內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組聯(lián)軸器新匹配策略
在內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系中,聯(lián)軸器作為連接主、從動(dòng)軸的關(guān)鍵部件,具有將內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機(jī)的作用,部分聯(lián)軸器還能夠補(bǔ)償聯(lián)軸器主、被動(dòng)端的不對(duì)中性,對(duì)從動(dòng)軸起到緩沖和減振的作用,內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系中聯(lián)軸器的選用關(guān)系很重要。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)不可避免會(huì)產(chǎn)生周期性的激振力,特別是當(dāng)各缸做功不均衡時(shí),某些諧次激振力會(huì)明顯增加,如果聯(lián)軸器匹配不合理,軸系部件就可能出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞.在聯(lián)軸器類(lèi)型、參數(shù)的變動(dòng)對(duì)軸系部件的影響方面,聯(lián)軸器參數(shù)改變對(duì)該系統(tǒng)響應(yīng)有很大影響.某些聯(lián)軸器斷裂現(xiàn)象是由內(nèi)燃機(jī)非均衡工況造成.因而聯(lián)軸器的匹配問(wèn)題關(guān)系到整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和,對(duì)其進(jìn)行研究.目前常用的聯(lián)軸器主要包括剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器,其中彈性聯(lián)軸器包含了彈簧阻尼型和橡膠型等.剛性聯(lián)軸器的主、從動(dòng)軸幾乎剛性連接,聯(lián)軸器剛度越大,從動(dòng)軸工作環(huán)境越惡劣.彈性聯(lián)軸器具有補(bǔ)償兩軸間的位移、緩沖和降低從動(dòng)機(jī)械扭振響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn),因而中、高轉(zhuǎn)速船舶內(nèi)燃機(jī)軸系多采用彈性聯(lián)軸器,內(nèi)燃機(jī)車(chē)的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系也不例外.彈性聯(lián)軸器的匹配策略主要為:在工作轉(zhuǎn)速內(nèi),結(jié)點(diǎn)位于聯(lián)軸器主、被動(dòng)端之間的聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率需避開(kāi)內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力頻率,使內(nèi)燃機(jī)在穩(wěn)態(tài)均衡工況運(yùn)行時(shí)軸系聯(lián)軸器模態(tài)不會(huì)與主簡(jiǎn)諧力產(chǎn)生共振.此外,彈性聯(lián)軸器可以降低內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系中電機(jī)轉(zhuǎn)子的扭振響應(yīng),電機(jī)轉(zhuǎn)子工作性.但是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)各缸點(diǎn)火不均勻(非均衡工況)時(shí),0.諧次和1.0諧次的扭振響應(yīng)幅值激增,軸系聯(lián)軸器模態(tài)常和內(nèi)燃機(jī)0.諧次或1.0諧次的激振力在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生共振,導(dǎo)致軸系和聯(lián)軸器的性降低,采用傳統(tǒng)的聯(lián)軸器匹配策略并不能滿(mǎn)足軸系實(shí)際工作的需要?;诖?,筆者提出一種使用連續(xù)變剛度聯(lián)軸器與內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系扭振特性匹配的新策略,采用仿真計(jì)算與試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法,分析傳統(tǒng)的匹配策略相對(duì)新匹配策略的不足。并對(duì)新匹配策略在均衡工況和非均衡工況下的軸系扭振響應(yīng)影響進(jìn)行驗(yàn)證.
1匹配策略分析
1.1軸系聯(lián)軸器傳統(tǒng)匹配策略以及存在的問(wèn)題基于內(nèi)燃機(jī)軸系聯(lián)軸器的抗扭振設(shè)計(jì)基本原則,在工作轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi),要求調(diào)整聯(lián)軸器模態(tài)頻率避開(kāi)內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力頻率。在內(nèi)燃機(jī)軸系中常用的聯(lián)軸器有大剛度聯(lián)軸器和、小剛度聯(lián)軸器兩種.、小剛度聯(lián)軸器因其剛度較小,軸系聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率低于內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力頻率,但由于、小剛度聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率低,在非均衡工況運(yùn)行時(shí)會(huì)在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生共振,造成較大的扭振幅值。
內(nèi)燃機(jī)車(chē)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中因非均衡工況時(shí)聯(lián)軸器匹配不合理產(chǎn)生共振進(jìn)而導(dǎo)致軸系聯(lián)軸器損壞的實(shí)例。因而采用彈性聯(lián)軸器時(shí),軸系聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)應(yīng)避開(kāi)0.諧次和1.0諧次激振力頻率.大剛度聯(lián)軸器的剛度大,電機(jī)轉(zhuǎn)子與曲軸幾乎固定連接在一起,使得軸系聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率高于內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力頻率。大剛度聯(lián)軸器往往結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且加工安裝較方便,較高的聯(lián)軸器模態(tài)使得軸系在工作轉(zhuǎn)速范圍避開(kāi)內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力,但是大剛度聯(lián)軸器內(nèi)撓性元件,因而大剛度聯(lián)軸器不能補(bǔ)償內(nèi)燃機(jī)輸出軸與電機(jī)軸的不對(duì)中誤差,也不能提供減振效果,會(huì)惡化從動(dòng)機(jī)械工作環(huán)境.
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