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2

  根据各种联轴器的结构特点，研究其在不对中状态下的变形几何关系和受力分析，由此推导出作用在转子系统上的不对中激励力的表达形式，建立起具有联轴器不对中的转子系统动力学微分方程。这种方法的关键是运用材料力学的方法推导出联轴器不对中的刚度表达式。研究了刚性联轴器连接的柔性转子系统，考虑在联轴器不对中作用下转子的变形关系，推导出了平行不对中对转子系统激振力的表达式。分析了齿式联轴器单齿啮合与受力情况，推导了联轴器齿轮啮合时的弯曲和扭转刚度，以及扭转阻尼系数，在此基础上建立了具有联轴器不对中的转子-轴承系统的弯扭耦合非线性动力学模型。根据有限元的建模思想，将转子系统沿轴线划分为圆盘、轴段和轴承支座等单元，各单元在节点处联接，通过对单元进行力学分析，建立单元结点位移与结点力的数学关系，综合各单元的动力学方程，就可以整个系统的运动微分方程。将联轴器看成联接两部分转子的一轴段，分析联轴器单元的结点力与结点位移的关系，建立该单元的运动微分方程。由此的转子系统运动微分方程就为具有联轴器不对中故障的系统。把联轴器简化成轴段，求出联轴器单元的动力学微分方程是此方法的关键。该方法的特点相当于使联轴器给系统了一个轴段约束。考虑了联轴器传递扭矩对刚度的影响，结合联轴器的弯曲变形刚度和轴向拉压变形刚度，分析了当发生不对中变形时柔性联轴器单元的刚度矩阵，建立了具有不对中柔性联轴器的转子-滚动轴承系统的动力学模型，并用软件进行了数值仿真分析。考虑了膜片联轴器不对中因素的影响，建立了联轴器不对中量和振动位移与系统所受到的广义力之间的关系。然后，根据有限元法将转子系统划分为圆盘、轴段、联轴器轴段和轴承支座等若干单元，建立了整个系统的动力学模型。推导了齿式联轴器不对中啮合力模型，根据转子动力学有限元建模方法，考虑齿式联轴器不对中激励力，建立了转子-齿式联轴器系统动力学微分方程，运用数值仿真分析了不对中啮合力对系统动力学特性响应影响。对简单的转子系统或者是可以简化成简单模型的转子系统，如果可以将整系统的动能和势能表达式写出来，那么运用拉格朗日方程就可以建立起系统的动力学方程。运用拉格朗日方程建模适用于具有理想约束的系统，当联轴器的约束可以简化成理想约束时，运用该方法可以避开不对中受力分析。在统一的坐标系之下，针对刚性联轴器存在平行不对中量时，运用拉格朗日方程建立了双跨对称Jeffcott柔性转子系统的动力学微分方程；针对柔性联轴器存在偏角不对中时，运用拉格朗日方程建立了双跨刚性转子系统动力学微分方程，分析表明联轴器不对中通过势能方程进入到系统的动力学方程中，即不对中进入到系统的刚度矩阵之中。在刚性转子和小角度不对中量等假设条件下，在考虑了转轴存在转角不对中和圆盘具有质量不平衡等因素后，根据拉格朗日方程推导了转子系统的动力学微分方程。

联轴器不对中动力学特性研究现状通过分析螺纹联轴器的非线性刚度项对传递扭矩和弯矩的影响，得出其非线性项表达式。基于有限元法建立起螺纹联轴器－悬臂转子模型，分析当系统出现联轴器不对中时的不对中力矩、不平衡力，并以位移为未知量，较后对不对中量随转速升高而发生的慢变和突变现象进行仿真。研究表明:随着转速的，系统发生不对中量的突变与慢变时，分频振动现象很明显，并且突变带来的危害比慢变大。