彈性聯(lián)軸器是驅(qū)動(dòng)裝置的決定性因素
2019-7-17 13:11:02??????點(diǎn)擊:
彈性聯(lián)軸器是連接兩軸或軸和旋轉(zhuǎn)件,在傳送運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力過(guò)程中一起旋轉(zhuǎn)而不松掉的一種設(shè)備。除此之外,彈性聯(lián)軸器還能具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移、緩存和減震以及安全防護(hù)功能。
依照聯(lián)軸器的性能分類,聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器或稱之為移動(dòng)式聯(lián)軸器,這種聯(lián)軸器雖然不具有補(bǔ)償功能,但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、不用維護(hù)、低成本等特點(diǎn);撓性聯(lián)軸器中又分為無(wú)彈性撓性聯(lián)軸器和帶彈性元件撓性聯(lián)軸器,前類別只具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移的能力,后類別除具有補(bǔ)償性能外,還具有緩存和減震作用,但在傳送轉(zhuǎn)距的能力上,因受彈性元件的抗壓強(qiáng)度限制,一般不如無(wú)彈性元件聯(lián)軸器。
彈性聯(lián)軸器是摩托驅(qū)動(dòng)設(shè)備的核心部件,隨著鐵路線機(jī)車車輛運(yùn)作速度的提升,對(duì)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及性能提出了高的要求。自20世紀(jì)六七十年代中后期至今,上摩托高鐵的運(yùn)作速度大大提高,主干線貨運(yùn)物流摩托的結(jié)構(gòu)速度為120~165公里/h,主干線貨物運(yùn)輸摩托的結(jié)構(gòu)速度為165-350公里/h,髙速高鐵列車的結(jié)構(gòu)速度為200-300公里/h,某些型號(hào)規(guī)格高鐵己達(dá)300公里/h。為滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),摩托高鐵的輸出功率也不斷增大。三相電異步交流電動(dòng)機(jī)在摩托上的應(yīng)用取得成功,使每臺(tái)牽引帶電機(jī)的輸出功率由800-800kW增大到1500~1800kW。單電機(jī)轉(zhuǎn)向架面世后,組合傳動(dòng)系統(tǒng)的牽引帶電機(jī),其輸出功率就變大,如荷蘭CC21000型電力機(jī)車,其牽引帶電機(jī)的小時(shí)功率達(dá)3000kW。可見,齒輪傳動(dòng)為融入摩托高鐵的需要朝向髙速、功率發(fā)展成為必定的發(fā)展趨勢(shì)。
近些年,我國(guó)城市軌道發(fā)展快速,加速了機(jī)車車輛技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)鐵路客運(yùn)己實(shí)現(xiàn)五次大提速,車速165公里/h以上的線路延伸里程數(shù)達(dá)到2.7萬(wàn)多公里,車速200公里/h以上的線路延伸里程數(shù)達(dá)6003千米。重載運(yùn)送得到德智體美勞,大秦線路大量投運(yùn)1萬(wàn)噸級(jí)和2萬(wàn)噸級(jí)重載組合火車,將實(shí)現(xiàn)年運(yùn)量3.0億立方米。
從而可以看得出,隨著鐵路線朝著髙速,重載的方向全力推動(dòng),功率摩托驅(qū)動(dòng)技術(shù)是摩托轉(zhuǎn)向架研究的重點(diǎn)之一,努力實(shí)現(xiàn)鐵路線發(fā)展的需要,摩托驅(qū)動(dòng)設(shè)備 滿足轉(zhuǎn)數(shù)、大扭距、功率的性能要求,并且核心部件聯(lián)軸器是驅(qū)動(dòng)設(shè)備的根本性因素,也是設(shè)計(jì)的難題。
在功率摩托的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,聯(lián)軸器將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩傳送給主動(dòng)傳動(dòng)齒輪。聯(lián)軸器與主動(dòng)齒輪軸之間借助端齒傳送扭矩。在髙速、重載功率的負(fù)荷下,對(duì)聯(lián)軸器提出了高的要求。要求聯(lián)軸器在及其有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)行和大扭距的傳送。
