疊片聯軸器不對中動力學特性研究

   疊片聯軸器是一種廣泛應用于航空、船艦、石油化工等多的旋轉機械之中的撓性聯軸器，其不僅能起到良好的傳遞扭矩和動力的作用，同時也能有 用的補償相對位移，對轉子系統起到了減振和保護的作用。疊片聯軸器的不對中是轉子系統常見的故障之一，研究其在不對中情況下的動力學特性將對轉子系統的安 全運行和故障診斷提供相 對的依據。本文根據疊片聯軸器在平行不對中和偏角不對中情況下的運動特征，分別建立了兩種情況下的動力學模型，并利用拉格朗日方程求得兩種情況下系統的動力學方程；對平行不對中的疊片聯軸器動力學方程用平均法進行了解析求解，了以其近似解的幅值與相角為未知數的分岔方程，用數值迭代方法求得系統在共振時的定常解，并與數值仿真結果進行了比較；運用數值仿真，分別觀察在平行不對中和偏角不對中情況下系統響應隨無量綱的轉速、不對中量、阻尼系數及質量偏心的變化情況，并對其動力學特性進行分析。研究表明，隨著無量綱轉速的變化，疊片聯軸器系統非線性動力學響應復雜多變，系統存在周期、倍周期、概周期和混沌的運動狀態，但總能找到一段較大轉速范圍系統運行穩定，適合作為系統的工作轉速。不對中量、阻尼系數及質量偏心對系統的影響均存在一個臨界值，在臨界值以下對系統的穩定性影響及小，而一旦超過臨界值系統將會很不穩定聯軸器不對中是研究轉子系統不對中問題的及為重要的組成部分，大量的研究了不對中的建模方法、振動特性和故障診斷，但是不對中的機理認識仍然不清楚。建立不對中轉子系統的準確和普適的動力學方程困難，對動力學行為研究并不充分，不對中轉子系統穩定性研究也很少。盡管如此，對不對中轉子系統的研究仍取得卓有成效的研究成果。總結了3種常用的聯軸器不對中轉子系統建模方法：基于聯軸器的變形幾何關系和受力分析，獲得聯軸器不對中廣義激振力作用下轉子系統的運動微分方程的方法；基于等效軸段法；基于系統整體的能量方法。