疊片聯軸器不對中動力學特性研究2

  根據各種聯軸器的結構特點，研究其在不對中狀態下的變形幾何關系和受力分析，由此推導出作用在轉子系統上的不對中激勵力的表達形式，建立起具有聯軸器不對中的轉子系統動力學微分方程。這種方法的關鍵是運用材料力學的方法推導出聯軸器不對中的剛度表達式。研究了剛性聯軸器連接的柔性轉子系統，考慮在聯軸器不對中作用下轉子的變形關系，推導出了平行不對中對轉子系統激振力的表達式。分析了齒式聯軸器單齒嚙合與受力情況，推導了聯軸器齒輪嚙合時的彎曲和扭轉剛度，以及扭轉阻尼系數，在此基礎上建立了具有聯軸器不對中的轉子-軸承系統的彎扭耦合非線性動力學模型。根據有限元的建模思想，將轉子系統沿軸線劃分為圓盤、軸段和軸承支座等單元，各單元在節點處聯接，通過對單元進行力學分析，建立單元結點位移與結點力的數學關系，綜合各單元的動力學方程，就可以整個系統的運動微分方程。將聯軸器看成聯接兩部分轉子的一軸段，分析聯軸器單元的結點力與結點位移的關系，建立該單元的運動微分方程。由此的轉子系統運動微分方程就為具有聯軸器不對中故障的系統。把聯軸器簡化成軸段，求出聯軸器單元的動力學微分方程是此方法的關鍵。該方法的特點相當于使聯軸器給系統了一個軸段約束。考慮了聯軸器傳遞扭矩對剛度的影響，結合聯軸器的彎曲變形剛度和軸向拉壓變形剛度，分析了當發生不對中變形時柔性聯軸器單元的剛度矩陣，建立了具有不對中柔性聯軸器的轉子-滾動軸承系統的動力學模型，并用軟件進行了數值仿真分析。考慮了膜片聯軸器不對中因素的影響，建立了聯軸器不對中量和振動位移與系統所受到的廣義力之間的關系。然后，根據有限元法將轉子系統劃分為圓盤、軸段、聯軸器軸段和軸承支座等若干單元，建立了整個系統的動力學模型。推導了齒式聯軸器不對中嚙合力模型，根據轉子動力學有限元建模方法，考慮齒式聯軸器不對中激勵力，建立了轉子-齒式聯軸器系統動力學微分方程，運用數值仿真分析了不對中嚙合力對系統動力學特性響應影響。對簡單的轉子系統或者是可以簡化成簡單模型的轉子系統，如果可以將整系統的動能和勢能表達式寫出來，那么運用拉格朗日方程就可以建立起系統的動力學方程。運用拉格朗日方程建模適用于具有理想約束的系統，當聯軸器的約束可以簡化成理想約束時，運用該方法可以避開不對中受力分析。在統一的坐標系之下，針對剛性聯軸器存在平行不對中量時，運用拉格朗日方程建立了雙跨對稱Jeffcott柔性轉子系統的動力學微分方程；針對柔性聯軸器存在偏角不對中時，運用拉格朗日方程建立了雙跨剛性轉子系統動力學微分方程，分析表明聯軸器不對中通過勢能方程進入到系統的動力學方程中，即不對中進入到系統的剛度矩陣之中。在剛性轉子和小角度不對中量等假設條件下，在考慮了轉軸存在轉角不對中和圓盤具有質量不平衡等因素后，根據拉格朗日方程推導了轉子系統的動力學微分方程。

聯軸器不對中動力學特性研究現狀通過分析螺紋聯軸器的非線性剛度項對傳遞扭矩和彎矩的影響，得出其非線性項表達式。基于有限元法建立起螺紋聯軸器－懸臂轉子模型，分析當系統出現聯軸器不對中時的不對中力矩、不平衡力，并以位移為未知量，較后對不對中量隨轉速升高而發生的慢變和突變現象進行仿真。研究表明:隨著轉速的，系統發生不對中量的突變與慢變時，分頻振動現象很明顯，并且突變帶來的危害比慢變大。