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膜片联轴器是电主轴转子系统的重要组成部分,膜片在补偿联轴器不对中的同时吸收冲击和载荷。当电主轴-膜片联轴器-测功机系统出现联轴器不对中时,膜片联轴器中的膜片将产生变形以补偿不对中,产生变形的同时引入了附加载荷,最终作用到电主轴上。同时,转子系统产生不对中会引起所连接的主、从动轴截面处的轴心轨迹出现异常,通过对其的检测可判断系统所处的不对中状态,所以有必要研究不同不对中状态下对应的轴心轨迹。本文基于电主轴可靠性试验台,在对膜片联轴器进行理论研究和建模分析的基础上,对连接电主轴与测功机的膜片联轴器不对中时的轴心轨迹开展了系统的研究,主要包括建立了膜片联轴器的刚柔耦合模型以及在试验台不对中工况下对转子的轴心轨迹进行了研究。试验台的不对中将限制转子系统的转速,而不对中主要体现在膜片联轴器上,所以有必要对膜片联轴器进行建模研究。轴系的不对中状态的特征信号中,轴心轨迹作为一种容易获得、应用成熟的信号,得到了广泛的研究,为了检测试验台的不对中情况,本文对其进行了研究。本文基于ADAMS和ANSYS软件,建立了试验台上所采用的膜片联轴器的刚柔耦合模型;另一方面,研究了试验台在不同不对中工况下转子的轴心轨迹。主要工作包括:1)从膜片联轴器的工作原理出发,推导正常工况下膜片联轴器中膜片变形产生的不同种类的应力表达式;2)用ADAMS软件建立不同的膜片联轴器刚体模型,为建立刚柔耦合模型打下基础;用ANSYS软件生成了膜片的MNF文件并验证了其有效性。将其替换刚体模型中的膜片后,得到膜片联轴器的刚柔耦合模型并分析膜片内部的载荷;3)基于Lab VIEW与Matlab软件搭建了对中性在线检测与分析平台,该平台可对实时采集的数据以及历史数据进行滤波降噪处理,而且可实时生成轴心轨迹,实现不对中状态的在线检测;4)结合空载与加载不对中实验对角度不对中以及径向不对中情况下转子的轴心轨迹进行了分析与探究,为转子系统不对中预警打下基础。本文基于ADAMS建立的膜片联轴器的刚柔耦合模型为建立转子系统的ADAMS模型打下基础;所搭建的对中性在线检测与分析平台具有极强的实用性,在检测不对中状态的同时方便操作人员进行数据的预处理并最终形成易于识别的轴心轨迹;最后进行的不对中实验与检测平台相结合,对生成的轴心轨迹进行分析,为后续转子系统的故障诊断与预警提供了技术支持。