聯(lián)軸器裝配不對(duì)的主要原因以及彈性聯(lián)軸器的工作可靠性 

{一}、聯(lián)軸器裝配不對(duì)的主要原因

舵機(jī)是艦船航行使用的裝置，其低振動(dòng)噪聲及高可靠性對(duì)于艦船生存能力至關(guān)重要。目前我國(guó)水面艦船通常使用的閥控操舵裝置存在較大的換向沖擊及節(jié)流噪聲，噪聲經(jīng)液壓管路傳至全船，影響了艦船隱蔽性。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)外海軍已開始研究功率電傳的電液操舵方式。電液舵機(jī)具有體積小、效率高、振動(dòng)噪聲低及無(wú)液壓沖擊的優(yōu)點(diǎn)，可減少管路結(jié)構(gòu)振動(dòng)及操舵線譜噪聲。

液壓泵機(jī)組是電液舵機(jī)的動(dòng)力單元，由電機(jī)、液壓泵和聯(lián)軸器組成，輸出高壓油至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)外做功。目前，國(guó)內(nèi)外液壓系統(tǒng)向集成化和安靜化等方向發(fā)展，研究人員對(duì)液壓泵機(jī)組的可靠性和安靜性的研究日益廣泛。在安靜性方面，研究集中在電機(jī)和液壓泵的振動(dòng)噪聲降低措施上。在可靠性方面，研究集中在電機(jī)和液壓泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及電機(jī)一液壓泵的連接狀態(tài)上。提取電機(jī)一泵設(shè)備不對(duì)中狀態(tài)特征參數(shù)，應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了不對(duì)中狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。針對(duì)由空心線圈和Halbach永磁結(jié)構(gòu)組成的直線同步電機(jī)，提出其牽引力和法向力的一種解析計(jì)算方法，為永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。指出聯(lián)軸器裝配不對(duì)中是引起旋轉(zhuǎn)機(jī)械異常振動(dòng)的主要原因之一，不對(duì)中時(shí)域波形類似正弦曲線，為1倍頻、2倍頻的疊加，頻域波形有明顯的2倍頻特征。

液壓泵機(jī)組屬于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，60%的故障是由不對(duì)中引起的，其中聯(lián)軸器裝配不對(duì)中是產(chǎn)生不對(duì)中的主要原因。目前通過(guò)研究不對(duì)中狀態(tài)下的彈性套柱銷聯(lián)軸器振動(dòng)特性，用于檢測(cè)不對(duì)中狀態(tài)，主要集中在齒式聯(lián)軸器和膜片式聯(lián)軸器，而對(duì)梅花形彈性聯(lián)軸器的不對(duì)中振動(dòng)特性研究較少。

梅花形彈性聯(lián)軸器由彈性元件和兩個(gè)半聯(lián)軸器凸爪組成。相比于齒式聯(lián)軸器和膜片式聯(lián)軸器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、補(bǔ)償能力強(qiáng)、減振緩沖性能好等優(yōu)點(diǎn)，適用于經(jīng)常啟停、換向、要求較高可靠性的工作環(huán)境。因此，本文建立梅花形彈性聯(lián)軸器不對(duì)中條件下的力學(xué)模型，研究偏角不對(duì)中的振動(dòng)特性，為使用梅花形彈性聯(lián)軸器的液壓泵機(jī)組不對(duì)中故障檢測(cè)提供理論基礎(chǔ)與試驗(yàn)依據(jù)。

{二}、彈性聯(lián)軸器對(duì)傳動(dòng)裝置的工作可靠性

大功率柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不均勻性對(duì)傳動(dòng)裝置的工作可靠性和壽命有重大影響。對(duì)多缸柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，由于以下四方面原因的存在：(1)柴油機(jī)氣缸內(nèi)爆發(fā)壓力所產(chǎn)生的激振力矩是脈沖式周期變化的；(2)柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的質(zhì)量及慣性所產(chǎn)生的激振力矩是周期變化的；(3)接受功率部件所吸收的轉(zhuǎn)矩不是定值而產(chǎn)生的激振力矩是隨機(jī)變化的；(4)各缸功率不均衡偏差的客觀存在及其分布的隨機(jī)性導(dǎo)致柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生隨機(jī)波動(dòng)性等，致使柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不均勻性是無(wú)法避免的。其實(shí)際輸出值是由其輸出轉(zhuǎn)矩的平均值和一系列不同振幅、不同頻率和不同初相位的簡(jiǎn)諧力矩疊加而鬧習(xí)。在某些工況，柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的瞬時(shí)峰值甚至是其平均值的5一6倍，或者多。尤其是大功率柴油機(jī)由于其輸出轉(zhuǎn)矩大，致使其輸出轉(zhuǎn)矩的瞬時(shí)峰值非常大，進(jìn)而使其后的車輛傳動(dòng)裝置的工作條件十分惡劣，從而導(dǎo)致傳動(dòng)裝置動(dòng)負(fù)荷大，壽命降低。為了改變柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不均勻性，柴油機(jī)內(nèi)部均裝有扭振減振器，但仍不能滿足車輛傳動(dòng)裝置的工作要求。為了改變傳動(dòng)裝置的工作條件、延長(zhǎng)其使用壽命，一般在柴油機(jī)與傳動(dòng)裝置之間安裝具有減振性能的彈性聯(lián)軸器，從而達(dá)到衰減柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不均勻性。經(jīng)使用表明：裝有彈性聯(lián)軸器比剛性聯(lián)接的車輛傳動(dòng)裝置，其故障率明顯降低、壽命大大延長(zhǎng)。目前，梅花聯(lián)軸器種類豐富，選用何種彈性聯(lián)軸器能夠與柴油機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到良好的匹配需從理論和試驗(yàn)研究來(lái)確定。以下針對(duì)某一具體柴油機(jī)和某動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，分別采用硫化橡膠齒彈性聯(lián)軸器、橡膠齒套彈性聯(lián)軸器和兩種蓋斯林格彈性聯(lián)軸器進(jìn)行減振試驗(yàn)研究，目的是探求用于車輛傳動(dòng)裝置的四種聯(lián)軸器對(duì)柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不均勻性的衰減效果及其變化規(guī)律。這種研究對(duì)比，還很少見諸文獻(xiàn)。

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