彈性聯(lián)軸器扭轉振動測試系統(tǒng)的研制.pdf

1、彈性聯(lián)軸器在整個軸系中起到連接軸系、傳遞力矩以及減少橫向和彎曲振動的作用。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)生扭轉振動。國內某研究所為船用汽輪機研究彈性聯(lián)軸器，目的是在傳遞力矩和減少彎曲振動的同時，盡量減少扭轉振動，降低軸系長期運轉因扭轉振動造成斷裂的風險?；诖?，本課題為彈性聯(lián)軸器研制扭轉振動測試系統(tǒng)，模擬其在長期運轉的工況測試其扭轉振動情況。
　　本文首先分析國內外扭轉振動測量的研究現(xiàn)狀，比較目前常

2、用扭轉振動測試方法的優(yōu)劣。然后從機械振動理論入手，根據(jù)材料力學以及達郎伯原理建立單自由度扭擺的扭轉振動微分方程，推導出由扭轉振動固有頻率構成的微分方程的解，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振動方程，最后使用傳遞矩陣法建立軸系的微分方程組求解整個軸系的扭轉振動固有頻率。接下來以橡膠套筒彈性聯(lián)軸器為例，建立其力學模型，分析并根據(jù)振動理論計算其扭轉振動動態(tài)參數(shù)特性。最后闡述分析旋轉機械扭轉振動的分析方法——重采樣階次分析法

3、，以此來分析扭轉振動。
　　在扭轉振動理論分析的基礎上，根據(jù)理論分析的彈性聯(lián)軸器扭轉振動參數(shù)特性，本文提出采用齒盤法進行扭轉振動測量。測試系統(tǒng)根據(jù)齒盤法的測量原理，采用光電脈沖傳感器測量齒盤產(chǎn)生的脈沖序列信號，以NI公司的PXI-8104嵌入式控制器計算機，PXI-6221數(shù)據(jù)采集卡構成測試系統(tǒng)硬件平臺對脈沖信號進行采集。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，分辨率達到16位，采樣率最高可達250KS/

4、s，24個TTL/CMOS數(shù)字I/O以及2個32位計數(shù)器通道，可實現(xiàn)包括橫向振動和扭轉振動在內的多種振動形式的測量。測試軟件以LabVIEW8.2為平臺，結合NI公司的DAQmx和聲音與振動工具包進行編寫。測試系統(tǒng)軟件包括數(shù)據(jù)采集、時域與頻域分析、數(shù)據(jù)存儲與回放以及報表打印等模塊，實現(xiàn)對轉速信號的采集，扭轉振動信號的提取與顯示，以及對振動信號進行功率譜和階次譜分析等功能。測試軟件界面友好簡潔，功能強大、易于操作。
　　針對扭轉振動