膜片联轴器耦合的不对中转子—轴承系统动力学研究

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本文根据集总参数法建立了膜片联轴器耦合的不对中转子—轴承系统的动力学模型。基于线性振动理论分析了系统的固有特性、稳定性和不平衡响应。主要内容和结论如下: 首先分析了膜片组的静力学和动力学特性,导出了在工作状态下,膜片组应力和刚度的计算公式。然后对系统中的各典型部件分别进行了受力和运动学分析,同时考虑了转子的不对中和不平衡因素对系统动力学的影响,建立了膜片联轴器耦合的转子—轴承系统的动力学模型。 以膜片联轴器耦合的对称多跨转子—轴承系统为研究对象,分析了转子不对中量对轴承的动静特性、系统的固有特性和稳定性的影响。数值结果表明对于对称的转子—轴承系统,不对中对轴承的负荷分配和动静特性影响较大,而对系统的临界转速的影响较小。分析结果还表明不对中转子系统的模态与理想对中系统相比有较大的差别。在不对中量的作用下,系统的模态要发生改变,对于低阶模态一般以其中一跨转子的振动为主。另外不对中使膜片联轴器耦合的转子—轴承系统的稳定性有恶化的趋势。 研究了膜片联轴器耦合的转子—轴承系统的不平衡响应,重点分析了膜片联轴器的刚度和转子的不对中量对系统不平衡响应的影响。结果表明联轴器的转角刚度和径向刚度对转子系统不平衡响应的影响是不相同的,其中转角刚度对转子—轴承系统不平衡响应的影响较大,而径向刚度的影响较小。当转子系统在临界转速附近时,转子的不对中对系统的不平衡响应影响显著,而在其它转速处,这种影响较小。
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