疊片聯(lián)軸器不對中動力學(xué)特性研究2

  根據(jù)各種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點，研究其在不對中狀態(tài)下的變形幾何關(guān)系和受力分析，由此推導(dǎo)出作用在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)上的不對中激勵力的表達形式，建立起具有聯(lián)軸器不對中的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)微分方程。這種方法的關(guān)鍵是運用材料力學(xué)的方法推導(dǎo)出聯(lián)軸器不對中的剛度表達式。研究了剛性聯(lián)軸器連接的柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，考慮在聯(lián)軸器不對中作用下轉(zhuǎn)子的變形關(guān)系，推導(dǎo)出了平行不對中對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)激振力的表達式。分析了齒式聯(lián)軸器單齒嚙合與受力情況，推導(dǎo)了聯(lián)軸器齒輪嚙合時的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，以及扭轉(zhuǎn)阻尼系數(shù)，在此基礎(chǔ)上建立了具有聯(lián)軸器不對中的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的彎扭耦合非線性動力學(xué)模型。根據(jù)有限元的建模思想，將轉(zhuǎn)子系統(tǒng)沿軸線劃分為圓盤、軸段和軸承支座等單元，各單元在節(jié)點處聯(lián)接，通過對單元進行力學(xué)分析，建立單元結(jié)點位移與結(jié)點力的數(shù)學(xué)關(guān)系，綜合各單元的動力學(xué)方程，就可以整個系統(tǒng)的運動微分方程。將聯(lián)軸器看成聯(lián)接兩部分轉(zhuǎn)子的一軸段，分析聯(lián)軸器單元的結(jié)點力與結(jié)點位移的關(guān)系，建立該單元的運動微分方程。由此的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運動微分方程就為具有聯(lián)軸器不對中故障的系統(tǒng)。把聯(lián)軸器簡化成軸段，求出聯(lián)軸器單元的動力學(xué)微分方程是此方法的關(guān)鍵。該方法的特點相當(dāng)于使聯(lián)軸器給系統(tǒng)了一個軸段約束。考慮了聯(lián)軸器傳遞扭矩對剛度的影響，結(jié)合聯(lián)軸器的彎曲變形剛度和軸向拉壓變形剛度，分析了當(dāng)發(fā)生不對中變形時柔性聯(lián)軸器單元的剛度矩陣，建立了具有不對中柔性聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)子-滾動軸承系統(tǒng)的動力學(xué)模型，并用軟件進行了數(shù)值仿真分析。考慮了膜片聯(lián)軸器不對中因素的影響，建立了聯(lián)軸器不對中量和振動位移與系統(tǒng)所受到的廣義力之間的關(guān)系。然后，根據(jù)有限元法將轉(zhuǎn)子系統(tǒng)劃分為圓盤、軸段、聯(lián)軸器軸段和軸承支座等若干單元，建立了整個系統(tǒng)的動力學(xué)模型。推導(dǎo)了齒式聯(lián)軸器不對中嚙合力模型，根據(jù)轉(zhuǎn)子動力學(xué)有限元建模方法，考慮齒式聯(lián)軸器不對中激勵力，建立了轉(zhuǎn)子-齒式聯(lián)軸器系統(tǒng)動力學(xué)微分方程，運用數(shù)值仿真分析了不對中嚙合力對系統(tǒng)動力學(xué)特性響應(yīng)影響。對簡單的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)或者是可以簡化成簡單模型的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，如果可以將整系統(tǒng)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(tǒng)的動力學(xué)方程。運用拉格朗日方程建模適用于具有理想約束的系統(tǒng)，當(dāng)聯(lián)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(tǒng)一的坐標(biāo)系之下，針對剛性聯(lián)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(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)微分方程；針對柔性聯(lián)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(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)微分方程，分析表明聯(lián)軸器不對中通過勢能方程進入到系統(tǒng)的動力學(xué)方程中，即不對中進入到系統(tǒng)的剛度矩陣之中。在剛性轉(zhuǎn)子和小角度不對中量等假設(shè)條件下，在考慮了轉(zhuǎn)軸存在轉(zhuǎn)角不對中和圓盤具有質(zhì)量不平衡等因素后，根據(jù)拉格朗日方程推導(dǎo)了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)微分方程。

聯(lián)軸器不對中動力學(xué)特性研究現(xiàn)狀通過分析螺紋聯(lián)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(lián)軸器－懸臂轉(zhuǎn)子模型，分析當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)聯(lián)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(zhuǎn)速升高而發(fā)生的慢變和突變現(xiàn)象進行仿真。研究表明:隨著轉(zhuǎn)速的，系統(tǒng)發(fā)生不對中量的突變與慢變時，分頻振動現(xiàn)象很明顯，并且突變帶來的危害比慢變大。