мм, число пальцев 2 = 6. Режим нагружения средний вращающий момент Тв = 80 Н м амплитудный момент Гва = 50 Н-м частота колебаний к = 1300 кол/мин частота вращения п = 0. Диск изготовлен из резины с коэффициентом теплопроводности Я = 0,457 Вт/(м-К) и коэффициентом демпфирования г = 0,31 модуль упругости Е = 9 МПа. Коэффициент трения в зоне контакта пальца с диском / = 0,6 коэффициент конвективности теплоотдачи с поверхности диска Н1 = к2 = кз = 9 Вт/(м -с) приведенный коэффициент конвективной теплоотдачи Нир = 87 Вт/(м -с). [c.102] Распределение температуры в теле диска, полученное расчетным путем, показано на рис. 4.23. Наибольшая температура имеет место в частях диска, примыкающих к краям зазора между пальцем и диском, а также на линии, соединяющей центры соседних пальцев. [c.103] Результаты расчета напряженно-деформированного и температурного состояния диска позволяют оценить его долговечность. Воспользуемся для этого уравнением (3.12), приняв в нем для деталей, работающих в условиях плоского напряженного состояния, 050 = О, ао — среднее значение первых главных напряжений, Оа — амплитудное значение первых главных напряжений. Расчетные зависимости долговечности резинового диска от величины амплитудного вращающего момента для трех значений среднего момента (Г = 60, 80 и 100 Н-м) приведены на рис. 4.24. Здесь же точками показаны данные ресурсных испытаний, полученные для среднего вращающего момента Гт = 80 Н-м. Совпадение результатов вполне удовлетворительное. [c.103] Необходимо отметить, что при определении температурного состояния упругого диска необходимо иметь достаточно точную информацию о фактическом коэффициенте конвективной теплоотдачи, коэффициенте демпфирования, коэффициенте трения в зоне контакта и т. д. Получение этой информации связано с большим объемом экспериментальных исследований. Вследствие этого расчет температурного состояния упругого диска, а также его долговечности целесообразно использовать прежде всего при сравнительной оценке различных конструктивных вариантов, работающих в одинаковых условиях, что позволяет на стадии проектирования определить наиболее рациональный вариант. [c.103] Вернуться к основной статье