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1037224西克編碼器上海秉銘提供DFS60B-S1CA04096轉(zhuǎn)矩也會(huì)增大,但軸向磁密卻減小;當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩增加時(shí),轉(zhuǎn)差率在一定范圍呈線性平緩增加而后急劇上升,而傳遞效率卻先上升后下降,且當(dāng)轉(zhuǎn)差率為3%時(shí),效率達(dá)到大;在給定轉(zhuǎn)差率為6%時(shí),輸入功率的增加對(duì)聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率幾乎無影響,效率基本保持在94%左右,從而驗(yàn)證轉(zhuǎn)差率和效率之和滿足常數(shù)1的規(guī)律;當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩為2648 N·m時(shí),傳遞效率始終保持在95%左右,此時(shí)轉(zhuǎn)差率范圍為2%6%,證明盤式異步磁力聯(lián)軸器能夠在一定負(fù)載工況下高效運(yùn)行,具有很好的傳動(dòng)特性,?；蓜?dòng)等故障,這些故障會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的異常振動(dòng),引起災(zāi)難性的后果。其中,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不對(duì)中故障發(fā)生的概率僅次于不平衡,是生的第二大類故障,。不對(duì)中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)會(huì)引起旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)過大,引發(fā)軸承負(fù)荷不均衡,、軸承過度磨損、聯(lián)軸器過早失效以及軸撓曲變形加劇等一系列問題,。不對(duì)中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理問題目前還沒得到有效解決,特別是涉及到滾動(dòng)軸承不對(duì)中,、套齒聯(lián)軸器不對(duì)中的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理問題,。同時(shí),轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有特性和振動(dòng)響應(yīng)會(huì)受到不對(duì)中因素的顯著影響,需要開展深入的理論和試驗(yàn)研究。因此,不對(duì)中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理問題及其振動(dòng)特性研究是目前理論和工程技術(shù)領(lǐng)域的重要課題之一,。本文針對(duì)帶有滾動(dòng)軸承不對(duì)中的二支點(diǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、帶有套齒聯(lián)軸器不對(duì)中的三支點(diǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng),開展不對(duì)中環(huán)節(jié)的動(dòng)力學(xué)建模,、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模,、基于有限元的數(shù)值仿真計(jì)算、基于模型試驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)測試試驗(yàn)等基礎(chǔ)理論研究工作,本文所完成的主要內(nèi)容如下：（1）針對(duì)帶有角接觸球軸承支承的轉(zhuǎn)子系統(tǒng),考慮結(jié)構(gòu)安裝存在的軸承偏置因素,基于Hertz接觸理論,引入了對(duì)中表征參量平移量和角度偏轉(zhuǎn)量,分別建立了在正常狀態(tài)下和不對(duì)中狀態(tài)下的滾動(dòng)軸承5自由度剛度解析模型,分析了不對(duì)中表征參量對(duì)滾動(dòng)軸承剛度特性的影響規(guī)律,。通過滾動(dòng)軸承有限元計(jì)算和靜止態(tài)滾動(dòng)軸承剛度測試進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證,。（2）提出了基于Lagrange能量法的帶有滾動(dòng)軸承不對(duì)中的兩支點(diǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模方法,模型中引入了考慮不對(duì)中因素的5自由度滾動(dòng)軸承剛度模型?；谠摻馕瞿Ｐ头治隽藵L動(dòng)軸承不對(duì)中的激振機(jī)理,獲得了兩支點(diǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)滾動(dòng)軸承不對(duì)中引起的附加激勵(lì)力,。進(jìn)行該系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的仿真分析,獲得了軸承不對(duì)中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率和振動(dòng)響應(yīng)的變化規(guī)律。