為了解決上述問(wèn)題,現(xiàn)代交流功率摩托的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛采用將電機(jī)和減速箱生成的整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其聯(lián)軸器采用脈沖阻尼器式彈性聯(lián)軸器,如HXD1B,HXD3B等摩托。聯(lián)軸器的端齒齒形分布通常采用三種方式:十字型端齒,軸向端齒,弧形端齒,三種方式的齒形橫斷面均為梯型。
在當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,弧形端齒主要有兩種形式,一種是每對(duì)齒合的弧形端齒盤分為凸齒元器件和凹齒元器件,另一種弧形端齒是各弧形端齒沿軸向方向齒廓線的方向相同。后一種圓潤(rùn)端齒相對(duì)于前一種,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便等優(yōu)點(diǎn),可以采用成型杯形沙輪片一次同時(shí)加工兩鄰近齒面,能夠很大的提升弧形端齒的制造加工效率。
弧形端齒相對(duì)于其它幾類齒形內(nèi)孔,則主要具有以下優(yōu)點(diǎn):
高剛度,當(dāng)齒與齒齒合時(shí),傳動(dòng)齒輪間表面是相當(dāng)勻稱持續(xù)的,而且齒盤有多少傳動(dòng)齒輪便有多少對(duì)齒表面,接觸面積大,因此齒盤就能承擔(dān)較高的荷載而具有很高的剛度。
自動(dòng)對(duì)心,由于內(nèi)孔弧齒盤的傳動(dòng)齒輪齒形由性格外向內(nèi)緣其傾斜度勻稱變小,且傳動(dòng)齒輪以端齒盤的中心軸對(duì)稱。在各齒離心力的作用下,兩邊齒盤實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)心。
除此之外,弧形端齒彈性聯(lián)軸器較前兩種齒形具有結(jié)構(gòu)緊湊、齒合高精度、傳送扭矩大,并有利于設(shè)計(jì)、制造、安裝等一連串優(yōu)點(diǎn)。
因此,弧形端齒彈性聯(lián)軸器應(yīng)用于我國(guó)引入的和諧號(hào)功率摩托轉(zhuǎn)向架的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。為有效地消化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中圓弧狀端齒彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),需進(jìn)行深入分析其設(shè)計(jì)原理和生產(chǎn)技術(shù)。
依照聯(lián)軸器的性能分類,聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器或稱之為移動(dòng)式聯(lián)軸器,這種聯(lián)軸器雖然不具有補(bǔ)償功能,但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、不用維護(hù)、低成本等特點(diǎn);撓性聯(lián)軸器中又分為無(wú)彈性撓性聯(lián)軸器和帶彈性元件撓性聯(lián)軸器,前類別只具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移的能力,后類別除具有補(bǔ)償性能外,還具有緩存和減震作用,但在傳送轉(zhuǎn)距的能力上,因受彈性元件的抗壓強(qiáng)度限制,一般不如無(wú)彈性元件聯(lián)軸器。
彈性聯(lián)軸器是摩托驅(qū)動(dòng)設(shè)備的核心部件,隨著鐵路線機(jī)車車輛運(yùn)作速度的提升,對(duì)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及性能提出了高的要求。自20世紀(jì)六七十年代中后期至今,上摩托高鐵的運(yùn)作速度大大提高,主干線貨運(yùn)物流摩托的結(jié)構(gòu)速度為120~165公里/h,主干線貨物運(yùn)輸摩托的結(jié)構(gòu)速度為165-350公里/h,髙速高鐵列車的結(jié)構(gòu)速度為200-300公里/h,某些型號(hào)規(guī)格高鐵己達(dá)300公里/h。為滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),摩托高鐵的輸出功率也不斷增大。三相電異步交流電動(dòng)機(jī)在摩托上的應(yīng)用取得成功,使每臺(tái)牽引帶電機(jī)的輸出功率由800-800kW增大到1500~1800kW。單電機(jī)轉(zhuǎn)向架面世后,組合傳動(dòng)系統(tǒng)的牽引帶電機(jī),其輸出功率就變大,如荷蘭CC21000型電力機(jī)車,其牽引帶電機(jī)的小時(shí)功率達(dá)3000kW。可見,齒輪傳動(dòng)為融入摩托高鐵的需要朝向髙速、功率發(fā)展成為必定的發(fā)展趨勢(shì)。
