鼓形销卷筒联轴器是起重机械上提升卷筒与减速机输出轴直接联接用的专用联轴器。采用这种联轴器,可以使卷筒结构上省去一个支承,更无需卷筒与减速机之间的一套开式齿轮传动机构。这样,使卷筒轴和减速机输出轴之间豹刚性联接变成了柔性联接,而且使减速机输出轴支承处的弯矩下降了,从而缩小了小车的总体尺寸,使结构更加紧凑、合理。这对改善起重机的技术性能,无疑是非常有利的。从这种联轴器的结构可知,由于联轴器的内外联接体采用了鼓形销联接,使卷筒轴与减速机轴之间具有一定的轴向位移,并允许有一定的相对偏斜,运动过程中可自动调心。虽然它本身不能适应径向位移,但只要在卷筒的另一端采用调心轴承,就可将径向位移转化成相对偏斜,从而实现径向位移的补偿。由此可见,采用鼓形销卷筒联轴器与采用齿轮联轴器相比,功能接近,而结构更加简单,制造也更加容易,具有明显的经济效益。近年来国外较先进的起重机械大都采用了鼓形销卷筒联轴器。这种联轴器在西德M.A.T工厂已形成了标准系列产品。我国正在消化吸收,目前尚未见到有关的设计资料。本研究试图对此联轴器的关键零件—鼓形销进行强度分析,为从事联轴器的设计和制造者提供参考。
从鼓形销卷筒联轴器的结构可以看出,鼓形销是联接内外联接休的重要零件。它不仅能传递载荷,同时也影响到整个联轴器的结构尺寸和功能。因此,分析鼓形销的强度条件对联轴器及其系列设计是非常重要的。下面根据不同工况对鼓形销的受力进行分析。当起重机尚未工作时,联轴器所受的仅是卷筒和吊具重量的作用。其受力情况相当于滚动轴承静止时的受力,鼓形销只承受径向力,当起重机吊着重物而卷筒尚未转动时,联轴器的受力应该主要考虑吊重的作用,鼓形销仍然是仅受径向力。
综合考虑自重和吊重的联合作用,联轴器所受的径向力为ir(N)。设该联轴器有2个鼓形销,参照、滚动轴承的压力分布。每个鼓形销所受的最大载荷为这时联轴器除了起支承作用外,同时还需传递扭矩,即鼓形销主剖面上所受的载荷除pr外,还要考虑扭矩T所引起的切向力口。考虑到载荷的分布情况,取Q的作用方向与水平方向之间的夹角为a,则考虑到起重机的启动、停车和起吊过程中由于变速产生惯性力等因索的影响,应将载荷Q当联轴器发生轴向相对位移时,仅内外联接体有轴向相对移动,内外联接体上的着力点虽有改变,但鼓形销的受力状态是不变的。当卷筒轴与减速机轴颈不同心时,联轴器的内外联接体之间将发生相对偏转,这时鼓形T也随之发生偏斜。因此,鼓形销所受载荷的方向也发生了相应的偏斜,产生了轴向分力。当这种轴向分力大于联接体与鼓形悄之间的摩擦力时,鼓形销将发生轴向滑动。
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