轉(zhuǎn)子-聯(lián)軸器-軸承系統(tǒng)工程研究

發(fā)布時間：2021-02-05

大型旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是石油、化工、電力、海洋和航空運輸?shù)裙I(yè)部門的核心設(shè)備，如用于各種場合的電動機、發(fā)電機以及壓縮機等。轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xiàn)的。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動問題是旋轉(zhuǎn)機械振動關(guān)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(chǎn)生；振動嚴重的話很可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)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(fā)電機組等設(shè)備是非常昂貴的，所以在實際的生產(chǎn)中一般都不會有備用設(shè)備，這就要求這些設(shè)備在工作時是穩(wěn)定的、的，否則就會嚴重威脅企業(yè)生產(chǎn)和職工的生命，從而造成巨大損失。

旋轉(zhuǎn)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(lián)軸器來實現(xiàn)的，可以說大型的多跨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)都可以稱之為是轉(zhuǎn)子一聯(lián)軸器一軸承系統(tǒng)。事實上，聯(lián)軸器使得轉(zhuǎn)子間能量和運動的傳遞得以實現(xiàn)，聯(lián)軸器的品質(zhì)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(lián)軸器連接減速裝置和推進軸系，通過齒式聯(lián)軸器連接汽輪機與齒輪減速箱。實際旋轉(zhuǎn)機械中，聯(lián)軸器不僅起到連接各轉(zhuǎn)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(xué)特性和穩(wěn)定性有著重要的影響。因此，對聯(lián)軸器在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的作用加以重視。人們希望在運動的傳遞過程中，聯(lián)軸器能夠把對系統(tǒng)的運動截斷，從而增加系統(tǒng)運動的穩(wěn)定性。

在以往對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行動力學(xué)分析的過程中，對轉(zhuǎn)子、軸承、基礎(chǔ)以及密封等這些構(gòu)成系統(tǒng)的典型部件都作了較深入的研究，但對于聯(lián)軸器動力學(xué)的討論卻有限。而目前膜片聯(lián)軸器由于它的壽命較長、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(huán)境可以比較惡劣，拆裝方便等一系列優(yōu)點在國內(nèi)已經(jīng)取得了較為廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)已經(jīng)有不少學(xué)者對聯(lián)軸器進行了研究，大部分都是對剛性聯(lián)軸器的研究，對于膜片聯(lián)軸器的研究不多。這些研究大部分是將聯(lián)軸器視為傳統(tǒng)的機械部件進行剛度、強度、壽命分析，而對其在大型旋轉(zhuǎn)機械中的作用研究的很少。在轉(zhuǎn)子——聯(lián)軸器——軸承系統(tǒng)中，由于轉(zhuǎn)子彎曲、軸承支座受熱變形和聯(lián)軸器、軸承的加工、安裝誤差等，常常導(dǎo)致聯(lián)軸器兩端產(chǎn)生靜態(tài)不對中，終導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)機械的故障。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，旋轉(zhuǎn)機械故障的60%以上都是不對中故障。因此，對于不對中轉(zhuǎn)子——膜片聯(lián)軸器——軸承系統(tǒng)的動力學(xué)研究是有實際的工程研究意義的。