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联轴器不对中影响的试验

2021-03-06 10:45:14

联轴器不对中状态对船舶轴系动力学特性影响的试验

针对某船舶高速轴系不对中状态对轴系振动的影响,建立涡轮转子一传动轴一太阳轮转子试验模型,通过调整轴承支座的标高来模拟平行不对中和转角不对中量,进行多次升降速试验获得靠近轴承处的转子的振动位移。不同的联轴器不对中状态对轴系的临界转速没有影响;在工作转速4200r/min时,不同联轴器对中状态下轴系各测点基频振动幅值变化很小,靠近套齿联轴器的太阳轮右侧轴承处转子2倍频振动明显大于左侧轴承处的振动;整体抬高太阳轮轴系标高对2倍频振动的影响较小;太阳轮左侧轴承支座标高降低时各轴承处2倍频振动幅值均有变大;降低涡轮驱动端轴承支座的标高,轴系2倍频振动幅值整体变大;各对中状态下所有测点振动幅值的计算值与试验测量值的平均偏差小于20,不同的对中状态对涡轮机转子的振动影响均小于对太阳轮转子的影响

转子轴系的扭矩传递大多采用联轴器,联轴器不对中将产生一系列不利于设备运行的动态效应,使旋转机械的振动变得复杂,转子不对中引起的故障约占总故障数的60。通过理论推导和有限元仿真研究了不对中啮合力对转子一套齿联轴器系统的影响规律,不对中联轴器的刚度并非是恒定的常量,而是与动态位移相关的变量,甚至在某些状况下主刚度出现负值,其倍频幅值变加,使振动变得复杂;

分析膜片式弹性联轴器不对中的情况下,滑动轴承支撑的多盘转子系统的非线性动力学特性和稳定性,联轴器引起的倍频振动中2倍频依然占据主要地位;针对某航空发动机内外双转子系统不对中问题,通过有限元仿真得出内外转子的振动均出现2倍频的特征。建立了非线性油膜力影响下不对中滑动轴承一转子系统动力学模型,通过微分耦合经验模态分解方法能更直观地找到故障诊断中不对中的频率成分;对航空发动机转子的不对中模式和振动特性做了总结,套齿联轴器不对中和支点滚动轴承不对中分别会使低压转子系统、风扇转子系统和高压转子系统产生横向和轴向振动,转频和倍频成分均会出现,但与不对中量值(角度和平行偏置量)均不成比例关系;研究了柔性转子一滚动轴承系统在碰摩和不对中故障耦合作用下的动力学响应特征,准确地给出了不对中故障时的频谱和轴心轨迹图;通过试验模拟了油膜涡动和不对中两种故障的诊断结果,不对中时阶次谱系中基频和倍频同时存在,通过阶次谱分析能分辨出半频涡动和不对中的故障差异。

本文通过搭建涡轮转子、传动轴转子、太阳轮转子通过联轴器耦合的试验模型,调整各轴承支座的标高来模拟转子的各种不对中状态,获得轴承附近转子振动数据,试验得出倍频成分对轴系振动的影响规律并通过标高的变化确定不对中量对振动的影响程度。考虑了联轴器耦合刚度对振动的影响,也考虑了轴承座的支反力对轴承动力学参数的影响,计算了不对中量对不同位置转子的基频和倍频的振动响应的影响程度。