基于Archard模型的螺杆钻具十字万向轴啮合面磨损规律研究

十字万向轴对于螺杆钻具的扭矩与转速传递具有重要作用,然而十字万向轴的运动磨损使得传递效率大大降低。为探究十字万向轴啮合面的运动规律与防磨合金块的磨损规律,建立十字万向轴多体运动和合金块体积磨损量计算的联合仿真物理模型;依据赫兹接触理论和Archard磨损理论对仿真模型的接触边界条件进行设定,对磨损条件进行定义,研究共轭运动副啮合面之间的运动规律与接触力的变化规律;以多体运动仿真求解所得啮合面的运动路径和接触力峰值作为防磨合金块磨损分析的边界条件,研究不同结构形态对防磨合金块体积磨损量的影响规律。结果表明:当运动啮合稳定后,啮合面会产生沿着切向与轴向的合成方向做往复滑动摩擦运动,接触力呈现周期性波动规律;接触面不同结构形态与关键结构参数对合金块的磨损量有显著影响,采用凹双斜面结构可有效提升合金块的耐磨性。该研究可以为十字万向轴的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。

螺杆钻具十字万向轴运动副球面磨损规律

螺杆钻具十字万向轴是传递扭矩和转速的关键结构,其运动副中锁紧轴与球座之间产生相对滑动而导致本体结构加速磨损,显著降低了万向轴的使用寿命。为研究锁紧轴与球座的圆弧面半径对滑动磨损的影响规律,建立多种圆弧面半径的三维磨损仿真物理模型;基于赫兹接触理论和Archard磨损理论研究不同半径条件下的体积磨损量、最大变形量、最大滑移距离和最大穿透深度的变化规律;借助现场试验进一步研究非密封十字万向轴的锁紧轴和球座之间滑动磨损后所呈现的结构形态和易磨损区域分布。结果表明:在一定范围内,随着圆弧面半径逐渐增大,体积磨损量呈现先减小后增加的趋势,最大滑移距离和最大穿透深度逐渐减小,最大变形量受圆弧面半径的影响较小,推荐最优半径为28~30 mm。仿真分析和现场试验结果表明,锁紧轴和球座侧滑会导致锁紧轴圆弧凸面沿圆周方向出现明显的磨损且边沿处出现“尖角”,球座圆弧凹面边沿厚度减小,形成环形凹槽且呈“卷曲变形”。该研究可以为十字万向轴的运动副的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。

基于约束方程的十字万向轴扭转振动计算模型

万向轴传动由于附加力矩会对传动系统产生强迫振动,为了避开传动系统扭转共振,需要对万向轴传动系统进行计算分析,合理选取结构参数。利用约束方程表示万向铰传动特点,并用有限单元法建立双万向轴扭转振动动力学模型,通过数值仿真得到万向轴传动系统扭转振动数值解。计算结果表明:模型能够计算万向轴附加力矩引起的强迫振动,可用于万向轴传动系统扭转振动分析。

十字万向轴多体动力学仿真与啮合面磨损机理

目前对非密封式十字万向轴所产生的运动磨损机理研究较少。为此,建立了十字万向轴多体动力学仿真物理模型,研究了中间轴与上接头、下接头共轭运动副之间的运动规律及其啮合面之间接触力和摩擦力的变化规律,对比分析了现场测试与理论计算的结果。分析结果表明:工作时,十字万向轴啮合面之间先产生法向碰撞后达到相对稳定的啮合状态,再沿着轴向与切向的合成方向形成周期性往复滑动摩擦,并最终使其端面与侧面出现严重磨损;接触力与摩擦力在啮合面产生碰撞时,呈现无规律分布状态,在达到相对稳定的啮合状态后,首先出现峰值,然后呈现先减小后增大的周期性变化规律。所得结论可为十字万向轴啮合面耐磨性结构优化设计提供理论参考。

端面齿十字万向轴在梅钢热卷箱的应用

端面键式十字万向轴故障率高、维护量大、使用周期短。对端面齿十字万向轴的结构特点、端面齿形参数进行了分析,旨在减少十字万向轴的故障,并提出了端面齿形的强度校核方法。在梅钢热卷箱的应用结果表明,端面齿十字万向轴维护方便、使用寿命长,强度校核方法正确可行。

四辊轧机十字万向轴拆装装置的设计

四辊轧机十字万向轴在工作中易损坏，更换频繁。采用机械设备更换，解决了上述问题，为生产赢得了时问，降低了工人的劳动强度和危险性，为厂创造了效益。

5m宽厚板轧机国产十字万向轴使用实践

介绍了沙钢5m宽厚板1#线轧机国产十字万向轴的设计特点,分析了国产万向轴的使用情况,总结了国产十字万向轴的使用实践经验,可为其它同类设备提供借鉴。

中板滑块式万向轴利废改造研究

轧机滑块式万向轴是中厚板轧机的关键部件,用于传递主电机输出的扭矩到轧机工作辊。滑块式万向轴尺寸较大、备件强度和加工精度要求高,通常采购价格费用极高,且制造周期长。中板现场通过对现有的报废十字万向轴和损坏的滑块式万向轴进行改造,加工形成新的滑块式十字万向轴备件,该项改造成本低,为现场准备了万向轴备件,保证了设备稳定运行的可靠性。

