轉子系統聯軸器不對中綜述

   本文介紹了聯軸器的功能、型式以及聯軸器不對中的定義、分類,結合研究聯軸器不對中的情況,詳細總結了含有不對中聯軸器的轉子系統建模方法、不對中聯軸器轉子系統動力學特性分析方法以及聯軸器不對中對轉子系統穩定性的影響,并總結了含有聯軸器不對中故障的轉子系統振動特征,在此基礎上,對聯軸器不對中研究中面臨的問題和研究趨勢進行了討論。

旋轉機械中轉子故障是關系到經濟生產安 全性的重要問題,其中不對中故障占轉子系統故障的60以上。不對中狀態下轉子運動能引起機械振動、軸承的磨損、軸的撓曲變形、轉子與定子間的碰摩等,對系統的穩定運行危害及大,因此,一直備受設計者和工程師的關注。大多數旋轉機械由驅動機器和被驅動機器組成,中間通過各種聯軸器聯接來傳遞扭矩。由于聯軸器加工安裝誤差、轉子變形、軸承不同心以及機座高低偏差等因素會使聯軸器存在3種不對中類型,平行不對中、傾角不對中,平行傾角不對中。聯軸器不對中的存在導致其運動過程中將產生一系列的不利于設備運行的動態效應,使旋轉機械的振動變得復雜。研究表明,不對中聯軸器系統具有一些典型的特征,如不對中比較嚴重時會使軸承的油膜壓力偏離正常值,聯軸器兩端軸承振動較大,軸心位置不穩定,而且在振動頻率譜中倍頻分量較大等。隨著科技的不斷進步和日益變長的工業需求,旋轉機械的轉子系統日趨大型、高速、重載,而轉子與定子之間的間隙卻相對縮小,聯軸器不對中所引起的振動也就變得嚴重。這就要求研究人員對轉子-不對中聯軸器所產生振動的機理和現象進行深入的研究,找到分析不對中聯軸器的有 效途徑和解決方案。這對提高轉子系統運行穩定性、提高旋轉機械的故障診斷的準確性,以及系統的動力學設計,振動的主動控制等具有及其重要的現實意義。

詳細介紹了含有不對中聯軸器的轉子系統建模方法、聯軸器不對中轉子系統動力學特性分析方法,并總結了聯軸器不對中對轉子系統穩定性的影響及其故障的振動特征,在此基礎上討論了目前研究中面臨的問題及未來的研究趨勢。聯軸器的功能、型式聯軸器是聯接兩軸或軸和回轉件,在傳遞運動和動力過程中 共同回轉而不脫開的一種裝置。聯軸器的功能是把扭矩、力和力矩等動力由驅動部件傳遞給被驅動部件。此外,聯軸器還具有補償兩軸相對位移、緩沖和減振功能,有時可以作為一種安 全裝置用以防止被聯接部件承受過大的載荷,起到過載保護作用,有時還可以作為一種的調速裝置。按照聯軸器的性能可分為剛性聯軸器、撓性聯軸器和不太常用的安 全聯軸器、特種聯軸器等型式。剛性聯軸器雖然不具有補償性能,但有結構簡單、制造容易、不需維護、成本低等特點而仍有其應用范圍,常見的剛性聯軸器有套筒聯軸器、凸緣聯軸器等;撓性聯軸器中又分為無彈性元件撓性聯軸器和帶彈性元件撓性聯軸器,無彈性元件撓性聯軸器如齒式聯軸器、Hooke聯軸器(萬向接頭)等只具有補償兩軸相對位移的能力;帶彈性元件撓性聯軸器由于具有能產生較大彈件變形的元件,除有補償性能外還具有緩沖和減振作用,但在傳遞轉矩的能力上,因受彈性元件的強度限 制,一般不及無彈性元件聯軸器,常見的有膜片聯軸器、波紋管聯軸器、金屬橡膠環聯軸器等。