（3）提出了帶有滾動(dòng)軸承不對(duì)中的二支點(diǎn)不對(duì)中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的有限元建模方法,進(jìn)行轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)仿真分析,獲得了滾動(dòng)軸承不對(duì)中對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)的時(shí)頻響應(yīng)和軸心軌跡,并通過試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比分析,角度不對(duì)中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)都表現(xiàn)出明顯的軸向振動(dòng)特征,。（4）根據(jù)套齒聯(lián)軸器的套齒嚙合和軸向接觸等典型結(jié)構(gòu)特征,建立了考慮橫向剛度,、曲剛度和軸向剛度的套齒聯(lián)軸器5自由度剛度模型?；贚agrange能量法推導(dǎo)了帶有套齒聯(lián)軸器不對(duì)中的三支點(diǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的解析模型,。基于該解析模型,分析了套齒聯(lián)軸器不對(duì)中對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的激振原理,。進(jìn)行該轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的仿真分析,兩個(gè)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)呈現(xiàn)不同的規(guī)律,不對(duì)中長軸表現(xiàn)出顯著的二倍頻成分和復(fù)雜的振動(dòng)行為,特別是套齒聯(lián)軸器不對(duì)中造成了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)強(qiáng)烈的軸向振動(dòng),。（5）提出了帶有套齒聯(lián)軸器不對(duì)中的三支點(diǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的有限元建模方法。進(jìn)行轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的數(shù)值仿真分析,結(jié)果表明,不對(duì)中長軸受不對(duì)中的影響更顯著,。所得結(jié)果與模型實(shí)驗(yàn)臺(tái)測試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,具有相似的二倍頻振動(dòng)特征和軸向振動(dòng)特征,。本文針對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不對(duì)中問題,從解析分析、有限元仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證三個(gè)層面,開展了滾動(dòng)軸承不對(duì)中和聯(lián)軸器不對(duì)中的動(dòng)力學(xué)機(jī)理與振動(dòng)特性的研究工作,獲得了不對(duì)中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的橫向振動(dòng)和軸向振動(dòng)特征,所得結(jié)果對(duì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不對(duì)中的振動(dòng)預(yù)估,、評(píng)價(jià)和控制具有重要價(jià)值,。一種通過永磁體的磁力將原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)聯(lián)接起來的新型聯(lián)軸器。它可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的無接觸傳遞,從而用靜密封替代傳統(tǒng)的動(dòng)密封裝置,解決工業(yè)傳動(dòng)裝置中的泄漏問題,。由于磁力聯(lián)軸器的良好的密封性能,因此廣泛地應(yīng)用在對(duì)密封有特殊要求的場合,如石油,、化工、制藥等領(lǐng)域,。本文從氣隙磁場,、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩以及渦流損耗三個(gè)方面對(duì)磁力聯(lián)軸器進(jìn)行了系統(tǒng)研究。首先,構(gòu)建磁力聯(lián)軸器的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)電磁場原理以及疊加定理,推導(dǎo)出磁力聯(lián)軸器內(nèi)外磁鋼在氣隙處產(chǎn)生的磁場,獲得氣隙磁場分布的解析公式,。同時(shí),利用有限元法驗(yàn)證了解析結(jié)果的正確性,。其次,在氣隙磁場分析的基礎(chǔ)上,利用等效電流模型,推導(dǎo)出磁力聯(lián)軸器靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的解析公式,并用Simpson方法進(jìn)行簡化。