当前位置:返回首页 > 信息动态 > 常见问题 >
产品系列
热门产品

弹性联轴器的非线性动力特性同结构特点分析

2021-02-22 20:16:16

{一}、弹性联轴器不对中转子轴承系统的非线性动力特性
在旋转机械中,不对中是仅次于不平衡的较常见的故障之一,联轴器不对中引起的附加作用力和力矩会诱发轴系的其它伴随故障,同时其它故障引起的轴系振动超标同样会引起不对中故障。不恰当的安装,转子的初始弯曲和热变形,非对称激励等使得轴系间不可能对中。因此研究不对中的产生机理和其对转子振动响应的影响,对于轴系的安装调整、故障诊断、等均具有重要意义。
由于不对中故障引起的轴系振动响应特征较容易识别和调整,而建立较为准确和普适的联轴器不对中的动力学模型困难,所以对轴系不对中机理的研究却并不充分。尽管如此,在对轴系不对中问题的研究上仍然有一些富有意义的研究成果。综述了不对中故障的机理、特征及对轴系稳定性的影响,总结不对中故障特征;弹性柱销联轴器不对中转子系统的建模和分析方法;齿式联轴器不对中的建模及对轴系振动的影响,通过实验研究了各种不对中状态下轴系振动响应的特征。联轴器不对中转子的不平衡响应,并指出不对中会引起高倍频响应;不对中转子系统的振动特征,指出除不对称外,转子裂纹和刚度不对称等也会产生工频的振动响应,并提出全息频谱方法可以用于不对中故障的诊断;平行不对中和偏角不对中所引起的附加力和力矩模型,建立了不对中转子系统的有限元模型,分析并指出不对中附加力和力矩的作用位置对转子系统的弯曲模态和振动响应有很大影响;联轴器不对中转子一轴承系统在跨越系统临界转速时的瞬态响应,并指出联轴器不对中对系统临界转速的影响可以忽略;联轴器不对中的建模,不对中对转子系统一阶临界转速和稳定性的影响,并讨论了不对中的诊断识别方法。
综上所述,对于不对中转子系统的绝大部分的研究均局限于线性范围内,没有考虑滑动轴承引起的非线性效应,且只关注于转子系统在若干关键转速下的振动响应特征,转子系统在升速过程中的全局频率响应特征很少被关注。本文建立了多盘转子一滑动轴承的集聚质量模型,联轴器不对中引起的附加作用力和力矩被看作是作用于轴系上的外部激励,并考虑了非线性油膜力的影响。比较分析了在考虑联轴器不对中前后系统的振动响应特征和稳定性,分析了在升速过程中系统的频率响应特征,运动的分岔和周期特性。
联轴器不对中影响下滑动轴承支撑的多盘转子的非线性动力响应特征及稳定性,联轴器不对中所引起的附加力和力矩被看作是转子一轴承系统的外部激励,比较分析了在考虑不对中影响前后,转子一轴承系统在升速过程中的频率响应特征、运动周期性及稳定性。
{二}、圆弧端齿弹性联轴器结构特点分析
在大功率机车驱动系统中,由于大的驱动力矩和结构空间的限制,常采用弹性端齿连接的梅花型联轴器
联轴器的端齿齿形分布通常采用三种方式:十字型端齿,径向直齿端齿,圆弧端齿,三种方式的齿形断面均为梯形。
相对于其它几种齿形端面,圆弧端齿主要具有以下优点:高刚性,当凹齿与凸齿啮合在一起时,轮齿间接触面是相当均匀连续,而且齿盘有多少对轮齿便有多少对齿接触面,接触面积大,因此齿盘就能承受较高的载荷而且具有很高的刚性。
自动对心,由于端面弧齿盘的轮齿齿形由外向内沿其弧度均匀缩小,且轮齿以端齿盘的中心轴对称。在各齿向心力的作用下,两端齿盘实现自动对心。
此外,圆弧端齿弹性联轴器较前两种齿形具有结构紧凑、啮合、传递力矩大,并便于设计、制造、安装等一系列优点。
采用圆弧r端齿弹性联轴器的两个半轴体采用等离子焊接成一体,联轴器的端齿盘采用圆弧端齿盘,弹性联轴器端齿盘(端齿盘1)和齿轮轴端齿盘(端齿盘2)的齿形曲率半径相等,且各齿沿圆周均匀分部,均布,这样端齿盘1和端齿盘2就可以紧密的配合。端齿盘1和端齿盘2通常要求能互相着色的齿数要达到90%,着色面积占工作面积的75,以各个齿在传递扭矩时,可以均匀受力。
圆弧端齿弹性联轴器较早应用于飞机发动机,其高速、大功率的优点在飞机发动机的应用过程中很好的体现出来。相对于铁路行业,飞机发动机中的圆弧端齿弹性联轴器转速高、功率大,因此其运行工况加恶劣。由此可以看出,圆弧端齿弹性联轴器能够很好的满足高速、重载、大功率的运行要求,能够满足当前铁路运输中机车驱动系统对联轴器的性能要求。