摘要 ：在研究齒式聯(lián)軸器不對(duì)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(duì)齒式聯(lián)軸器不對(duì)中故障進(jìn)行多工況仿真分析，給出了齒式聯(lián)軸器不對(duì)中故障規(guī)律。

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

中圖分類號(hào)： TH133.4　　　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(duì)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(dòng)軸的軸線與從動(dòng)軸的軸線產(chǎn)生軸線對(duì)中位移誤差 [1-2] 。常見的轉(zhuǎn)子不對(duì)中有：平行不對(duì)中、角度不對(duì)中和綜合不對(duì)中。轉(zhuǎn)子對(duì)中不良會(huì)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(dòng) [3] 。

　　本文主要研究平行不對(duì)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(duì)象。該風(fēng)機(jī)工程由電動(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)，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(dòng)范圍不大，故在計(jì)算中近似以分度圓上的值來代替。

　　對(duì)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(duì)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(duì)中量下的頻率及幅值

不對(duì)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

玻璃鋼風(fēng)機(jī)如何選擇？

在工作中風(fēng)機(jī)的選擇十分的重要，不同的風(fēng)機(jī)往往應(yīng)該也是不同的。而且風(fēng)機(jī)的選型工作也是技術(shù)性非常的強(qiáng)，當(dāng)然如果有一定的專業(yè)知識(shí)時(shí)，選型的選擇方法也比較多，如通常采用的按對(duì)數(shù)坐標(biāo)曲線選型、按無因次特性曲線選型、按有因次特性性能表選型、按管網(wǎng)阻力選型等方法選擇合適的風(fēng)機(jī)型號(hào)。

風(fēng)機(jī)的選擇除了對(duì)機(jī)型的選擇還要針對(duì)應(yīng)用環(huán)境來選擇合適的種類。具有的選擇如下：

根據(jù)通風(fēng)機(jī)的輸送氣體的化學(xué)性質(zhì)和物理特點(diǎn)選擇。例如，在輸送具有化學(xué)腐蝕性的氣體時(shí)要選擇防腐通風(fēng)機(jī)、輸送具有易燃性的氣體時(shí)要選擇防暴通風(fēng)機(jī)等等。

根據(jù)工作環(huán)境選擇風(fēng)機(jī)。例如，在公告場(chǎng)所因選擇噪音小的，并經(jīng)過噪音處理的鋒速達(dá)是通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家。

同時(shí)，在選擇玻璃鋼風(fēng)機(jī)的時(shí)候還要注意工作能耗、工作環(huán)境、安全性能、廠家產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務(wù)等因素，做最后選擇的標(biāo)準(zhǔn)。

煤礦風(fēng)機(jī)的安裝步驟：
一、仔細(xì)閱讀煤礦風(fēng)機(jī)使用說明書及產(chǎn)品樣本，熟悉和了解風(fēng)機(jī)的規(guī)格、形式、葉輪旋轉(zhuǎn)方向和氣流進(jìn)出方向等；再次檢查風(fēng)機(jī)各零部件是否完好，否則應(yīng)待修復(fù)后方可安裝使用。
二、煤礦風(fēng)機(jī)安裝時(shí)必須有安全裝置以防止事故發(fā)生，并由熟悉相關(guān)安全要求的專業(yè)人士安裝和接線�！�
三、聯(lián)接風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的風(fēng)管有單獨(dú)支撐，不允許將管道重疊重量加在風(fēng)機(jī)的部件上；風(fēng)機(jī)安裝時(shí)應(yīng)注意風(fēng)機(jī)的水平位置，對(duì)風(fēng)機(jī)與地基的結(jié)合面與出風(fēng)管道的聯(lián)接應(yīng)調(diào)整，使之自然吻合,鋒速達(dá)是36寸負(fù)壓風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家，不得強(qiáng)行聯(lián)接。
四、煤礦風(fēng)機(jī)安裝后，用手或杠桿撥動(dòng)葉輪，檢查是否有過緊或擦碰現(xiàn)象，有無妨礙轉(zhuǎn)動(dòng)的物品，無異�，F(xiàn)象下，方可進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置的外露部份應(yīng)有防護(hù)罩，如風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口不接管道時(shí)，也需添置防護(hù)網(wǎng)或其他安裝裝置�！�
五、煤礦風(fēng)機(jī)所配電控箱必須與對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)相匹配（指功率、電壓、氣動(dòng)方式、控制形式等）。
六、煤礦風(fēng)機(jī)接線應(yīng)由專業(yè)電工接線，接線必須正確可靠，尤其是電控箱處的接線編號(hào)與風(fēng)機(jī)接線柱上的編號(hào)一致對(duì)應(yīng)，風(fēng)機(jī)外殼應(yīng)可靠接地，接地必須可靠，不能用接零代替接地。
七、煤礦風(fēng)機(jī)全部安裝后應(yīng)檢查風(fēng)機(jī)內(nèi)部是否有遺留的工具盒雜物。