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膜盘进行振动分析

2020-07-02 18:00:58

膜盘是膜盘联轴器为关键的部件,其振动特性需优于整个联轴器乃至膜盘联轴器所在的传动轴系,因此需单独对膜盘进行振动分析。

对于膜盘联轴器而言,膜盘的型面和材料是对其性能造成影响的主要因素,因而对膜盘正常工作时的模态分析需要在不同型面参数和不同材料下进行对比。计算得到的结果有如下特点:(1)在自由状态下进行模态计算时,前几阶频率均为零频,即刚体模态。(2)由于膜盘联轴器整体结构旋转对称,有多组相邻两阶的固有频率相同,这样的模态视为同一阶模态。(3)在前六阶固有频率中,1、3、阶属于径向振动,2阶属于轴向振动。

当膜盘薄处厚度相同,材料不同时,膜盘联轴器的固有频率变化不大,转子的工作转速靠近临界转速时就会产生强烈的振动,甚至会造成转轴的断裂,直接对传动系统的正常运行造成威胁,临界转速准确预算是转子动力学中非常重要的内容,由于膜盘联轴器在轴系中可看做是转子的一部分,因此,需要对其进行临界转速分析,从而确保传动轴的运行。对于膜盘联轴器临界转速的分析,本章主要对具有冗余功能的膜盘联轴器的振动特性进行了分析,首先对振动特性的有限元分析理论进行了阐述,对膜盘及膜盘联轴器整体进行了模态分析,探究了不同材料和厚度对其振动模态的影响,得出其振动模态与材料的相关性较小,而与膜盘型面厚度的相关性较大,并验证了采用膜盘薄处为0.mm、Ti-1023材料的方案是合理的;利用有限元法得出该联轴器故当系统接近此转速时应通过,随着转速加大,其振动越来越小,系统趋于平缓。在现代制造领域,对于可能引发重大质量问题的环节,设计时要做潜在失效模式与后果分析。针对用于高精传动设备及航空设备的膜盘联轴器,在工作时可能突然失效,威胁设备及人员的问题

膜盘联轴器动力学特性分析:简化了操作步骤,使传动轴与轴承连接更接近实际情况,得出该联轴器的大工作转速不会达到一阶临界转速,即工作时不会产生共振,同时得出联轴器所在轴系的一阶临界转速将伴随支撑刚度的变大而变大,但是其影响相对较小;对该联轴器的谐响应进行分析,故当系统接近此转速时应通过,随着转速加大,其振动越来越小,系统趋于平缓。针对用于高精传动设备及航空设备的膜盘联轴器在工作时,其膜盘可能突然破损致传动系统失效的问题。

(1)在膜盘联轴器核心元件膜盘的设计上,只分析了使用单膜盘的情况,对于使用双膜盘或多膜盘的应力分布特点并未深入研究;在冗余结构分析时只考虑了其正常受载的情况,对于花键内外齿存在偏心、倾斜等特殊情况未进行深入分析;(2)由于条件的局限和其他原因,本文没有试制出所设计的联轴器以及搭建相应的试验平台来对研究结果的准确性做进一步验证,在接下来的研究中,若要获得更为准确的数据,需做进一步的试验研究。