双转子系统联轴器不对中振动响应分析

针对双转子系统不对中普遍存在,影响系统振动特性的问题,对内转子含有联轴器不对中的双转子系统进行了动力学仿真及振动分析。以某型航空发动机双转子系统为对象,通过施加不对中引发的附加载荷,建立双转子系统联轴器不对中动力学有限元模型。对比分析了特定工况下转子系统随不对中量增加,内外转子振动的频谱特征及轴心轨迹的变化规律。结果表明:内转子联轴器不对中振动特性可通过中介轴承传递到外转子,外转子支撑位置及中介轴承对应位置均可监测到内转子联轴器不对中振动响应;一倍频对联轴器不对中故障不敏感,二倍频幅值随联轴器不对中量的增加而增加,且距离联轴器越近的支撑位置的不对中响应越敏感;轴心轨迹随联轴器不对中量的增加由"椭圆"形变为"内八字"形。     

一种转子动态不对中量计算方法

从运动学角度出发,分析了双跨转子系统的运动特性和运动形态,提出了一种转子动态不对中量的定量计算方法。该方法通过安装在转子系统上的电涡流传感器获得转子运动的轴心位置信息,根据相似三角形定理,计算获得两根转子在联轴器处的轴心平动位移和角位移,再根据矢量合成法则,即可获得两根转子在联轴器处的平行不对中量以及角度不对中量。工程实践表明,该方法确定的不对中故障类型与特征典型的不对中故障类型表现出的时域波形特征、频谱特征以及轴心轨迹特征一致。该方法不但能够准确地诊断不对中的种类,而且能够得到不对中的定量结果,为工程实际中不对中故障的处理及轴系对中提供了量化参考。     

三支承磁悬浮轴承的不对中特性

应用多个磁悬浮轴承支承的转子系统,由于机械加工以及安装等方面的误差会导致各个磁悬浮轴承之间有一定的不对中量。提出了将转子偏离磁轴承中心悬浮,以减小各个支承悬浮位置的不对中量;结合单自由度磁轴承控制原理,分析了转子悬浮位置偏离中心对磁轴承悬浮性能的影响;从理论和试验两个方面对比研究了3个不对中磁悬浮轴承支承的转子悬浮在磁轴承中心和偏离中心后磁轴承的控制电流和抗扰动性能。研究结果表明一定程度的偏离磁轴承中心悬浮能够提高磁悬浮轴承系统的稳定性。     

螺纹联轴器-转子系统的不对中角度慢变和突变研究

在常见工程中,将柔性联轴器处理为线性阻尼和线性刚度,结果偏差较大.通过分析螺纹联轴器的非线性刚度项对传递扭矩和弯矩的影响,得出其非线性项表达式.基于有限单元法建立螺纹联轴器-悬臂转子模型,分析当系统出现联轴不对中时的不对中力矩、不平衡力,并以位移为未知量,将Wilson-θ和Newton-Raphson迭代法相联合求解动力学方程,最后对不对中量随转速升高而发生的慢变和突变现象进行仿真.研究表明:随着转速的增加,系统发生不对中量的突变与慢变时,分频振动现象很明显,并且突变带来的危害比慢变大.     

联轴器轴线不对中时电机干扰转矩的特征研究

为了分析联轴器转子不对中时对电机测试信号的影响,基于扭矩传感器测试原理,建立了联轴器两转子平行不对中与相交不对中时的分析模型,分析了它们在不同旋转角度下的受力状态,总结了所产生的附加作用力与力矩的特征规律.并基于已建立的分析模型对八花瓣梅花型联轴器所产生的干扰转矩特征进行了预测研究,最终通过台架试验验证了该模型预测结果...     

