汽輪機(jī)聯(lián)軸器液壓套裝過(guò)程分析

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器經(jīng)常設(shè)計(jì)成圓錐面過(guò)盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)，需要使用液壓套裝方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。套裝時(shí)用高壓油泵把油注入轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器的配合面之間，使聯(lián)軸器的內(nèi)徑漲大轉(zhuǎn)子的外徑縮小;同時(shí)用低壓油泵把油注入固定在轉(zhuǎn)子上的推進(jìn)油缸，推進(jìn)油缸內(nèi)的活塞在聯(lián)軸器的端面上施加的軸向力，推動(dòng)聯(lián)軸器移動(dòng)到設(shè)計(jì)要求的位置;再排出漲開(kāi)油和推進(jìn)油，即可形成過(guò)盈結(jié)合。這種聯(lián)軸器液壓套裝聯(lián)接方法的優(yōu)點(diǎn)主要有:①可以通過(guò)推進(jìn)量來(lái)控制過(guò)盈量;②裝配時(shí)配合面有油膜，且軸向力不大，多次拆裝并不損傷配合面;③操作方便，不需加熱或冷卻就能進(jìn)行裝配。聯(lián)軸器液壓套裝過(guò)程主要通過(guò)漲開(kāi)油的壓力和推進(jìn)油的壓力來(lái)控制推進(jìn)量的大小。如果漲開(kāi)油的壓力不夠大，需要很大的軸向力才能把聯(lián)軸器推到要求的位置，這樣容易擦傷配合表面;如果漲開(kāi)油的壓力過(guò)大，高壓油會(huì)從聯(lián)軸器的兩端泄漏，帶來(lái)隱患。為了聯(lián)軸器裝配的質(zhì)量，筆者通過(guò)有限元計(jì)算出不同規(guī)格的聯(lián)軸器達(dá)到規(guī)定推進(jìn)量所需要的漲開(kāi)油壓力和推進(jìn)油壓力，并與實(shí)際套裝的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。

使用材料力學(xué)公式計(jì)算液壓套裝聯(lián)軸器的漲開(kāi)油壓和推進(jìn)油壓時(shí)，對(duì)聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)子的幾何形狀進(jìn)行了簡(jiǎn)化，比如忽略了聯(lián)軸器的法蘭及轉(zhuǎn)子的油孔，而這些結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響是比較大的。為了能準(zhǔn)確的計(jì)算漲開(kāi)油壓和推進(jìn)油壓，筆者使用有限單元法對(duì)聯(lián)軸器液壓套裝過(guò)程進(jìn)行仿真計(jì)算。

聯(lián)軸器液壓套裝過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，但是油壓的加大及聯(lián)軸器的推進(jìn)都是非常緩慢的，用靜力學(xué)分析來(lái)計(jì)算達(dá)到規(guī)定推進(jìn)量時(shí)的漲開(kāi)油壓和推進(jìn)油壓。

載荷及邊界條件

1.在聯(lián)軸器的左端面靠近內(nèi)孔處施加沿軸向的位移約束，位移量等于聯(lián)軸器的推進(jìn)量;同時(shí)在轉(zhuǎn)子的右端面施加軸向固定約束。計(jì)算得出轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器接觸面上的接觸壓力，接觸壓力平均值作為液壓套裝時(shí)漲開(kāi)油的壓力，即認(rèn)為由漲開(kāi)油壓使轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器變形而達(dá)到要求的過(guò)盈量。

2.在聯(lián)軸器的內(nèi)孔表面和對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子外圓表面算出的漲開(kāi)油壓;同時(shí)，施加的聯(lián)軸器端面位移約束及轉(zhuǎn)子端面固定約束。計(jì)算得出聯(lián)軸器端面位移約束處的支反力，除以推進(jìn)油缸的油腔面積，即可得出推進(jìn)油的油壓。