摘要 ：在研究齒式聯(lián)軸器不對中故障機(jī)理的基礎(chǔ)上，借助虛擬樣機(jī)技術(shù)，建立了風(fēng)機(jī)工程虛擬樣機(jī)模型，并對齒式聯(lián)軸器不對中故障進(jìn)行多工況仿真分析，給出了齒式聯(lián)軸器不對中故障規(guī)律。

關(guān)鍵詞： 齒式聯(lián)軸器；虛擬樣機(jī)；不對中；故障診斷

中圖分類號： TH133.4　　　 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

Simulation of Misalignment Fault in Gear Coupling Based on javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">Virtual Prototype

Abstract: In this paper, the model of javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype for fan system has been established with the help of javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype technique on the basis of studying the mechanism of misalignment fault in gear coupling . And the simulation analysis of misalignment fault in gear coupling is carried out under different working conditions. The regular of misalignment fault in gear coupling is given.

Key words: gear coupling ; javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype ; misalignment; fault diagnosis

0　 引言

　　轉(zhuǎn)子不對中是指由于機(jī)器的制造安裝誤差、機(jī)組沉降不均及受載后的各種變形等，使機(jī)器在工作狀態(tài)時(shí)驅(qū)動軸的軸線與從動軸的軸線產(chǎn)生軸線對中位移誤差 [1-2] 。常見的轉(zhuǎn)子不對中有：平行不對中、角度不對中和綜合不對中。轉(zhuǎn)子對中不良會造成轉(zhuǎn)子的彎曲及在軸承中的附加載荷，致使各軸承之間負(fù)荷重新分配，引起機(jī)組強(qiáng)烈振動 [3] 。

　　本文主要研究平行不對中，利用虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)，通過嵌入 Hertz 接觸理論建立風(fēng)機(jī)工程的虛擬樣機(jī)模型 [4] 。 為基于虛擬樣機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的可行性研究提供了依據(jù)。

1 　仿真模型的建立

　　以某企業(yè)原料廠風(fēng)機(jī)工程為研究對象。該風(fēng)機(jī)工程由電動機(jī)、調(diào)速型液力耦合器、增速機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)等組成，中間分別采用膜片聯(lián)軸器和齒式聯(lián)軸器連成一個(gè)整體，其工程布置見圖 1 。利用 Pro/E 軟件建立其參數(shù)化模型，再利用 Mechanism/Pro 接口對模型進(jìn)行剛體化定義,鋒速達(dá)是通風(fēng)降溫工程生產(chǎn)廠家，然后導(dǎo)入 ADAMS 軟件中定義各剛體之間的約束，并對仿真模型的正確性進(jìn)行檢驗(yàn),鋒速達(dá)是負(fù)壓風(fēng)機(jī)參數(shù)生產(chǎn)廠家，見圖 2 。

3　 仿真分析

3.1 　接觸參數(shù)的選擇

　　根據(jù) Hertz 接觸理論和齒式聯(lián)軸器的主要參數(shù)，計(jì)算出輪齒嚙合剛度 K 為 15.067e+5N/mm 3/2 ，阻尼系數(shù) Damping 為 3000N · s/mm ，碰撞力指數(shù)為 1.5 ，穿透深度為 0.1 。對于漸開線齒輪，其工作過程中齒廓嚙合點(diǎn)的位置是變化的，由于各個(gè)嚙合點(diǎn)的曲率半徑隨著節(jié)點(diǎn)嚙合處的曲率半徑上下波動，因此 R 是一個(gè)變量 [4] �？紤]到齒輪的齒高和分度圓半徑相比較小，變動范圍不大，故在計(jì)算中近似以分度圓上的值來代替。

　　對工程模型進(jìn)行 0.5s ， 300 步仿真，得到工程部分響應(yīng)曲線，見圖 5) 。

　　為方便比較，將工程同一部位的頻率和位移幅值在不同的不對中量下進(jìn)行列表，數(shù)據(jù)見表 1 。

表 1 　　轉(zhuǎn)軸 Y 方向在不同不對中量下的頻率及幅值

不對中量 / mm

頻率 /Hz

幅值 /mm

0.5

80.6899

0.4676

161.8218

0.0077

242.1582

0.0367

322.9365

0.0083

403.5381

0.0094

1

80.6666

0.4651