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聯軸器不對中出現的故障和不同情況下的性能

2022-09-08 16:37:40

在旋轉機械中,不對中是僅次于不平衡的較常見的故障之一,聯軸器不對中引起的附加作用力和力矩會誘發軸系的其它伴隨故障,同時其它故障引起的軸系振動超標同樣會引起不對中故障。不恰當的安裝,轉子的初始彎曲和熱變形,非對稱激勵等使得軸系間不可能對中。因此研討不對中的產生機理和其對轉子振動響應的影響,對于軸系的安裝調整、故障診斷、等均具有重要意義。

由于不對中故障引起的軸系振動響應特征較容易識別和調整,而建立較為準確和普適的聯軸器不對中的動力學模型困難,所以對軸系不對中機理的研討卻并不充足。盡管如此,在對軸系不對中問題的研討上仍然有一些富有意義的研討成果。綜述了不對中故障的機理、特征及對軸系穩定性的影響,總結不對中故障特征;法蘭梅花聯軸器不對中轉子系統的建模和分析方法;齒式聯軸器不對中的建模及對軸系振動的影響,通過實驗研討了各種不對中狀態下軸系振動響應的特征。聯軸器不對中轉子的不平衡響應,并指出不對中會引起高倍頻響應;不對中轉子系統的振動特征,指出除不對稱外,轉子裂紋和剛度不對稱等也會產生工頻的振動響應,并提出全息頻譜方法可以用于不對中故障的診斷;平行不對中和偏角不對中所引起的附加力和力矩模型,建立了不對中轉子系統的有限元模型,分析并指出不對中附加力和力矩的作用位置對轉子系統的彎曲模態和振動響應有很大影響;聯軸器不對中轉子一軸承系統在跨越系統臨界轉速時的瞬態響應,并指出聯軸器不對中對系統臨界轉速的影響可以忽略;聯軸器不對中的建模,不對中對轉子系統一階臨界轉速和穩定性的影響,并討論了不對中的診斷識別方法。

綜上所述,對于不對中轉子系統的絕大部分的研討均局限于線性范圍內,沒有考慮滑動軸承引起的非線性效應,且只關注于轉子系統在若干關鍵轉速下的振動響應特征,轉子系統在升速過程中的全局頻率響應特征很少被關注。本文建立了多盤轉子一滑動軸承的集聚質量模型,聯軸器不對中引起的附加作用力和力矩被看作是作用于軸系上的外部激勵,并考慮了非線性油膜力的影響。比較分析了在考慮聯軸器不對中前后系統的振動響應特征和穩定性,分析了在升速過程中系統的頻率響應特征,運動的分岔和周期特性。

聯軸器不對中影響下滑動軸承支撐的多盤轉子的非線性動力響應特征及穩定性,聯軸器不對中所引起的附加力和力矩被看作是轉子一軸承系統的外部激勵,比較分析了在考慮不對中影響前后,轉子一軸承系統在升速過程中的頻率響應特征、運動周期性及穩定性。

聯軸器使用過程中由于制造精度、安裝誤差、工作時軸的變形、軸承的磨損,以及支座的下沉等原因,被聯軸器聯接的兩軸軸線常不可避免地存在相應的不同軸,即兩軸軸線存在相對位移。當存在相對位移時,采用固定式剛性聯軸器會引起附加載荷。為了避免這種現象,應采用可移式剛性聯軸器或者彈性聯軸器??梢剖絼傂月撦S器,依靠聯接元件間的相對可移性來補償被聯接兩軸安裝時的對中誤差,以及工作時的相對位移。但由于聯接元件間的相對滑動時的摩擦,難免存在相應的附加載荷,其大小與相對滑動的聯接元件的結構、制造精度、相對位移及滑動速度的大小以及潤滑情況等有關。當兩軸軸線位移過大時,附加載荷明顯加大,將加劇聯接元件的磨損。選用可移式剛性聯軸器時,應充足考慮其對軸線位移的補償范圍,并應注意確定其潤滑良好等問題。

彈性聯軸器依靠聯軸器中彈性元件的彈性變形補償所聯接兩軸的相對位移。與可移式剛性聯軸器相比,彈性聯軸器具有高扭矩剛性、好用性、順時針和逆時針回轉特性全部相同、零回轉間隙、免維護、抗油和不易腐蝕性等特點?;谏鲜鰞烖c,彈性聯軸器被加普遍地使用。

目前,對于彈性聯軸器的研討主要包括以下兩個方面:一方面是用于重型設備,如船舶、風電機組等大功率的應用環境,對聯軸器的強度、剛度和壽命有很高的要求,所以其研討方向主要是聯軸器內部的應力分布、強度、剛度與疲勞分析,以及相關的優化設計。另一方面是用于細致傳動、伺服傳動以及軸角檢測裝置的聯軸器,對聯軸器的傳動精度有很高的要求。聯軸器連接的兩根軸一般情況下都存在安裝誤差,細致的彈性聯軸器從原理和結構上應能大限度減小由安裝誤差引起的轉角誤差,所以如何減小轉角誤差就是細致聯軸器所要研討的重要課題。

彈性聯軸器是聯軸器常見的一種,很多人在選擇聯軸器的時候,都會去挑選彈性聯軸器,彈性聯軸器結構簡單,零件數量少,徑向尺寸比小,無需潤滑,彈性元件受壓承能力較不錯,除了雙法蘭型梅花形彈性聯軸器外,我們在替換易損件梅花形彈性件時,均需軸向移動半聯軸器,否則會造成替換失敗,位置會造成偏移,聯軸器彈性聯軸器雖然是小物件,但是有大功能。

彈性聯軸器結構形式多,適用范圍廣,材質選擇多樣。是彈性聯軸器里常選多的型號之一。彈性聯軸器常用的材質有灰鐵,鑄鋼和鋁合金材質。彈性聯軸器結構簡單、無需潤滑、方便維修、便于檢查、免維護,可連續長期運行。聚氨酯彈性元件抗磨不怕油,承載能力大,使用壽命不錯。工作穩定,具有良好的減振、緩沖和電氣絕緣性能。具有大的軸向、徑向和角向補償能力。結構簡單,徑向尺寸小,重量輕,轉動慣量小,適用于中場合。

分析不同情況下的彈性聯軸器性能

1、有足夠的強度和使用壽命。

2、緩沖性:對于經常負載起動或工作載荷變化的場合,聯軸器中需具有起緩沖、減振作用的彈性元件,以保護原動機和工作機少受或不受損傷。

3、結構簡單,裝拆、維護方便。

4、可移性:聯軸器的可移性是指補償兩回轉構件相對位移的能力。被連接構件間的制造和安裝誤差、運轉中的溫度變化和受載變形等因素,都對可移性提出了要求??梢菩阅苎a償或由于回轉構件間的相對位移造成的軸、軸承、聯軸器及其他零部件之間的附加載荷。

安裝前應檢查原動機和工作機兩軸是否同心,兩軸表面是否有包裝紙和碰傷。彈性聯軸器兩個半聯軸節內孔是否有雜物,內孔棱邊是否有碰傷、如有應將軸、半聯軸節清理干凈,碰傷用細銼處理好。然后檢查兩個半聯軸節的內孔直徑和長度是否同原動機、工作機的直徑和軸伸長度尺寸相符。一般選型時,讓原動機和工作機端半聯軸節長度小于其軸伸長度10—30mm為好。

冀公網安備 13098102000977號

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