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弹性联轴器不对中故障的检测方法和动力特性分析

2021-04-30 09:09:24

{一}、弹性联轴器不对中故障的检测方法
1)振动诊断这是较常用的,也是目前较的方法。这种方法主要是从振动信号的频谱着手,利用特征振动频率、轴心轨迹等对故障进行识别。测试比较简单,故障信息反映也比较直接,但是一般情况下,信号比较复杂,受外界的干扰也比较大,且有用信号一般混迭在噪声信号中,容易造成误判。
2)激光对中主要是利用两对激光对中仪,固定在弹性柱销联轴器两端的轴承座上,分别测量轴承座的水平和垂直方向的位移量,获取变形量进行修正。这种测量方法比较,但是受到外界比如蒸汽、烟尘等的干扰比较大,容易产生较大测量误差,所测数据精度不高,所以在实际应用中效果不好。
3)Dodd棒测量VR.Dodd发明的这种测量方法是利用电涡流探头监测联轴器两端的位移变化量,类似于电涡流传感器,优点是,缺点是对装置的刚度要求较高,且温度对测量影响较大。
4)电涡流测量测量原理与Dodd测量基本相同,但是改进了Dodd的方法,通过补偿冷却水的方法,温度对测量的影响,实际应用效果好,在国内炼油厂的催化装置三机组上已经应用。
5)轴承油膜压力测量轴承的油膜压力对轴承的高度变化很灵敏,通过压力传感器和动态应变仪,测量轴承油膜的动态和静态压力,判断轴颈下半侧和轴承内表面间隙的变化,从而反映出对中情况。
{二}、弹性联轴器动力特性分析
在航空涡轮轴发动机的台架试验中,与功率吸收装置相联的转接套齿通过花键与弹性轴松动连接。如前所述,这种松动连接在地传递功率的同时,与弹性轴一起在发动机和功率吸收装置之间起着隔离振动的作用。因为是花键连接,有时候甚至采用直齿的渐开线花键,其隔离振动作用需要有相应的结构才能发挥作用。如果在结构上安排不恰当,往往造成的振动。本节研究转接套齿的长度因素对其振动的影响,说明转接套齿在法兰梅花联轴器功能实现过程中不可忽视的作用。
在0~30000r/mn转速范围内长、短花键的响应幅值的比较。显然,在各转速下长转接套齿的响应幅值要明显大于短转接套齿的幅值。长转接套齿的长度大约是短转接套齿的24倍,而在30000r/mn转速下长转接套齿的不平衡响应幅值是短转接套齿的16倍以上。因此,对于转接套齿右端花键与弹性轴间的松动连接,在不平衡载荷作用下,转接套齿的长度因素显著地影响着这里的松动连接状态。也就是说,若转接套齿长度设计过长,花键连接是不足以补偿转接套齿和弹性轴之间的角度偏差的。
受弹性联轴器连接两轴状态的影响,松动花键连接由铰接形式向柔性连接甚至刚性连接形式转变。模拟这种变化,计算多种连接状态下的弹性联轴器连接轴系临界转速和振动形式。
在近似铰接状态下,以花键连接处的振动为主,带动转接套齿和弹性轴的刚体振动,随着连接刚度的增加,逐渐变化为包括转接套齿和弹性轴在内的整个连接轴系的弯曲振动。
在设计这种弹性联轴器时,一般是其在工作转速范围内不存在临界转速,因此转接套齿和弹性轴间的连接为松动连接,以实现弹性轴为浮动轴的设计概念。被连接两轴仅存在小的相对弯转变形是弹性联轴器的正常工作状态。由于设计不当,转子振动过大,导致相对弯转变形过大,这时松动连接转变为柔性连接,而这种改变有可能导致弹性轴动态特性的改变。
套齿花键弹性联轴器是航空发动机设计与试验中常用的结构,本文通过对弹性联轴器进行结构分析、动力特性计算、动力特性实验等工作,如下结论:1)为使弹性轴发挥浮动轴的作用,弹性轴两端的花键连接为松动连接。松动程度取决于花键的结构形式以及加工、装配情况。
2)转接套齿的结构形式影响着工作状态下花键连接的松动程度,若转接套齿过长,将会导致松动连接作用的失效。
3)若花键连接两轴存在较大的相对弯转变形,将导致松动连接转变为柔性连接,从而改变弹性联轴器的动力特性,并在发动机、减速器、动力装置或者功率吸收装置之间传递振动,并延长了两支承间的转轴长度,从而在较低的转速下产生较大的振动,危害轴系的运行。
4)弹性联轴器的动力特性实验证实了松动连接变化为柔性连接的存在,但在弹性联轴器的工作范围内存在弹性轴的弯曲型临界转速是不允许的。
5)允许有较大的相对弯转变形是套齿花键为松动连接的关键。在花键的结构上采取措施,如鼓形花键等。