Influence of dynamic characteristics of machinery containing universal joints on the construction of industrial premises

Abstract

It is generally known that the universal joints are used in the mechanisms of many branches of modern industry, from mining to space. The relative simplicity of manufacture and low cost also contribute to the spread of these joints. However, during the using of mechanisms driveline vibrations arising in the premises are transmitted to the constructions of the building. This must be considered. The article examines the work of the double driveline in conjunction with the vibroimpact mechanism of the machine to clean the pipelines from the isolation. Being studied the influence of dynamic loads on the maximum equivalent stresses in the links of the cleaning machine. To exclude dangerous operation modes performed modal analysis and found own system frequency. Moreover, we attempt to optimize the most loaded part of system (driveline yoke) from the point of equal strength basing on the obtained results of calculations of the stress-strain state (hereinafter SSS). For this purpose an analysis of the influence of the geometric parameters of a yoke for strength is made and it established the most rational correlation of observed parameters. Thereby, the study of SSS, taking into account the dynamic factors, modal analysis, and development of recommendations for the design of equal strength eyelets of driveline are the main objectives of this work.

Общеизвестно, что универсальные шарниры применяются в механизмах многих отраслей современной промышленности: от горнодобывающей до космической. Относительная простота их изготовления и невысокая стоимость также способствуют распространению этих шарниров. Однако при эксплуатации механизмов с карданными передачами в помещениях возникающие колебания передаются на строительные конструкции. Это необходимо учитывать. В статье рассматривается работа сдвоенной карданной передачи в связке с виброударным механизмом машины для очистки от изоляции магистральных трубопроводов. Изучается вопрос влияния динамических нагрузок на максимальные эквивалентные напряжения, возникающие в звеньях очистной машины. Для исключения опасных режимов работы проводится модальный анализ и выявляются собственные частоты системы. Кроме того, опираясь на полученные результаты расчетов напряженно-деформированного состояния (далее НДС) делается попытка оптимизации наиболее нагруженного узла системы (вилки) с точки зрения равнопрочности. Для этого проводится анализ влияния геометрических параметров вилки на прочность и устанавливается наиболее рациональное соотношение рассмотренных параметров. Таким образом, исследование НДС с учетом динамических факторов, модальный анализ и разработка рекомендаций по конструированию равнопрочных проушин карданных передач являются основными задачами данной работы.