联轴器及其振动

 联轴器及其振动

 
联轴器是连接两根轴的部件,主要功能是从驱动端到被驱动端传递扭矩。
 
联轴器分为刚性和柔性两种。刚性联轴器一般用于大型蒸汽透平-发电机机组及大型立式泵中,柔性联轴器则广泛应用于电机、泵、压缩机、风机、风扇等机械中。
 
转子不对中在机械故障中占比很大,超过50%,最显而易见的破坏是导致动静部件(如轴承、密封等)的摩擦,改变轴承的负荷,影响其使用寿命等。
 
两根轴的完美对中是很难的,所以希望联轴器可以减缓不对中产生的影响是很自然的联想。另外,热膨胀可能改变冷态对中状态,转子在轴承中的位置可能会随负荷的变化而改变(如齿轮传动中载荷变化影响轴中心的位置),进而改变原始的对中状态。
 
优势:
 
传递功率大
 
尺寸小
 
不需要润滑
 
没有摩擦
 
造价低
 
可以减小轴承数量(如果两根轴之间可以省掉一个轴承)
 
劣势:
 
对中要求高,无法动态对中,冷态对中要考虑热态时的情况。
 
对心(内部对中)也很重要
 
安装和拆开困难
 
柔性取决于转子的弹性,范围小
 
两根转子可视为一根转子,轴系动态特性不完全等同于单转子情况,包括轴向和径向。
 
常见故障:
 
不平衡 – 除通常的质量不平衡外,还可能是对中引起的质量中心变化
 
轴承损坏 – 不对中会导致载荷的分布发生变化,某些轴承会过载,导致损坏,包括密封的过载损坏,影响它们的使用寿命
 
摩擦 – 不对中可能导致动静间隙减小,从而发生摩擦
 
流体失稳 – 不对中可能使得转子在某轴承位置抬高,失去载荷,从而在该轴承或密封处导致油膜失稳。
 
联轴器螺栓失效 – 部分螺栓的失效使得转子刚度各向异性,类似于转子裂纹特征。
 
转子裂纹 – 不对中导致转子上存在交变应力,易于发生疲劳失效。

TAG: