柴油机轴系扭振减振器设计计算及试验装置研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 17次 | 上传用户:lushengli2009
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在柴油机轴系运行过程中不可避免的存在扭转振动,这种有害振动常常使机器设备不能正常工作,严重时甚至会导致柴油机轴系的疲劳破坏,尤其是在高速、高压的机器上更为严重。因此,减小扭转振动是发动机轴系设计制造及实际运行中亟待解决的问题。在轴系设计过程中,一般是通过调整设计参数来避开共振转速区。而对于生产成型的柴油机而言,在轴系上安装扭振减振器是减小扭转振动的主要方式,其应用已非常广泛。合理的设计匹配扭振减振器对降低扭转振动振幅、减少扭转振动危害有着非常重要的意义。目前,国内对于减振器的设计基本上是依靠经验公式和理论计算,由于设计制造过程的偏差,很容易造成所设计匹配的减振器达不到预期的减振效果。因此,采用合理有效的方法设计匹配柴油机轴系扭振减振器,并对减振器产品的实际阻尼进行有效的测试,具有重要的工程应用意义。本文的研究工作从减振器理论研究和实际试验装置两个方面出发,主要有以下几方面的工作:1、基于常规设计步骤,利用VB程序语言开发了减振器设计软件。用于初步确定减振器的基本参数,并对加装减振器前后柴油机轴系的扭转振动进行计算和校核。2、首先利用Pro/E建立了减振器的几何模型,并根据理论计算结果对减振器的结构尺寸进行优化。其次通过MSC有限元软件,对减振器模型进行了强度分析、热分析以及热力耦合分析,通过分析结果对减振器强度进行校核。3、设计扭转振动激励系统,利用直流电机替代柴油机作为原动机和激励源,通过设计驱动电路和激励电路实现电机对柴油机周期性激励的模拟。4、设计模拟扭振轴系,通过调整轴系惯量来调整模拟轴系的固有频率,以模拟各不同频率柴油机轴系的运行。5、设计减振器试验台架,实现对柴油机轴系扭转振动的模拟,测试减振器的实际阻尼及减振器减振效果。本文研究表明:通过CAD软件的模型优化和有限元软件的强度计算,可以方便有效的优化设计参数。同时,试验台架用电机轴系模拟柴油机轴系,在设计电路的控制下,电机轴系可以较好的实现对柴油机轴系的模拟,进而可以方便的对实际减振器进行试验研究。
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