DU型水平带式真空过滤机动力传动系统优化设计
发布时间：2020-11-20 00:19
设计计算出适用于DU型水平带式真空过滤机动力传动系统的凸缘联轴器传动方案。首先对凸缘联轴器进行以质量最小为目标的优化设计,初步设计出适用于过滤面积为30 m2的DU型水平带式真空过滤机的动力传动方案。然后,利用集中质量法求出系统的固有频率,并与减速器齿轮啮合频率校核,避免发生共振。最后,通过Solid Works建立3维模型,利用Simulation插件对联轴器进行疲劳分析,校核其使用寿命。工程实践表明,上述设计方案是可行的。
【部分图文】：
ks建立系统的3维模型，利用SolidWorksSimulation插件对关键零部件凸缘联轴器进行疲劳寿命分析，校核零部件疲劳寿命。本文可以为相关企业的产品设计提供一定的参考。1联轴器优化设计对于30m2的DU型过滤机动力传动系统，应该采用YB3160M－4三相异步防爆电动机。电机额定功率为11kW，额定转速为1473r/min。减速机采用TH4系列10号箱体，输出轴直径160mm，额定输出扭矩43kNm，考虑到电机不满转，取计算扭矩为35kNm。依据国家标准，应选择GY12凸缘联轴器［2］。1．1凸缘联轴器的计算凸缘联轴器结构如图1所示。DOI:10.13952/j.cnki.jofmdr.2018.0176
=－x2+24≤0(7)其中T=35000N·m，Z=6，d3=24mm，b=50mm，d=160mm，A=80mm，［τ1］=160MPa，［σjy］=320MPa，［τ2］=160MPa。依生产经验螺栓处取1．95倍安全系数，轮毂处取18倍安全系数。1．2．3目标函数及求解建立目标函数为minf(X)=4x21+(x1+4x2)2(8)利用MATLAB软件得到最优图解如图2所示▲图2最优解图解从图解可以得最优解取整为X=［x1，x2］=［260，30］。由此确定联轴器参数如图3所示。▲图3凸缘联轴器参数与国标相比，法兰盘外径由460mm减少为380mm，轮毂外径由320mm减少为260mm，优化后的联轴器质量减少第4期樊佳杰等:DU型水平带式真空过滤机动力传动系统优化设计591
Ｊ淙胫嵊胪乖?的键2简化为扭转刚度为k4的弹簧和阻尼系数为c4的阻尼，将输入轴简化为扭转刚度为k5的弹簧和阻尼系数为c5的阻尼。作用在圆盘1和圆盘2上的激振力矩为M1(t)和M2(t)。某瞬时圆盘1的转角为θ1，圆盘2转角为θ2。弹簧k1和k2可以等效为扭转刚度为k6的弹簧，阻尼c1和c2等效为阻尼系数为c6的阻尼。则1k6=1k1+1k2，k6=k1k2k1+k2。同理，有k7=6k3，k8=k4k5k4+k5。得到如图4所示凸缘联轴器传动系统等效扭转力学模型。▲图4动力传动系统等效扭转力学模型2．2扭转刚度及转动惯量减速机输出轴和DU型过滤机主动轴都是带键槽的实心轴，依据文献［8－9］可知其扭转刚度计算公式为k=GKD48(9)式中:G为材料剪切弹性模量，D为轴的直径，K为力矩系数。现轴的b/r=0．166，利用插值法得到轴的力矩系数为0．85。故而有k1=k5=5．6×109N·m/rad。对于键1和键2，根据矩形杆件扭转刚度公式［10］求得k2=k4=7．4×104N·m/rad。因此，得到k6=k8=7．4×106N·m/rad。对于螺栓1－6，有k3=2．6×106N·m/rad，所以k7=6k3=15．6×106N·m/rad。将凸缘1的转动惯量视为以下单元体的串联［11］，如图5，有J1=J11－J12+J13－6J142(10)▲图5凸缘转动惯量串联图根据转动惯量计算公式得到J1=J2=1．091kg·m2。2．3系统固有频率以凸缘1和凸缘2为分离体，根据D’Alembert’sPrinci-ple，作用在每个分离体上的所有力矩之和必定为0，则凸缘的扭转振动微分方程?
【相似文献】
本文编号：2890650
【部分图文】：
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=－x2+24≤0(7)其中T=35000N·m，Z=6，d3=24mm，b=50mm，d=160mm，A=80mm，［τ1］=160MPa，［σjy］=320MPa，［τ2］=160MPa。依生产经验螺栓处取1．95倍安全系数，轮毂处取18倍安全系数。1．2．3目标函数及求解建立目标函数为minf(X)=4x21+(x1+4x2)2(8)利用MATLAB软件得到最优图解如图2所示▲图2最优解图解从图解可以得最优解取整为X=［x1，x2］=［260，30］。由此确定联轴器参数如图3所示。▲图3凸缘联轴器参数与国标相比，法兰盘外径由460mm减少为380mm，轮毂外径由320mm减少为260mm，优化后的联轴器质量减少第4期樊佳杰等:DU型水平带式真空过滤机动力传动系统优化设计591
Ｊ淙胫嵊胪乖?的键2简化为扭转刚度为k4的弹簧和阻尼系数为c4的阻尼，将输入轴简化为扭转刚度为k5的弹簧和阻尼系数为c5的阻尼。作用在圆盘1和圆盘2上的激振力矩为M1(t)和M2(t)。某瞬时圆盘1的转角为θ1，圆盘2转角为θ2。弹簧k1和k2可以等效为扭转刚度为k6的弹簧，阻尼c1和c2等效为阻尼系数为c6的阻尼。则1k6=1k1+1k2，k6=k1k2k1+k2。同理，有k7=6k3，k8=k4k5k4+k5。得到如图4所示凸缘联轴器传动系统等效扭转力学模型。▲图4动力传动系统等效扭转力学模型2．2扭转刚度及转动惯量减速机输出轴和DU型过滤机主动轴都是带键槽的实心轴，依据文献［8－9］可知其扭转刚度计算公式为k=GKD48(9)式中:G为材料剪切弹性模量，D为轴的直径，K为力矩系数。现轴的b/r=0．166，利用插值法得到轴的力矩系数为0．85。故而有k1=k5=5．6×109N·m/rad。对于键1和键2，根据矩形杆件扭转刚度公式［10］求得k2=k4=7．4×104N·m/rad。因此，得到k6=k8=7．4×106N·m/rad。对于螺栓1－6，有k3=2．6×106N·m/rad，所以k7=6k3=15．6×106N·m/rad。将凸缘1的转动惯量视为以下单元体的串联［11］，如图5，有J1=J11－J12+J13－6J142(10)▲图5凸缘转动惯量串联图根据转动惯量计算公式得到J1=J2=1．091kg·m2。2．3系统固有频率以凸缘1和凸缘2为分离体，根据D’Alembert’sPrinci-ple，作用在每个分离体上的所有力矩之和必定为0，则凸缘的扭转振动微分方程?
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本文编号：2890650
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