液壓泵站聯(lián)軸器的彈簧以圈狀彈簧最常用,原因是容易制作、性能效率高、價(jià)格低。彈簧在物理學(xué)上的定義就是儲(chǔ)存能量,當(dāng)我們施一固定的力於彈簧,它會(huì)產(chǎn)生變形,當(dāng)我們移開施力則彈簧會(huì)有恢復(fù)原狀的趨勢(shì),但彈簧在回彈時(shí)震湯的幅度往往會(huì)超過(guò)它原來(lái)的長(zhǎng)度,直到有磨擦阻力的出現(xiàn)才會(huì)減緩彈簧回彈後造成的自由震蕩。
1.彈簧的制造材料一般來(lái)說(shuō)應(yīng)具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等,常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。
2.一般的彈簧是所謂的(線性彈簧),也就是彈簧受力時(shí)它的壓縮變形量是遵循物理學(xué)上的(虎克定律):F=KX
其中F為施力,K為彈力系數(shù),X則為變形量。
舉例來(lái)說(shuō)有一線性彈簧受力40Kg時(shí)會(huì)造成1cm的壓縮,之後每增加40Kg的施力1cm一定會(huì)增加的壓縮量。
3.液壓泵站聯(lián)軸器的的彈簧的作用是使聯(lián)軸器的動(dòng)力側(cè)與液壓泵受力側(cè)保持一定的壓力,使得聯(lián)軸器在發(fā)動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)起到緩沖并帶動(dòng)受力液壓泵工作。在動(dòng)力傳動(dòng)過(guò)程中,彈簧起著支持軸向運(yùn)動(dòng)以及吸收轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的震動(dòng)和其它施力對(duì)軸向所造成的沖擊。而這里所謂的其它施力包含了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的加速、減速、停機(jī)等對(duì)彈簧造成的施力。
4.液壓泵站聯(lián)軸器彈簧在消除震動(dòng)的過(guò)程中要保持主軸動(dòng)力與液壓泵受力側(cè)的持續(xù)接觸,維持主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的循跡性,從而減少震動(dòng),避免能量的損失。而改善主軸與受力側(cè)的接觸是提高液壓泵站整體性能較為關(guān)鍵的工作環(huán)節(jié)。
彈簧的最主要功能就是使液壓泵站的液壓泵在發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的速度下,提供壓力平穩(wěn),流量穩(wěn)定的液壓動(dòng)力。如果聯(lián)軸器用錯(cuò)了彈簧會(huì)造成液壓泵的壓力及流量都有負(fù)面的影響。假設(shè)彈簧是完全僵硬的,那么,聯(lián)軸器的主從動(dòng)軸在無(wú)壓力的情況下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),聯(lián)軸器也就失去了作用。遇到發(fā)動(dòng)機(jī)速度猛然增高時(shí),液壓泵隨著馬上升高壓力,流量也會(huì)大幅度增加,造成液壓設(shè)備中的液壓馬達(dá)受到不均勻的動(dòng)力供給,轉(zhuǎn)速過(guò)大,切削管道時(shí)會(huì)造成刀片切削過(guò)快;下一個(gè)工作循環(huán)中發(fā)動(dòng)機(jī)速度又猛然降低時(shí),動(dòng)力供給又過(guò)小。如此反復(fù)幾個(gè)過(guò)程,防爆切管機(jī)及帶壓開孔機(jī)刀片被燒掉的可能性會(huì)增大70%。
如果彈簧過(guò)軟,則很容意出現(xiàn)彈簧坐底的情況,也就是將液壓泵站聯(lián)軸器的行程用盡。假如在液壓泵站工作時(shí),聯(lián)軸器的彈簧發(fā)生坐底情況則可視為彈簧的彈力系數(shù)變成無(wú)限大(已無(wú)壓縮的空間),聯(lián)軸器會(huì)產(chǎn)生立即的重量轉(zhuǎn)移,造成主軸與從動(dòng)軸傳遞力矩方向喪失;同時(shí)也會(huì)增大聯(lián)軸器的磨損,造成主軸與聯(lián)軸器,聯(lián)軸器與從動(dòng)軸間隙過(guò)大,從而失去緩沖作用。
發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與液壓泵從動(dòng)軸的距離是固定的,所以彈簧的硬度選擇是要由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力大小及液壓泵的功率來(lái)決定,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力越大越要選擇較硬的彈簧,但要選擇多大彈性系的彈簧則是個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。一般說(shuō)來(lái)硬的彈簧可以提高動(dòng)力,減小能量損失,有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。但在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定時(shí),又會(huì)造成設(shè)備損壞。
5.彈簧在組裝時(shí)的調(diào)較
彈簧的調(diào)校主要是使液壓泵站提供穩(wěn)定動(dòng)力的同時(shí)減小能量損耗,也就是要改用質(zhì)地較硬并且行程較短的彈簧。使彈簧即能有效地使聯(lián)軸器有效地貼合,還不至于失去其應(yīng)有的緩沖功能。在組裝過(guò)程中,遵循《JB/T 3338.2-1993 液壓件圓柱螺旋壓縮彈簧 設(shè)計(jì)計(jì)算》原理并按照《先鋒管道液壓泵站驗(yàn)收流程》中規(guī)定的指標(biāo)來(lái)調(diào)整彈簧的特性。
6.逐步改善并促進(jìn)使用非線性彈簧
彈簧在液壓泵站聯(lián)軸器中主要的功能是使聯(lián)軸器緊密貼合并實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器的緩沖功能。要達(dá)成這兩個(gè)相沖突的目標(biāo)需要有不同的彈力系數(shù)。使用具有復(fù)合彈力系數(shù)的(非線性彈簧),可以省卻組裝彈簧調(diào)校的步驟并能批量地進(jìn)行分序組裝,節(jié)約勞動(dòng)成本,減少勞動(dòng)強(qiáng)度。漸進(jìn)式彈簧能隨著彈簧的壓縮而增加彈力系數(shù),在發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí),前端行程較大但較軟的彈簧使聯(lián)軸器工作在主從動(dòng)軸上保持平穩(wěn)工作狀態(tài);當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力忽快或忽慢以及停機(jī)時(shí),后端較硬但行程較短的彈簧發(fā)生作用,彈力系數(shù)就會(huì)增加并維持,使聯(lián)軸器平穩(wěn)地貼合于主從動(dòng)軸上,使其發(fā)揮緩沖的作用。漸漸變硬的彈簧可避免彈簧出現(xiàn)坐底的情況。
目前要達(dá)成漸進(jìn)式彈簧就是要作出彈力系數(shù)會(huì)隨這著受壓縮而產(chǎn)生變化的非線性彈簧,因此目前的漸進(jìn)是彈簧大多為采用不等螺距彈簧或圈徑變化彈簧。不等螺距彈簧受壓縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部線間接觸,以使有效圈數(shù)發(fā)生變化,進(jìn)而造成彈力系數(shù)K的變化。經(jīng)由彈簧上下圈徑的變化則是改變彈力系數(shù)的最直接方法。
隨著以后空氣及液體彈簧的不斷應(yīng)用,液壓泵站的動(dòng)力輸出會(huì)變得越來(lái)越平穩(wěn),其動(dòng)力損失也會(huì)越來(lái)越小。
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