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弹性联轴器的震动特性及卸载过程-新闻中心-沧州五川机械设备有限公司
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    随着船舶舒适性要求的提高,船用低噪声动力设备如弹性柱销联轴器、主机隔振器等弹性元件大量应用到柴油机推进系统中。一般地,为柴油机推进系统选择弹性联轴器时,会优先考虑额定扭矩、转速、位移补偿量等参数,而忽略振动特性参数的选择。实际上,因为弹性联轴器转动惯量比一般轴段大,刚度比一般轴段小,所以推进系统使用了弹性联轴器后振动特性会有较大变化。
    目前,在柴油机推进系统的振动计算中一般根据弹性联轴器的橡胶硬度、硫化温度、添加材料等给出一个理论估计值。然而弹性联轴器的形式、种类千差万别,工作模式和安装条件不尽相同,估计值跟实际情况会有一定差异。推进系统中元件振动参数不准确会导致整个柴油机推进系统振动估算偏离实际情况,-了柴油机推进系统振动预测的准确性。为提高系统振动评估的准确性,就需要准确提供弹性联轴器的振动特性参数。
    国家标准、船舶行业标准以及各国船级社规范中,船用柴油机推进系统的振动一般从三个方向来衡量,即扭转振动、横向振动和纵向振动。因此本文对于弹性联轴器振动特性也分为扭转、横向和纵向三个方向进行测量和分析,并提出适用于试验室条件下测量振动特性参数的试验方法。
    从推进系统振动方面考虑,弹性联轴器主要起到两方面作用:
    1、调节传动系统的振动固有频率;
    2、减小扭转振动的振幅。
    星型弹性联轴器通过质量、转动惯量和刚度对传动系统的固有频率进行调节;通过质量、转动惯量、刚度和阻尼对扭转振动振幅进行调节,因此,弹性联轴器与振动控制有关的参数为质量、转动惯量、动态刚度和相对阻尼刀。其中质量和转动惯量易于测量或计算,精度满足推进系统计算要求。本文重点讨论动刚度和阻尼两个参数的测量方法。
    为保证测量结果可靠,测量系统的安装基座的一阶固有频率需高于测量范围上限频率的2倍。为保证试验系统中激振器、传感器、分析仪等设备的稳定性,试验室环境温度应在20~25℃范围内,相对湿度应在65%以下。
    振动特性试验台应包括激励器、传感器、数据记录采集系统、主体机架、固定基座以及安装弹性联轴器的夹具等装置。主体机架、固定基座和夹具应具有足够的刚度和稳定性,使弹性联轴器作为机械振荡系统中唯一的粘弹性部件,其余部件均可以视作刚性体。
    激励器可以施加静态载荷和包括正弦形式的动态载荷。外加于被测弹性联轴器载荷的谐波失真应不大于3%。
    将高弹性连轴器安装在动态试验机上,必要时需设计具有足够刚度的夹具。在横向加载过程中要保证弹性联轴器只发生横向变形,而不会有弯曲变形,可以通过设计夹具-其不发生弯曲变形或采用两个弹性联轴器背靠背连接来保证。本文给出背靠背连接两个弹性联轴器的试验方法。
    对其进行预加载,静态载荷由零缓慢增至额定值。重复两次预加载、卸载过程。以保证高弹性连轴器均匀变形。第三次从零加载至额定值,保持载荷30s。在此基础上施加一定频率的动态载荷。动态载荷可以是振幅控制或者是力/扭矩控制的。
    弹性联轴器的动态振动特性会随着试验预加载、振动幅值、频率、温度等因素的变化而变化。因此预加载、振动幅值和激励频率应尽量按照弹性联轴器实际使用情况而定,对于难于预估实际使用条件在表达动态参数时,应同时标明对应的样件温度、预加载值、振动幅值、温度和测量频率才是完整的表达方式。
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