彈性聯軸器動力實驗研究

  轉接套齒在航空渦輪軸發動機的臺架試驗中,與功率吸收裝置相聯的轉接套齒通過花鍵與彈性軸松動連接。這種松動連接在優良地傳遞功率的同時,與彈性軸一起在發動機和功率吸收裝置之間起著隔離振動的作用。因為是花鍵連接,有時候甚至采用直齒的漸開線花鍵,其隔離振動作用需要有相應的結構保護才能發揮作用。如果在結構上安排不恰當,往往造成無益的振動。本節研究轉接套齒的長度因素對其振動的影響,說明轉接套齒在彈性聯軸器功能實現過程中不可忽視的作用。

彈性聯軸器動力特性實驗在由交流電動機、更速器、平臺及電氣控制系統組成的旋轉實驗器上進行。整個彈性聯軸器動力特性實驗系統,更速器和彈性聯軸器間采用尼龍繩連接,這種尼龍繩本身也是一種彈性聯軸器,起著傳遞扭矩和保護實驗系統的作用,只不過所傳遞的扭矩好有限。彈性聯軸器是通過套齒花鍵的加工以及裝配,來保護彈性軸與轉接套齒間的套齒花鍵連接為松動連接的。實驗系統的測量系統包括彈性聯軸器的轉速測量、軸承的溫度測量和系統的動態特性測量,其中動態特性測量包括支座的振動加速度測量和彈性軸的位移測量。沿彈性聯軸器的軸向布置多個電渦流式位移傳感器,測量各測點撓度隨轉速的變化。在支承試驗器轉子系統的兩個支座上安裝加速度傳感器,測量支座的振動加速度隨轉子系統旋轉速度的變化。轉速和溫度測量分別是通過光電傳感器和焊接在軸承外環上的熱電偶實現的。

利用交流電動機驅動,緩慢更加彈性聯軸器的轉速,在振動水平較高,例如通過臨界轉速階段,速度適宜越過套齒花鍵彈性聯軸器是航空發動機設計與試驗中常用的結構,本文通過對彈性聯軸器進行結構分析、動力特性計算、動力特性實驗等工作,深受如下結論:1)為使彈性軸發揮浮動軸的作用,彈性軸兩端的花鍵連接須為松動連接。松動程度取決于花鍵的結構形式以及加工、裝配情況。2)轉接套齒的結構形式影響著工作狀態下花鍵連接的松動程度,若轉接套齒過長,將會導致松動連接作用的失效。3)若花鍵連接兩軸存在較大的相對彎轉變形,將導致松動連接轉變為柔性連接,從而改變彈性聯軸器的動力特性,并在發動機、減速器、動力裝置或者功率吸收裝置之間傳遞振動,并延長了兩支承間的轉軸長度,從而在較低的轉速下產生較大的振動,危害軸系的運行安 全。4)彈性聯軸器的動力特性實驗證實了松動連接變化為柔性連接的存在,但在彈性聯軸器的工作范圍內存在彈性軸的彎曲型臨界轉速是不允許的。5)允許有較大的相對彎轉變形是確認套齒花鍵為松動連接的關鍵。在花鍵的結構上采取措施是需要的,如鼓形花鍵等。