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联轴器刚度对离心机转速稳定性的影响

发布者:鑫程机械  发布日期:2020-06-30

联轴器刚度对离心机转速稳定性的影响

离心机系统结构中,在驱动系统与主体旋转结构之间需要通过动力传递装置进行连接。除少数采用电机转子—离心机主轴整体设计的系统之外,常规离心机一般采用联轴器作为动力传递器件。根据联轴器是否包含弹性组件及扭转刚度的不同,可分为弹性联轴器与刚性联轴器两类,而不同大小的扭转刚度直接影响着系统性能。


转速稳定度是多数离心机设备的主要性能指标之一,不同类型的离心机设备对转速稳定度指标的要求不尽相同,选用扭转刚度较高的联轴器有助于提升离心机系统对杭外界扰动扭矩的能力,选用扭转刚度较低的联轴器能够降低系统驱动环节固有扰动扭矩造成的影响,对联轴器扭转刚度的选择应根据离心机扰动扭矩的具体组成决定。


以提升离心机系统转速稳定度为目标,联轴器的设计选型显然期望其既能够滤除伺服驱动系统自生及内部的扰动扭矩—即选用刚性较低的联轴器,又能够有利于调整扭矩的传递—即选用刚性较高的联轴器因此,离心机系统对联轴器的设计选型综合联轴器的扭矩传导频响特性、系统扰动扭矩组成与系统实际工况等因素,

选取扭转刚度较高的联轴器确实有助于降低该运转工况下离心机系统的转速波动量,但由于伺服驱动系统调速频率的设计需要平衡调整扭矩与系统自生扰动扭矩,过高的联轴器扭转刚度对于系统转速稳定度并没有优势,反而会增加系统的安装难度。

联轴器由于扭转刚度的不同具有不同的力传导频率响应特性,刚度越高的联轴器力传导频响也越高,有助于伺服驱动系统调整扭矩的传输;刚度较低的联轴器力传导频响也较低,故能够滤除部分来自伺服驱动系统的内部扰动扭矩。这是由于在这一运转工况下,系统以自生扰动扭矩为控制目标,因此对于调速频率的需求较低(在该工况下约为25Hz,远低于以外界扰动扭矩为主的工况中接近200Hz的需求),从而限制了系统的动态响应能力。故扰动扭矩(以系统内部扰动扭矩为主)将基本不受伺服驱动系统调整扭矩的影响,并直接通过联轴器作用于系统负载之上,此时扭转刚度低的联轴器所拥有的小低通滤波截止频率将有助于高频段扰动扭矩对系统转速稳定度的影响。

联轴器扭转刚度对离心机系统转速稳定度的影响来源于其对离心机系统动稳态调速性能的限制。选用扭转刚度较高的联轴器有助于提升离心机系统的动态性能以及对抗外界扰动扭矩的能力,选用扭转刚度较低的联轴器能够提升系统的稳态性能,并降低系统驱动环节固有扰动扭矩所造成的影响。因此在离心机设计过程中,应根据离心机系统的动稳态性能需求、扰动扭矩组成、以及安装难度等因素选择扭转刚度适中的联轴器作为系统动力传递装置。

不同离心机系统对动稳态调速性能的需求是不同的,因此针对离心机转速稳定度的联轴器设计选型,综合考虑离心机系统结构、系统扰动扭矩组成等因素。


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