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如何计算在高速旋转下,螺旋挡圈与沟槽侧壁之间的接触应力变化,并预防因离心膨胀导致的接触面偏置失效?

2026-06-16 常见问题
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标准回答

产品类型:螺旋挡圈

工程技术领域:材料与离心力限制

在静态下,螺旋挡圈与槽底的接触应力均匀分布。随转速 $\omega$ 增加,挡圈重心外移,产生角向偏转。此时接触面由全平面接触转变为线接触,接触应力满足赫兹接触公式 $p_{max} = \sqrt{\frac{F \cdot E^{*}}{L \cdot R}}$。当离心力 $F_{c}$ 导致挡圈部分脱离槽底时,轴向负载的有效力臂增加,导致挡圈受到的翻转力矩 $M = F_{axial} \cdot \frac{b}{2}$ 增大。若不限制转速,挡圈会发生“碟形化”变形(Dish Deformation),导致其从槽边缘溢出。设计上必须通过 $D_{G} = D_{S} + 2 \cdot d_{min}$ 精确控制槽深,确保即使在最大膨胀位移 $\Delta D = \frac{\gamma \cdot \omega^{2} \cdot R_{m}^{3}}{E}$ 下,挡圈仍有至少 $30\%$ 的截面嵌入槽内。

关键控制指标参数:赫兹接触应力 $p_{max}$ / 翻转力矩 $M$

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