叠片联轴器不对中动力学特性研究

叠片联轴器不对中动力学特性研究

   叠片联轴器是一种广泛应用于航空、船舰、石油化工等多的旋转机械之中的挠性联轴器，其不仅能起到良好的传递扭矩和动力的作用，同时也能有 用的补偿相对位移，对转子系统起到了减振和保护的作用。叠片联轴器的不对中是转子系统常见的故障之一，研究其在不对中情况下的动力学特性将对转子系统的安 全运行和故障诊断提供相 对的依据。本文根据叠片联轴器在平行不对中和偏角不对中情况下的运动特征，分别建立了两种情况下的动力学模型，并利用拉格朗日方程求得两种情况下系统的动力学方程；对平行不对中的叠片联轴器动力学方程用平均法进行了解析求解，了以其近似解的幅值与相角为未知数的分岔方程，用数值迭代方法求得系统在共振时的定常解，并与数值仿真结果进行了比较；运用数值仿真，分别观察在平行不对中和偏角不对中情况下系统响应随无量纲的转速、不对中量、阻尼系数及质量偏心的变化情况，并对其动力学特性进行分析。研究表明，随着无量纲转速的变化，叠片联轴器系统非线性动力学响应复杂多变，系统存在周期、倍周期、概周期和混沌的运动状态，但总能找到一段较大转速范围系统运行稳定，适合作为系统的工作转速。不对中量、阻尼系数及质量偏心对系统的影响均存在一个临界值，在临界值以下对系统的稳定性影响及小，而一旦超过临界值系统将会很不稳定联轴器不对中是研究转子系统不对中问题的及为重要的组成部分，大量的研究了不对中的建模方法、振动特性和故障诊断，但是不对中的机理认识仍然不清楚。建立不对中转子系统的准确和普适的动力学方程困难，对动力学行为研究并不充分，不对中转子系统稳定性研究也很少。尽管如此，对不对中转子系统的研究仍取得卓有成效的研究成果。总结了3种常用的联轴器不对中转子系统建模方法：基于联轴器的变形几何关系和受力分析，获得联轴器不对中广义激振力作用下转子系统的运动微分方程的方法；基于等效轴段法；基于系统整体的能量方法。