齿轮联轴器不对中转子系统的稳态振动特征分析

对不对中齿轮联轴器连接的轴承－转子系统进行了动力学分析，讨论了齿轮联轴器不对中力的组成。理论分析表明，齿轮联轴器的不对中而产生的作用力是联轴器内齿套的惯性力和联轴器内阻尼共同作用的结果，转子系统的稳态响应振幅与齿轮联轴器的不对中量、内阻尼、转子的转速和齿轮联轴器的结构参数有关。数值模拟结果显示在弯曲振动中转子系统会产生工频的2，4，6，8，…等偶数倍频分量，而在扭转振动中会产生工频的1，3，5，7，…等奇数倍频分量，并且这些倍频分量在齿轮联轴器附近处表现得非常明显。     

角不对中叠片联轴器系统非线性动力学分析

主要研究了叠片联轴器在偏角不对中故障下系统的非线性动力学行为。首先考虑到存在小角度不对中及转子质量不平衡等特征,建立叠片联轴器转子系统的动力学模型,由第二类拉格朗日方程推导出了系统的动力学微分方程。然后采用数值方法对微分方程进行仿真求解,绘制出系统运动随转速变化和角不对中量变化的分岔图,以及不同转速下的位移响应图、轴心轨迹图、相轨迹图,并对各个图像做出了相应的非线性动力学分析。     

角向不对中可调速盘式异步磁力联轴器的转矩特性分析

为研究可调速盘式异步磁力联轴器处于角向不对中工况下的输出转矩特性,首先对该联轴器角向不对中的运动机理进行了理论分析,然后利用Ansoft有限元软件对可调速盘式异步磁力联轴器在不同角向不对中量下的运行状态进行三维模拟分析,得到了其磁感应强度分布云图和输出转矩曲线及其对比表,最后进行了误差分析。研究结果表明:随着角向不对中量的增加,可调速盘式异步磁力联轴器的输出转矩出现了先减小后增大的趋势;当角向不对中量达到2°时,联轴器的输出转矩依然能够保持较高的精度和效率。分析结果对可调速盘式异步磁力联轴器以及其它磁力联轴器的安装调试及工作性能研究具有很好地指导意义。     

高速磁悬浮电动机对拖试验中转子不平衡量在线辨识与振动控制

针对高速磁悬浮电动机对拖试验中两台电动机转子轴不对中导致的转子不平衡振动加剧问题,提出一种基于简化广义陷波器的转子不平衡量在线辨识与振动控制方法,通过把联轴器之间的扰动力看作同频扰动,对电动机转子轴建立数学模型,采用简化广义陷波器对转子不平衡同频分量进行辨识作为位移补偿信号,使转子轴绕其惯性轴旋转,并使用广义根轨迹分析加入陷波补偿后磁轴承控制系统的稳定性和算法收敛性。电动机对拖试验结果表明:该方法有效地抑制了电动机转子轴的不平衡振动,保证了磁悬浮转子在对拖试验中高速稳定运行,在转子额定转速36 000 r/min时,转子位移跳动降低80%,控制电流峰峰值降低65%,同频振动减小为原来的28.7%,磁轴承系统的功耗也略有降低。     

运用综合设计法的多功能转子-轴承试验平台设计及实验研究

以大型旋转机械转子系统为研究对象,利用综合设计法设计模拟试验装置。功能优化设计通过编写试验台任务书,确认系统的功能,通过二级模糊评价方法确认总体设计方案。动态优化设计完成基于ANSYS Workbench仿真分析软件对四跨转子系统进行模态分析与谐响应分析,获得前六阶固有频率及振型。研究不同支撑刚度对转子系统临界转速的影响,通过坎贝尔图观察随着转速的升高,转子系统的固有频率的变化情况,还通过谐响应分析得出在不同载荷下转子系统的振幅规律。智能优化设计完成了平行不对中与偏角不对中实验装置的设计,可以精确控制不对中量。试验研究偏角不对中做了不对中量为1°与2°两组试验研究;平行不对中做了不对中量为1 mm与2 mm两组试验研究。系统不仅会有工频还会出现二倍频,随着偏角不对中量的增加二倍频成分也更加明显,幅值会增大;轴心轨迹出现″8″字形与内凹形。出现平行不对中时系统二倍频占主要成分且出现明显的三倍频。