[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)掛簧擺臂軸的抗磨損分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810444423.0
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108595890B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁曉光
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞熙恩電氣（珠海）有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 珠海智專專利商標(biāo)代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協(xié)

本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)掛簧擺臂軸的抗磨損分析方法，該方法包括采用兩個無量綱函數(shù)進(jìn)行有效值的設(shè)計，其中，本發(fā)明的方法適用于對旋轉(zhuǎn)掛簧機(jī)構(gòu)中的擺臂軸的抗磨損分析，方法簡單，且能夠有效地分析如何降低軸承對擺臂軸的法向荷載N，進(jìn)而減少磨損。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械機(jī)構(gòu)抗磨損分析方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及旋轉(zhuǎn)掛簧擺臂軸的抗磨損分析方法。

背景技術(shù)

在旋轉(zhuǎn)掛簧機(jī)構(gòu)中，由于一些部件常常會承受較大的應(yīng)力，在機(jī)構(gòu)運行中常處于高應(yīng)力狀態(tài)，從而使得部件容易磨損，給機(jī)構(gòu)運行帶來危險，并且增加了維修和更換的成本。在旋轉(zhuǎn)掛簧機(jī)構(gòu)的實際使用中，我們發(fā)現(xiàn)擺臂軸經(jīng)常容易出現(xiàn)磨損的問題，但目前現(xiàn)有技術(shù)中沒有對于擺臂軸抗磨損的分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種對旋轉(zhuǎn)掛簧機(jī)構(gòu)中擺臂軸進(jìn)行抗磨損分析的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了旋轉(zhuǎn)掛簧擺臂軸的抗磨損分析方法，該方法適用于旋轉(zhuǎn)掛簧機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)掛簧機(jī)構(gòu)包括可繞中心旋轉(zhuǎn)的彈簧擺臂、設(shè)置在彈簧擺臂的遠(yuǎn)離中心的一端的擺臂軸、與擺臂軸可轉(zhuǎn)動地連接的彈簧拉片、固定設(shè)置的彈簧掛軸以及連接在彈簧拉片和彈簧掛軸之間的彈簧；擺臂軸通過軸承與彈簧拉片接觸，且擺臂軸與軸承相鄰的周向面為磨損區(qū)域；抗磨損分析方法包括以下步驟：

步驟一：確定磨損基本方程：

磨損區(qū)域的磨損體積公式為

其中，Q為磨損體積，N為法向荷載，H為材料硬度；

步驟二：分析磨損區(qū)域受力特性

隨著擺臂軸的運動，彈簧掛軸與擺臂軸之間的距離L為

其中，L₀為彈簧掛軸與彈簧擺臂中心之間的距離，d為擺臂軸到彈簧擺臂中心之間的距離，θ為擺臂軸與彈簧擺臂中心的連線相對于彈簧掛軸與彈簧擺臂中心的連線在彈簧擺臂轉(zhuǎn)動方向上的旋轉(zhuǎn)角度；

由此確定彈簧伸長量Δ為：

Δ＝L-(L₀-d) (3)；

根據(jù)牛頓第二定律，軸承在彈簧方向上的平衡方程為：

N′-F＝ma (4)；

其中，N′為擺臂軸對軸承的作用力，F(xiàn)為彈簧對軸承的作用力，m為軸承質(zhì)量，a為軸承加速度，ma為軸承慣性項；彈簧對軸承的作用力F為

F＝KΔ (5)；

式中K為彈簧的彈性系數(shù)；

由于軸承對擺臂軸的作用力即擺臂軸的法向荷載N與擺臂軸對軸承的作用力N′為相互作用力，由此得到軸承對擺臂軸的作用力N為：

N＝ma+KΔ (6)；

其中，由于軸承質(zhì)量m較小，忽略軸承慣性項ma；

步驟三：分析扭矩

彈簧力F對彈簧擺臂的中心的扭矩定義為

M＝(d sinθ)×F (7)；

把式(5)代入式(7)，即得

M＝(d sinθ)×KΔ (8)；

步驟四：確定設(shè)計參數(shù)

經(jīng)過以上分析步驟，確定設(shè)計參數(shù)為擺臂軸到彈簧擺臂中心之間的距離d和彈簧剛度K，得到以下兩個函數(shù)：

N(K，d)＝KΔ (9)；