聯軸器裝配不對的主要原因以及彈性聯軸器的工作可靠性

{一}、聯軸器裝配不對的主要原因

舵機是艦船航行使用的裝置，其低振動噪聲及高可靠性對于艦船生存能力至關重要。目前我國水面艦船通常使用的閥控操舵裝置存在較大的換向沖擊及節流噪聲，噪聲經液壓管路傳至全船，極大影響了艦船隱蔽性。自20世紀70年代以來，國外海軍已開始研究功率電傳的電液操舵方式。電液舵機具有體積小、效率高、振動噪聲低及無液壓沖擊的優點，可減少管路結構振動及操舵線譜噪聲。

液壓泵機組是電液舵機的動力單元，由電機、液壓泵和聯軸器組成，輸出高壓油至執行機構，驅動執行機構對外做功。目前，國內外液壓系統向集成化和安靜化等方向發展，研究人員對液壓泵機組的可靠性和安靜性的研究日益廣泛。在安靜性方面，研究集中在電機和液壓泵的振動噪聲降低措施上。在可靠性方面，研究集中在電機和液壓泵的內部結構優化設計以及電機一液壓泵的連接狀態上。提取電機一泵設備不對中狀態特征參數，應用人工神經網絡學習實現了不對中狀態實時監測。針對由空心線圈和Halbach永磁結構組成的直線同步電機，提出其牽引力和法向力的一種解析計算方法，為永磁同步電機的結構設計提供了基礎。指出聯軸器裝配不對中是引起旋轉機械異常振動的主要原因之一，不對中時域波形類似正弦曲線，為1倍頻、2倍頻的疊加，頻域波形有明顯的2倍頻特征。

液壓泵機組屬于轉子系統，60%的故障是由不對中引起的，其中聯軸器裝配不對中是產生不對中的主要原因。目前通過研究不對中狀態下的彈性套柱銷聯軸器振動特性，用于檢測不對中狀態，主要集中在齒式聯軸器和膜片式聯軸器，而對梅花形彈性聯軸器的不對中振動特性研究較少。

梅花形彈性聯軸器由彈性元件和兩個半聯軸器凸爪組成。相比于齒式聯軸器和膜片式聯軸器，具有結構簡單、補償能力強、減振緩沖性能好等優點，適用于經常啟停、換向、要求較高可靠性的工作環境。因此，本文建立梅花形彈性聯軸器不對中條件下的力學模型，研究偏角不對中的振動特性，為使用梅花形彈性聯軸器的液壓泵機組不對中故障檢測提供理論基礎與試驗依據。

{二}、彈性聯軸器對傳動裝置的工作可靠性

大功率柴油機輸出轉矩的不均勻性對傳動裝置的工作可靠性和壽命有重大影響。對多缸柴油機來說，由于以下四方面原因的存在：

(1)柴油機氣缸內爆發壓力所產生的激振力矩是脈沖式周期變化的；

(2)柴油機曲柄連桿機構的質量及慣性所產生的激振力矩是周期變化的；

(3)接受功率部件所吸收的轉矩不是定值而產生的激振力矩是隨機變化的；

(4)各缸功率不均衡偏差的客觀存在及其分布的隨機性導致柴油機輸出轉矩產生隨機波動性等，致使柴油機輸出轉矩的不均勻性是無法避免的。

其實際輸出值是由其輸出轉矩的平均值和一系列不同振幅、不同頻率和不同初相位的簡諧力矩疊加而鬧習。

在某些工況，柴油機輸出轉矩的瞬時峰值甚至是其平均值的5一6倍，或者多。尤其是大功率柴油機由于其輸出轉矩大，致使其輸出轉矩的瞬時峰值非常大，進而使其后的車輛傳動裝置的工作條件十分惡劣，從而導致傳動裝置動負荷大，壽命降低。為了改變柴油機輸出轉矩的不均勻性，柴油機內部均裝有扭振減振器，但仍不能滿足車輛傳動裝置的工作要求。為了改變傳動裝置的工作條件、延長其使用壽命，一般在柴油機與傳動裝置之間安裝具有減振性能的彈性聯軸器，從而達到衰減柴油機輸出轉矩的不均勻性。

經使用表明：裝有彈性聯軸器比剛性聯接的車輛傳動裝置，其故障率明顯降低、壽命大大延長。目前，梅花聯軸器種類豐富，選用何種彈性聯軸器能夠與柴油機和傳動系統達到良好的匹配需從理論和試驗研究來確定。以下針對某一具體柴油機和某動力傳動系統，分別采用硫化橡膠齒彈性聯軸器、橡膠齒套彈性聯軸器和兩種蓋斯林格彈性聯軸器進行減振試驗研究，目的是探求用于車輛傳動裝置的四種聯軸器對柴油機輸出轉矩不均勻性的衰減效果及其變化規律。這種研究對比，還很少見諸文獻。