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轉子-聯軸器-軸承系統工程研究

發布時間:2021-02-05
旋轉機械大多都是由主動件和被動件組成,而扭矩的傳遞是通過連接主動件與被動件的各種型..

大型旋轉機械的轉子系統是石油、化工、電力、海洋和航空運輸等工業部門的核心設備,如用于各種場合的電動機、發電機以及壓縮機等。轉子的扭轉振動、橫向振動和縱向振動這些源于它們自身的各個部件的振動就是困擾這些高速旋轉機械的主要的問題。在實際運行過程當中,這三種振動是相互作用并且同時出現的。轉子系統的振動問題是旋轉機械振動關心的;這些振動會對機器造成各種危害,它不僅會使機器的工作效率降低而且還伴隨著噪聲的產生;振動嚴重的話很可能導致轉子的斷裂,這樣的損失將會是不可挽回的。比如,大型的汽輪機發電機組等設備是非常昂貴的,所以在實際的生產中一般都不會有備用設備,這就要求這些設備在工作時必須是穩定的、可靠的,否則就會嚴重威脅企業生產和職工的生命安全,從而造成巨大損失。

旋轉機械大多都是由主動件和被動件組成,而扭矩的傳遞是通過連接主動件與被動件的各種型式的聯軸器來實現的,可以說大型的多跨轉子系統都可以稱之為是轉子一聯軸器一軸承系統。事實上,聯軸器使得轉子間能量和運動的傳遞得以實現,聯軸器的品質也就決定了能量傳遞的程度。在船舶動力裝置中,常用柔性聯軸器連接減速裝置和推進軸系,通過齒式聯軸器連接汽輪機與齒輪減速箱。實際旋轉機械中,聯軸器不僅起到連接各轉子、傳遞扭矩和補償軸向、角向、徑向位移的作用,而且對整個機組的動力學特性和穩定性有著重要的影響。因此,必須對聯軸器在轉子系統中的作用加以重視。人們希望在運動的傳遞過程中,聯軸器能夠把對系統有害的運動截斷,從而增加系統運動的穩定性。

在以往對轉子系統進行動力學分析的過程中,對轉子、軸承、基礎以及密封等這些構成系統的典型部件都作了較深入的研究,但對于聯軸器動力學的討論卻有限。而目前膜片聯軸器由于它的壽命較長、可靠性好、不需要潤滑、無需進行維護、能保持恒定的較低的不平衡量,工作環境可以比較惡劣,拆裝方便等一系列優點在國內已經取得了較為廣泛的應用。目前國內已經有不少學者對聯軸器進行了研究,大部分都是對剛性聯軸器的研究,對于膜片聯軸器的研究不多。這些研究大部分是將聯軸器視為傳統的機械部件進行剛度、強度、壽命分析,而對其在大型旋轉機械中的作用研究的很少。在轉子——聯軸器——軸承系統中,由于轉子彎曲、軸承支座受熱變形和聯軸器、軸承的加工、安裝誤差等,常常導致聯軸器兩端產生靜態不對中,終導致旋轉機械的故障。根據有關數據表明,旋轉機械故障的60%以上都是不對中故障。因此,對于不對中轉子——膜片聯軸器——軸承系統的動力學研究是有實際的工程研究意義的。


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