聯(lián)軸器對內(nèi)燃機軸系扭振影響及減振研究.pdf

1、在“一帶一路，鐵路先行”的理念提出以后，內(nèi)燃機車的發(fā)展迎來了新的機遇與挑戰(zhàn)。內(nèi)燃機軸系中聯(lián)軸器是連接軸系并傳遞扭矩的關(guān)鍵部件，在內(nèi)燃機車實際運行過程中，軸系啟動工況發(fā)生扭轉(zhuǎn)共振以及聯(lián)軸器失效的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)，因此軸系中聯(lián)軸器的使用關(guān)系到軸系的安全性與可靠性，具有重大的研究意義。
　　以典型內(nèi)燃機車動力總成軸系聯(lián)軸器為研究對象，對比了大剛度聯(lián)軸器與高彈性聯(lián)軸器的參數(shù)特性，采用軸系扭振仿真計算與扭振測試相結(jié)合的方法，研究了聯(lián)軸器對內(nèi)燃機

2、軸系扭振特性的影響。結(jié)合仿真計算與試驗結(jié)果，分析得到了定剛度橡膠聯(lián)軸器、彈簧阻尼聯(lián)軸器和大剛度聯(lián)軸器對應的內(nèi)燃機軸系的扭振特性，研究了三種聯(lián)軸器與軸系的優(yōu)化匹配策略。三種聯(lián)軸器軸系的聯(lián)軸器扭振模態(tài)均避開了內(nèi)燃機的3.0主諧次激勵，但是內(nèi)燃機的6.0諧次或1.0與0.5等低諧次激勵會與軸系產(chǎn)生共振。
　　針對彈簧阻尼聯(lián)軸器主、被動端碰撞力矩難以測試的共性問題，提出了一種基于動態(tài)扭角差和角加速度的聯(lián)軸器受力測試方法，對軸系聯(lián)軸器動態(tài)扭

3、角差和受力進行了測試分析，獲得了軸系聯(lián)軸器的扭振交變力矩、過渡工況慣性力矩和碰撞力矩。試驗發(fā)現(xiàn)，彈簧阻尼聯(lián)軸器啟動工況最大交變扭角差峰-峰值達到31°，聯(lián)軸器主、被動端最大扭轉(zhuǎn)角度為15.7°，證實了在啟動工況下彈簧阻尼聯(lián)軸器主、被動端可能會有短暫的碰撞現(xiàn)象，對應最大慣性力矩達到了9914Nm。
　　針對彈簧阻尼聯(lián)軸器在實際應用中出現(xiàn)的失效情況，校核了聯(lián)軸器花鍵套螺栓預緊力，建立了彈簧阻尼聯(lián)軸器的有限元模型，采用聯(lián)軸器的扭角差測試

4、結(jié)果對聯(lián)軸器受力分析得到聯(lián)軸器在啟動工況受到的最大慣性力矩，分析聯(lián)軸器失效處的應力情況，應用S-N法估算了聯(lián)軸器的使用壽命，失效處應力值雖然小于聯(lián)軸器的屈服極限但是大于其疲勞強度極限，因此可能造成聯(lián)軸器的疲勞破壞。
　　提出了一種軸系采用連續(xù)變剛度聯(lián)軸器的優(yōu)化匹配策略，并在某型內(nèi)燃機軸系中得到了成功應用。軸系匹配連續(xù)變剛度聯(lián)軸器，不僅能使軸系主要模態(tài)頻率避開內(nèi)燃機3.0與6.0等主簡諧激勵頻率，還可避免1.0和0.5諧次等低諧次扭