此外,構(gòu)建了磁力聯(lián)軸器周期性有限元分析模型,采用了周期性邊界條件以及運(yùn)動(dòng)邊界的處理方法,獲得了靜態(tài)轉(zhuǎn)矩隨磁偏角變化的性能曲線,。系統(tǒng)研究了磁力聯(lián)軸器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的影響,提出材料利用率的設(shè)計(jì)理念,對(duì)磁力聯(lián)軸器進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化：并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,。后,提出了一種簡便有效的渦流損耗解析計(jì)算方法,。該方法完善了現(xiàn)有的解析公式,增加了計(jì)算的準(zhǔn)確性。此外,針對(duì)影響渦流損耗的因素進(jìn)行了綜合研究,提出了幾種減小渦流損耗的有效途徑,。
1037224西克編碼器上海秉銘提供DFS60B-S1CA04096引起嚴(yán)重整機(jī)振動(dòng)的主要原因之一.特別地,以*渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為代表的帶有彈性支承,、內(nèi)外布置的多轉(zhuǎn)子系統(tǒng),其動(dòng)力學(xué)特性具有特殊性,不對(duì)中的理論問題與工程需求十分突出.本文首先針對(duì)兩類不對(duì)中問題（聯(lián)軸器不對(duì)中和支點(diǎn)不對(duì)中）,評(píng)述了目前不對(duì)中建模方法、不對(duì)中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)特性方面的代表性研究成果.其次,針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng),詳細(xì)綜述了目前已有的套齒聯(lián)軸器,、彈性支承組件的動(dòng)力學(xué)研究成果.在此基礎(chǔ)上,作者針對(duì)其具體結(jié)構(gòu)特征,進(jìn)行了航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)聯(lián)軸器已廣泛應(yīng)用在中,、大功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵和風(fēng)機(jī)等設(shè)備上，該裝置具有高效節(jié)能,，維護(hù)費(fèi)用低,，安裝簡單，高效扭矩傳輸,，允許沖擊負(fù)載,，隔離震動(dòng)和柔性啟動(dòng)等特性。關(guān)于永磁渦流聯(lián)軸器的研究國內(nèi)主要采用經(jīng)驗(yàn)公式和放大安全系數(shù)的設(shè)計(jì)方法,，沒能有效地解決功率匹配和能量浪費(fèi)等問題,。本文采用理論分析和有限元相結(jié)合的方法，對(duì)永磁渦流聯(lián)軸器的的氣隙磁場,、渦流密度和磁傳遞力矩進(jìn)行研究和分析,，主要研究了以下幾方面：（1）利用等效磁荷法建立了永磁渦流聯(lián)軸器氣隙磁場的數(shù)學(xué)模型，得到了氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度的解析表達(dá)式,；利用MATLAB分析了氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度分布規(guī)律,；并且研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響；研究表明,；減小氣隙距離,，增加磁塊厚度，選擇合理的磁極數(shù)可以增大氣隙磁場強(qiáng)度,。（2）對(duì)麥克斯韋方程組進(jìn)行求解,，建立求解渦電流密度的數(shù)學(xué)模型，得到了銅盤中渦電流密度解析表達(dá)式,；利用MATLAB分析了渦電流密度分布規(guī)律,，并研究了參數(shù)變化對(duì)渦電流密度有效值的影響規(guī)律,；研究表明：選擇合理的磁極對(duì)數(shù),，增加磁塊厚度,，減小氣隙長度可以增大渦電流密度有效值。（3）以微積分學(xué)為基礎(chǔ),，利用電磁學(xué)理論求得了永磁渦流聯(lián)軸器磁傳遞力矩,、輸入、輸出功率和效率的表達(dá)式,；利用MATLAB分析了上述參數(shù)的變化規(guī)律,；并研究了參數(shù)變化對(duì)磁傳遞力矩影響,；研究表明：存在一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速使磁傳遞力矩、輸出功率產(chǎn)生大值,；選擇合理的磁極對(duì)數(shù),，增加磁塊厚度，減小氣隙長度,，增加驅(qū)動(dòng)盤的電導(dǎo)率和半徑可以增大磁傳遞力矩,。（4）利用ANSYS對(duì)永磁渦流聯(lián)軸器的氣隙磁場、渦流密度和磁傳遞力矩進(jìn)行有限元仿真分析,，并將有限元分析結(jié)果與前面解析法所得的結(jié)果進(jìn)行比較；研究結(jié)果表明：雖然有限元結(jié)果與解析結(jié)果之間存在一定的誤差,，但是其誤差在工程容許的范圍內(nèi),，所以可以用本文的解析法來指導(dǎo)永磁渦流聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)和制造。