销耦合的缓冲和吸振作用

2020年8月19日

销式联轴器具有弹性元件,能产生较大的弹性变形和阻尼。因此,销式联轴器不仅可以补偿两轴的相对位移,而且可以起到缓冲和减振的作用。在机械传动过程中,传动轴系统所传递的载荷经常发生变化。负载变化的原因各不相同,如电机转速不稳定、工作机负载不稳定、轴系中转动部件不平衡引起的向心力等。动态负载可能导致负载发生变化。

负载变化通常表现为周期性负载、冲击负载和不规则变化负载。弹性联轴器能够适应载荷的波动,具有缓冲和减振的能力,这主要与弹性联轴器的刚度和阻尼有关。销轴联轴器的刚度包括径向刚度、轴向刚度和变刚度。在实际工程中,负载的变化往往是由转矩波动引起的,从而改变振动,因此联轴器的主要刚度是改变刚度。在正常情况下,在轴系传动中,系统其他部分的刚度将远远大于销联轴器的刚度。因此,在简化的情况下,假设其他部件的弹性为零,只考虑耦合装置的柔性。采用销联轴器的变刚度作为传动轴系统的变刚度。


虽然销式联轴器一般具有缓冲、吸振功能,但具有一定刚度的弹性联轴器在任意可变扭矩作用下不能产生减振效果,有时还会引起较强的振动。因此,只要联轴器的刚度与整个传动轴系统的其他参数和载荷相协调,就可以产生减振效果。对于某一传动轴系统,可以得到转动惯量和固有频率。如果知道传递扭矩的变化规律,如幅值和频率,就可以建立轴系变化振动的微分方程并求解,就可以得到所需的耦合刚度。

为了求解运动微分方程,有必要对传动轴系统中联轴器主从侧转动惯量和刚度的力学模型进行简化。通常与典型的联轴器相比,将其简化为安装在联轴器两侧的两个等效圆盘。在联轴器的工作中,周期性加载是机械传动中较为典型的加载方式。为了防止共振,周期性负载的变化频率与传动轴的固有频率应交错。解决方法是改变周期载荷的变化频率或改变轴系的变化频率。


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