彈性聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研制.pdf

1、彈性聯(lián)軸器在整個(gè)軸系中起到連接軸系、傳遞力矩以及減少橫向和彎曲振動(dòng)的作用。橡膠等彈性元件的加入，使得軸系剛度降低，在彈性聯(lián)軸器兩端易于產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。國(guó)內(nèi)某研究所為船用汽輪機(jī)研究彈性聯(lián)軸器，目的是在傳遞力矩和減少?gòu)澢駝?dòng)的同時(shí)，盡量減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，降低軸系長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)因扭轉(zhuǎn)振動(dòng)造成斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。基于此，本課題為彈性聯(lián)軸器研制扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，模擬其在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的工況測(cè)試其扭轉(zhuǎn)振動(dòng)情況。
　　本文首先分析國(guó)內(nèi)外扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)量的研究現(xiàn)狀，比較目前常

2、用扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試方法的優(yōu)劣。然后從機(jī)械振動(dòng)理論入手，根據(jù)材料力學(xué)以及達(dá)郎伯原理建立單自由度扭擺的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)微分方程，推導(dǎo)出由扭轉(zhuǎn)振動(dòng)固有頻率構(gòu)成的微分方程的解，再利用有限元分析的方法建立并求解軸系中微小軸段的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)方程，最后使用傳遞矩陣法建立軸系的微分方程組求解整個(gè)軸系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)固有頻率。接下來(lái)以橡膠套筒彈性聯(lián)軸器為例，建立其力學(xué)模型，分析并根據(jù)振動(dòng)理論計(jì)算其扭轉(zhuǎn)振動(dòng)動(dòng)態(tài)參數(shù)特性。最后闡述分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的分析方法——重采樣階次分析法

3、，以此來(lái)分析扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
　　在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)理論分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)理論分析的彈性聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)參數(shù)特性，本文提出采用齒盤(pán)法進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)量。測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)齒盤(pán)法的測(cè)量原理，采用光電脈沖傳感器測(cè)量齒盤(pán)產(chǎn)生的脈沖序列信號(hào)，以NI公司的PXI-8104嵌入式控制器計(jì)算機(jī)，PXI-6221數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成測(cè)試系統(tǒng)硬件平臺(tái)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行采集。系統(tǒng)采用的PXI-6221多功能數(shù)據(jù)采集卡具有16路單端模擬輸入，分辨率達(dá)到16位，采樣率最高可達(dá)250KS/

4、s，24個(gè)TTL/CMOS數(shù)字I/O以及2個(gè)32位計(jì)數(shù)器通道，可實(shí)現(xiàn)包括橫向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)在內(nèi)的多種振動(dòng)形式的測(cè)量。測(cè)試軟件以LabVIEW8.2為平臺(tái)，結(jié)合NI公司的DAQmx和聲音與振動(dòng)工具包進(jìn)行編寫(xiě)。測(cè)試系統(tǒng)軟件包括數(shù)據(jù)采集、時(shí)域與頻域分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放以及報(bào)表打印等模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)信號(hào)的提取與顯示，以及對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行功率譜和階次譜分析等功能。測(cè)試軟件界面友好簡(jiǎn)潔，功能強(qiáng)大、易于操作。
　　針對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)