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花键联轴器横向刚度

2021-03-03 14:53:02

目前对多自由度转子系统动力学方程分析方法是数值方法。Newmark—逐步积分法具有较高的计算效率和稳定性,因此本文采用该方法求解系统的动力学响应,并认为系统发生油膜振荡的转速为失稳转速,由轴承所在结点的三维谱图和分岔图中进行判别。通过前述的研究,建立了花键联轴器中两个半联轴器之间的啮合力模型,通过该啮合力来模拟、刻画、模化该联轴器。在工程应用中,为了简化问题,常把联轴器用等效的刚度和阻尼,或者对啮合力进行线性化获得其刚度阻尼,并以此来模化联轴器。若联轴器润滑良好,则其阻尼可以忽略。因此,本文分别用啮合力、啮合刚度(横向、转角刚度)及其组合来模化联轴器

(1)由本文推导的啮合力模型进行线性化的得到的联轴器横向刚度联轴器横向刚度表达式获得的结果基本一致,说明本文所提出的啮合力在其假设范围内是正确的;(2)花键联轴器的横向刚度对系统的失稳转速影响很小(状态2和3);转角刚度对系统的失稳转速影响较大(状态5和6);从定性角度来看对柔性联轴器稳定性和对齿式联轴器失稳转速研究结论一致;(3)用花键联轴器啮合力计算得到的系统失稳转速比用其相应线性化横向刚度得到的失稳转速要低,用等效轴段法(即等效为刚性联轴器)得到的失稳转速较高,因此,本文推导的啮合力模型能够较好的模化花键联轴器,同时对于其他类型联轴器(如齿式联轴器)啮合力模型的推导具有指导意义;(4)在对花键联轴器进行设计和改进设计时,可以通过对啮合力进行仿真,获得联轴器结构参数对该啮合力以及转子一联轴器一轴承系统的动力学特性的影响规律,并根据具体设计目标(如啮合力较小、系统失稳转速限定范围等),选取合适的联轴器参数。例如若要提高转子系统的失稳转速,可以根据仿真结果设计合适的结构参数以提高其转角刚度,根据式(19)方案之一为适当提高单键的宽度等。4结论(1)本文推导了考虑联轴器脱开临界状况的松配合花键联轴器啮合力的模型,其研究思路对于其他类型联轴器(如齿式联轴器)啮合力模型的推导具有借鉴意义;(2)花键联轴器的横向啮合刚度对转子一轴承系统失稳转速影响不大,但转角啮合刚度影响较大;(3)用花键联轴器线性化横向刚度来代替其相应的啮合力得到的系统的失稳转速偏高,用等效轴段法模化联轴器得到的转子系统的失稳转速较高;因此,工程用联轴器刚度或等效轴段法模化联轴器将掩盖系统真实的失稳转速,这对转子系统(机组)运行来说是不安 全的。