大型十字万向接轴参数算法及有限元分析

轧机上的十字万向接轴具有承载能力大、传动效率高、传递力矩大和传动平稳等特点,主要失效形式为十字万向接轴的断裂、轴颈表面出现塑性压痕或点蚀剥落等。根据实际需要,对接轴、十字轴和叉头的强度等参数进行了计算和校核,对其关节进行应力和接触压力的有限元分析,得出符合要求的参数。采用合理的机械加工工艺,制造出满足条件的十字万向接轴,并应用于生产实际。

十字型万向接轴强度分析及结构优化

介绍了用有限元分析十字轴式万向接轴的建模方法和分析思路 ,讨论了十字轴、轴承座及叉形座的应力分布、接轴的结构设计。

1422精轧机十字万向接轴技术改进

介绍了1422精轧机传动十字万向接轴的结构,分析了十字万向接轴存在的问题,并提出了改进措施。

粗轧机十字万向接轴优化设计与改造

济钢中厚板厂粗轧机十字万向接轴由于结构形式不够合理,容易发生故障。利用Mechanical Desktop6.0软件进行三维应力校核和计算,对其重新设计,十字轴材质采用34CrNi3Mo,优化了产品零部件结构,改善了其受力状况,使用寿命延长到1a。

国产十字轴式万向接轴在3500mm中厚板轧机上的应用

针对滑块式万向接轴因润滑效果差、滑块磨损较快、传动效率低而制约产品质量和高附加值产品的开发等问题，在轧机辊端应用国产十字轴式万向接轴，从而提高系统的传动精度和效率，降低综合成本。实现了十字轴式万向接轴在大型中厚板轧机主传动轴上的国产化应用。

十字轴式万向接轴正确安装的理论推导

十字轴式万向接轴中间轴两端叉形零件安装布置的不合理 ,会引起速度的不稳定———周期性异常振动。本文通过对十字轴式万向接轴的工作原理及其特性的分析 ,论证了什么样的安装布置是正确的。

十字轴式万向接轴正确安装的理论推导

十字轴式万向接轴中间轴两端叉形零件安装布置的不合理,会引起速度的不稳定--周期性异常振动.本文通过对十字轴式万向接轴的工作原理及其特性的分析,论证了什么样的安装布置是正确的.

Φ400轧机万向接轴接轴套连接改进

Φ400轧机万向接轴接轴套和减速机分配轴原来用一颗M20的内六角螺栓进行连接，在生产中经常由于螺纹连接失效，导致接轴套滑落；后改用销轴连接，效果良好，再没发生过类似事件。

大型轧机主传动万向接轴结构的分析与改造

通过研究中厚板轧机主传动万向接轴的结构形式,对接轴存在的轴向窜动余量过小、接轴平衡连杆强度低等问题进行了整体改造,重新设计万向接轴结构和平衡龙门架,用十字轴式接轴代替虎口滑块式接轴,达到了轧机稳定、高效运行的目的。

我国工业万向轴的现状与发展途径

十字轴式万向轴在我国自20世纪80年代初起步,并率先用于冶金工业轧制设备。经历20多年的历程,这一产品发展迅速,成绩显著,不仅推广到冶金行业轧制设备、橡胶机械、造纸机械、工程机械、船舶、机车等工业领域,其使用寿命也从当初的几个月提高到长达一至数年。但是与国外先进的产品相比还有很大差距,存在一系列尚待解决的具体问题。这些问题只能在竞争中才能得到最后解决。

超长端面齿接轴的加工工艺

通过对超长端面齿接轴的端面齿加工分析,提出在160 mm数控镗床用角铣头增加分齿工装的方法,解决了超长端面齿接轴端面齿分齿加工及精度的问题。

冷连轧机主传动轴国产化探索实践

宝钢四冷轧连轧机的3#~5#机架采用进口的传动轴,由于传递扭矩大,十字万向轴经常出现疲劳失效。为降低成本且不影响生产节奏,宝钢新日铁汽车板有限公司对冷连轧机主传动轴进行国产化实践。本文分析了该进口传动轴的结构和失效情况,提出了两侧十字轴组件采用非等回转直径设计,即辊侧十字轴组件回转直径为400mm,减速机侧十字回转直径为430mm,使用有限元对传动轴主要部件叉头及十字轴弯曲强度、接触强度进行了校核,并对比进口和国产十字轴材料性能、热处理金相等差异,结果证明15CrNi4MoA是十字万向轴合适的材料,且国产传动轴整体满足使用要求。