聯(lián)軸器對(duì)內(nèi)燃機(jī)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(jī)車(chē)的發(fā)展迎來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。內(nèi)燃機(jī)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(jī)車(chē)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，軸系啟動(dòng)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(jī)車(chē)動(dòng)力總成軸系聯(lián)軸器為研究對(duì)象，對(duì)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(jì)算與扭振測(cè)試相結(jié)合的方法，研究了聯(lián)軸器對(duì)內(nèi)燃機(jī)

2、軸系扭振特性的影響。結(jié)合仿真計(jì)算與試驗(yàn)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(duì)應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)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(kāi)了內(nèi)燃機(jī)的3.0主諧次激勵(lì)，但是內(nèi)燃機(jī)的6.0諧次或1.0與0.5等低諧次激勵(lì)會(huì)與軸系產(chǎn)生共振。
　　針對(duì)彈簧阻尼聯(lián)軸器主、被動(dòng)端碰撞力矩難以測(cè)試的共性問(wèn)題，提出了一種基于動(dòng)態(tài)扭角差和角加速度的聯(lián)軸器受力測(cè)試方法，對(duì)軸系聯(lián)軸器動(dòng)態(tài)扭

3、角差和受力進(jìn)行了測(cè)試分析，獲得了軸系聯(lián)軸器的扭振交變力矩、過(guò)渡工況慣性力矩和碰撞力矩。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，彈簧阻尼聯(lián)軸器啟動(dòng)工況最大交變扭角差峰-峰值達(dá)到31°，聯(lián)軸器主、被動(dòng)端最大扭轉(zhuǎn)角度為15.7°，證實(shí)了在啟動(dòng)工況下彈簧阻尼聯(lián)軸器主、被動(dòng)端可能會(huì)有短暫的碰撞現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)最大慣性力矩達(dá)到了9914Nm。
　　針對(duì)彈簧阻尼聯(lián)軸器在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的失效情況，校核了聯(lián)軸器花鍵套螺栓預(yù)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(cè)試

4、結(jié)果對(duì)聯(lián)軸器受力分析得到聯(lián)軸器在啟動(dòng)工況受到的最大慣性力矩，分析聯(lián)軸器失效處的應(yīng)力情況，應(yīng)用S-N法估算了聯(lián)軸器的使用壽命，失效處應(yīng)力值雖然小于聯(lián)軸器的屈服極限但是大于其疲勞強(qiáng)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(jī)軸系中得到了成功應(yīng)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(kāi)內(nèi)燃機(jī)3.0與6.0等主簡(jiǎn)諧激勵(lì)頻率，還可避免1.0和0.5諧次等低諧次扭