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

2、軸系扭振特性的影響。結合仿真計算與試驗結果，分析得到了定剛度橡膠聯軸器、彈簧阻尼聯軸器和大剛度聯軸器對應的內燃機軸系的扭振特性，研究了三種聯軸器與軸系的優(yōu)化匹配策略。三種聯軸器軸系的聯軸器扭振模態(tài)均避開了內燃機的3.0主諧次激勵，但是內燃機的6.0諧次或1.0與0.5等低諧次激勵會與軸系產生共振。
　　針對彈簧阻尼聯軸器主、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軸器受力測試方法，對軸系聯軸器動態(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，彈簧阻尼聯軸器啟動工況最大交變扭角差峰-峰值達到31°，聯軸器主、被動端最大扭轉角度為15.7°，證實了在啟動工況下彈簧阻尼聯軸器主、被動端可能會有短暫的碰撞現象，對應最大慣性力矩達到了9914Nm。
　　針對彈簧阻尼聯軸器在實際應用中出現的失效情況，校核了聯軸器花鍵套螺栓預緊力，建立了彈簧阻尼聯軸器的有限元模型，采用聯軸器的扭角差測試

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