第六章 結論
§6.1 結論
本文對齒輪子聯軸器耦合軸系轉子動力學及DH型透平壓縮機齒輪聯軸器轉子系統的動力學特性進行了分析和研究。全文共分四個部分:第一部分齒輪聯軸器三維接觸分析;第二部分建立齒輪聯軸器附加力和力矩方程、在穩(wěn)態(tài)下對齒輪聯軸器的剛度進行線性化處理,并對齒輪聯軸器附加力矩進行了試驗測試;第三部分運用轉子動力學理論建立齒輪聯軸器-軸承-轉子系統彎扭耦合振動方程;第四部分對齒輪聯軸器耦合軸系轉子動力學及DH型透平壓縮機齒輪聯軸器轉子系統的動力學特性進行了分析和研究。
本文的主要結論有:
1.從齒輪聯軸器內外齒輪齒面三維接觸特點看:其最小接觸間隙及位置隨著位移的變化而變化,等間隙曲線呈現帶狀分布,且沿齒高的方向間隙變化的小,而在齒寬的方向上間隙變化的大。
2.齒輪聯軸器剛度是參考坐標系下的折合剛度,是齒輪聯軸器內外齒的相對位移非線性函數、且隨扭矩的增加而增大;齒輪聯軸器附加力和力矩在x,y,
,ψ,θ存在著一定的耦合效應,在內外齒輪對中性比較好時,其耦合效應不明顯,而隨著內外齒輪相對位移的增加耦合相應增加。
3.理論和試驗證明,考慮磨擦力時對其附加力和力矩有很大的影響,且有明顯的遲滯現象;同時磨擦力可牟引起齒輪聯軸器軸向力,在沒有推力軸承的情況下,當連接的兩段軸對中很差,潤滑狀況不好時,有可能發(fā)生較大的軸向竄動,應予以注意。
4.齒輪聯軸器聯接軸系是靜不定問題,其靜態(tài)平衡位置的確定要與軸承同時考慮。
5.通過數值計算揭示了齒輪聯軸器耦合軸系的振動一種彎扭耦合振動。齒輪聯軸器內外齒輪的對中性對彎扭耦合振動影響比較大,隨不對量的增加系統彎扭耦合越明顯,這主要是由于齒輪聯軸器內外齒的靜態(tài)相對位移改變了齒輪聯軸器的剛度。
6.工程上計算齒輪軸聯軸器系扭轉振動固有頻率的折合法,其實質是轉子間的扭轉耦合,與按扭轉耦合模型或彎扭耦合模型計算相比,會出現漏根現象,按彎扭耦合理論分析齒輪聯軸器軸系的扭轉振動,可避免丟失系統固有頻率的現象。
7.對某DH型壓縮機組的轉子軸承系統進行了動力學設計與分析,結果發(fā)現:
齒輪聯軸器的引入改變了G軸兩端軸承的負荷分配,使系統失穩(wěn)轉速發(fā)生改變。因此在實際計算中應充分考慮聯軸器的耦合效應。
§6.2 展望
本文對齒輪子聯軸器耦合軸系轉子動力學的研究局限于線性范圍,進一步的目標是把研究拓展到非線性鄰域。實際齒輪聯軸器轉子軸承系統,由于齒輪制造和安裝誤差、多齒接觸特點、齒輪嚙合剛度的時變性、背隙、齒輪質量不平衡以及軸承沒膜力的非線性等,構成一個既有高頻激勵、又有低頻激勵和參數激勵的復雜的非線性系統,綜合考慮這些因素對系統穩(wěn)定性和振動特性的影響,對于深入了解齒輪聯軸器耦合軸系動力學特性的本質,進一步提高轉子系統的安全性和可靠性,具有重要的意義,將是我們今后努力的方向。
在實際DH機組中,是聯軸器聯接多跨軸系和外齒輪多平行軸系組合,因此對此類機組的研究應同時外齒輪和聯軸器耦合作用,這對分析指導DH型壓縮機轉子系統設計、制造、安裝和運行以及提高機組可靠性,具有十分重要的工程實際意義。
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