ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Температурное состояние и долговечность торообразной оболочки из "Муфты с неметаллическими упругими элементами " Саморазогрев резиновой торообразной оболочки происходит при работе муфты в условиях действия переменного вращающего момента (Г ва) ) а также при компенсации радиального и углового смещении (Дг и у) соединяемых валов. Частота вынужденных крутильных колебаний может не совпадать с частотой вращения муфты, поэтому при определении функции источников теплообразования в зависимости (1.54) под UJ в данном случае следует понимать частоту нагружения переменным вращающим моментом. При компенсации смещений валов частота циклического деформирования резиновой оболочки совпадает с частотой вращения муфты. [c.118] Проведенные исследования как теоретические, так и экспериментальные показывают, что время выхода муфты на стационарный температурный режим в широком диапазоне изменения эксплуатационных параметров значительно меньше ресурса муфты для тех же условий работы. Это позволяет при исследовании температурного состояния ограничиться рассмотрением лишь стационарных температурных полей. Теплофизические константы резины при этом принимаются не зависящими от достигнутого уровня температуры. [c.118] Расчетное поле температуры по сечению торообразной оболочки при нагружении переменным вращающим моментом Т ва = 50 Н-м с угловой скоростью о)=150 рад/с показано на рис. 5.15, а. Частота вращения муфты в расчетах принималась равной частоте переменного вращающего момента. Результаты решения тепловой задачи показывают, что максимальная температура имеет 0 = 45°. Ресурсные испытания торообразных оболочек в условиях действия переменного вращающего момента и при режимах нагружения, когда действие температурного фактора на ресурс оказывалось превалирующим, показали, что в подавляющем большинстве случаев разрушение резиновых элементов (зарождение макротрещины и выход ее на поверхность) происходило как раз в зоне действия максимальных температур, а не максимальных напряжений. [c.120] Для проверки расчетной модели производилось сопоставление данных расчета и эксперимента. Испытания муфты производились на специальном стенде, позволяющем осуществлять нагружение муфты постоянным и переменным вращающим моментом. Поскольку конструкция испытательного стенда не позволяла проводить испытания при вращении муфты, условия конвективного теплообмена с наружной поверхности создавались обдувом муфты с помощью специальной крыльчатки, приводимой во вращение от отдельного привода. Измерение температуры производилось с помощью хромель-копелевых термопар и электронного потенциометра ПСР-1. Внедрение термопар в резиновый упругий элемент осуществлялось путем прокалывания резины полой иглой, внутрь которой закладывалась термопара. После прокалывания резинового элемента игла извлекалась из отверстия, а термопара оставалась в теле упругого элемента. Результаты эксперимента показывают в целом удовлетворительное совпадение расчетных и опытных данных. Совершенствование методики экспериментальных исследований может иметь целью разработку более точных методов определения коэффициента относительного рассеяния энергии ф, коэффициента конвективной теплоотдачи /г и теплофизических параметров резины. [c.120] В другой частной задаче исследовалась та же торообразная оболочка при работе муфты в условиях компенсации углового смещения 7 = 0,07 рад. Поле температур, соответствующее угловой скорости муфты (0 = 150 рад/с, показано на рис. 5.15,6. Максимальная температура в этом случае имеет место на внутренней поверхности оболочки в плоскости экваториального сечения (0 = л/2). Разрушение упругих резиновых оболочек при их ресурсных испытаниях в условиях угловых перекосов и на режимах, обеспечивающих большие температуры диссипативного саморазогрева, наблюдается также в зоне действия наибольших температур — по плоскости экваториального сечения. Расхождение между опытными и расчетными данными по установившейся температуре в основном соответствовало погрешности замера температуры оболочки контактной термопарой во время кратковременной остановки стенда и погрешности экспериментального определения коэффициента демпфирования (по фазовой картине колебательного процесса на экране осциллографа). [c.120] На рис. 5.16,6 приведены опытные и расчетные данные по установившейся температуре оболочки от углового смещения при о)= 150 рад/с. Расчетные зависимости для оболочки с увеличенной и уменьшенной толщиной показывают, что при компенсации смещений толщина оболочки в большей степени влияет на величину максимальной установившейся температуры, чем при действии переменного вращающего момента. [c.121] При увеличении толщины оболочки температура здесь резко возрастает. Такие результаты объясняются тем, что с увеличением толщины оболочки напряжения от действия вращающего момента, а следовательно, и диссипативное теплообразование уменьшаются, а от смещений (углового или радиального) — увеличиваются. На рис. 5.17 показаны расчетные зависимости первых главных напряжений в торообразной оболочке от ее толщины при действии вращающего момента Гв = 50 Н-м и компенсации углового смещения 7 = 0,07 рад, полученные для опасной точки решением соответствующих упругих задач. [c.121] СТОЯНИЙ торообразной оболочки, рассмотренная выше, позволяет выбрать размеры оболочки и ее геометрические параметры такими, при которых обеспечивается наименьший уровень напряжений или наибольшая долговечность упругого элемента. Решение такой задачи для всей совокупности эксплуатационных факторов и во всем диапазоне их изменения представляется чрезвычайно трудоемким. Поэтому для иллюстрации возможностей разработанного программного комплекса ниже приводится решение частной задачи, связанной с оценкой долговечности муфты с резиновой торообразной оболочкой, работающей в условиях компенсации углового перекоса. На рис. 5.18 представлена расчетная зависимость g/ = f (у) для муфты с наружным диаметром /) = 0,25 м и угловой скоростью со=150 рад/с. Здесь же приведена расчетная зависимость наибольшей установившейся температуры резиновой оболочки от углового перекоса. Температура среды в расчетах принималась 20 °С. Из приведенных результатов, в частности, следует, что компенсационная способность муфт с торообразной оболочкой по сравнению с муфтами других типов довольно высока. Можно также отметить, что расчеты долговечности резиновой оболочки, выполненные по методике, изложенной в гл. 3, приводят к конечным значениям долговечности при уменьшении перекоса 7 вплоть до нуля. [c.122] Вернуться к основной статье