近些年,我國(guó)城市軌道發(fā)展快速,加速了機(jī)車車輛技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)鐵路客運(yùn)己實(shí)現(xiàn)五次大提速,車速165公里/h以上的線路延伸里程數(shù)達(dá)到2.7萬(wàn)多公里,車速200公里/h以上的線路延伸里程數(shù)達(dá)6003千米。重載運(yùn)送得到德智體美勞,大秦線路大量投運(yùn)1萬(wàn)噸級(jí)和2萬(wàn)噸級(jí)重載組合火車,將實(shí)現(xiàn)年運(yùn)量3.0億立方米。
從而可以看得出,隨著鐵路線朝著髙速,重載的方向全力推動(dòng),功率摩托驅(qū)動(dòng)技術(shù)是摩托轉(zhuǎn)向架研究的重點(diǎn)之一,努力實(shí)現(xiàn)鐵路線發(fā)展的需要,摩托驅(qū)動(dòng)設(shè)備 滿足轉(zhuǎn)數(shù)、大扭距、功率的性能要求,并且核心部件聯(lián)軸器是驅(qū)動(dòng)設(shè)備的根本性因素,也是設(shè)計(jì)的難題。
在功率摩托的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,聯(lián)軸器將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩傳送給主動(dòng)傳動(dòng)齒輪。聯(lián)軸器與主動(dòng)齒輪軸之間借助端齒傳送扭矩。在髙速、重載功率的負(fù)荷下,對(duì)聯(lián)軸器提出了高的要求。要求聯(lián)軸器在及其有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)行和大扭距的傳送。
為了解決上述問(wèn)題,現(xiàn)代交流功率摩托的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛采用將電機(jī)和減速箱生成的整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其聯(lián)軸器采用脈沖阻尼器式彈性聯(lián)軸器,如HXD1B,HXD3B等摩托。聯(lián)軸器的端齒齒形分布通常采用三種方式:十字型端齒,軸向端齒,弧形端齒,三種方式的齒形橫斷面均為梯型。
在當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,弧形端齒主要有兩種形式,一種是每對(duì)齒合的弧形端齒盤分為凸齒元器件和凹齒元器件,另一種弧形端齒是各弧形端齒沿軸向方向齒廓線的方向相同。后一種圓潤(rùn)端齒相對(duì)于前一種,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便等優(yōu)點(diǎn),可以采用成型杯形沙輪片一次同時(shí)加工兩鄰近齒面,能夠很大的提升弧形端齒的制造加工效率。
弧形端齒相對(duì)于其它幾類齒形內(nèi)孔,則主要具有以下優(yōu)點(diǎn):
高剛度,當(dāng)齒與齒齒合時(shí),傳動(dòng)齒輪間表面是相當(dāng)勻稱持續(xù)的,而且齒盤有多少傳動(dòng)齒輪便有多少對(duì)齒表面,接觸面積大,因此齒盤就能承擔(dān)較高的荷載而具有很高的剛度。
自動(dòng)對(duì)心,由于內(nèi)孔弧齒盤的傳動(dòng)齒輪齒形由性格外向內(nèi)緣其傾斜度勻稱變小,且傳動(dòng)齒輪以端齒盤的中心軸對(duì)稱。在各齒離心力的作用下,兩邊齒盤實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)心。
除此之外,弧形端齒彈性聯(lián)軸器較前兩種齒形具有結(jié)構(gòu)緊湊、齒合高精度、傳送扭矩大,并有利于設(shè)計(jì)、制造、安裝等一連串優(yōu)點(diǎn)。
因此,弧形端齒彈性聯(lián)軸器應(yīng)用于我國(guó)引入的和諧號(hào)功率摩托轉(zhuǎn)向架的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。為有效地消化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中圓弧狀端齒彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),需進(jìn)行深入分析其設(shè)計(jì)原理和生產(chǎn)技術(shù)。
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