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旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子的不對(duì)中與不平衡分析

更新時(shí)間:2023-04-07   點(diǎn)擊次數(shù):1298次

一、造成機(jī)器轉(zhuǎn)子不平衡的主要原因是:是材質(zhì)不勻、制造安裝誤差、孔位置有缺陷、孔的內(nèi)徑偏心、偏磨損、雜質(zhì)沉積、轉(zhuǎn)子零部件脫落、腐蝕等。這些原因引起轉(zhuǎn)子中心慣性主軸往往會(huì)偏離其旋轉(zhuǎn)軸線,造成轉(zhuǎn)子不平衡。

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二、造成機(jī)器轉(zhuǎn)子不對(duì)中的主要原因是:主要是安裝誤差。在安裝時(shí)應(yīng)保證良好的對(duì)中,即連接的轉(zhuǎn)子中心線為一條連續(xù)的直線,并且軸承標(biāo)高應(yīng)能適應(yīng)轉(zhuǎn)子軸心曲線運(yùn)轉(zhuǎn)的要求,否則轉(zhuǎn)子軸線會(huì)產(chǎn)生不對(duì)中。

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1、 轉(zhuǎn)子不對(duì)中

轉(zhuǎn)子不對(duì)中通常是指相鄰兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度;

轉(zhuǎn)子不對(duì)中可分為聯(lián)軸器不對(duì)中和軸承不對(duì)中。

√聯(lián)軸器不對(duì)中:可分為平行不對(duì)中、偏角不對(duì)中和平行偏角不對(duì)中三種情況:

a.平行不對(duì)中時(shí)振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子工頻的兩倍;

b.偏角不對(duì)中使聯(lián)軸器附加一個(gè)彎矩,以力圖減小兩個(gè)軸中心線的偏角。軸每旋轉(zhuǎn)一周,彎矩作用方向就交變一次,因此,偏角不對(duì)中增加了轉(zhuǎn)子的軸向力,使轉(zhuǎn)子在軸向產(chǎn)生工頻振動(dòng);

c.平行偏角不對(duì)中是以上兩種情況的綜合,使轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向和軸向振動(dòng)。軸承不對(duì)中實(shí)際上反映的是軸承座標(biāo)高和軸中心位置的偏差。

軸承不對(duì)中:軸承不對(duì)中使軸系的載荷重新分配。負(fù)荷較大的軸承可能會(huì)出現(xiàn)高次諧波振動(dòng),負(fù)荷較輕的軸承容易失穩(wěn),同時(shí)還使軸系的臨界轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。

軸承不對(duì)中:可分為偏角不對(duì)中和標(biāo)高變化兩種情況;


不對(duì)中故障的特征是:

a.轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)出現(xiàn)二倍頻,以一倍頻和二倍頻分量為主,軸系不對(duì)中越嚴(yán)重,二倍頻所占的比例就越大,多數(shù)情況甚至出現(xiàn)二倍頻能量超過(guò)一倍頻能量;

b.振動(dòng)信號(hào)的原始時(shí)域波形呈畸變的正弦波;

c.聯(lián)軸器兩側(cè)相鄰兩個(gè)軸承的油膜壓力呈反方向變化,一個(gè)油膜壓力變大,另一個(gè)則變??;

d.聯(lián)軸器不對(duì)中時(shí)軸向振動(dòng)較大,振動(dòng)頻率為一倍頻,振動(dòng)幅值和相位穩(wěn)定;

e.聯(lián)軸器兩側(cè)的軸向振動(dòng)基本上是呈現(xiàn)出180°反相的;

f.典型的軸心軌跡為月牙形、香蕉形,嚴(yán)重對(duì)中不良時(shí)的軸心軌跡可能出現(xiàn)“8"字形;渦動(dòng)方向?yàn)橥秸M(jìn)動(dòng);

g.振動(dòng)對(duì)負(fù)荷變化敏感。當(dāng)負(fù)荷改變時(shí),由聯(lián)軸器傳遞的扭矩立即發(fā)生改變,如果聯(lián)軸器不對(duì)中,則轉(zhuǎn)子的振動(dòng)狀態(tài)也立即發(fā)生變化一般振動(dòng)幅值隨著負(fù)荷的增加而升高;

h.軸承不對(duì)中包括偏角不對(duì)中和標(biāo)高變化兩種情況,軸承不對(duì)中時(shí)徑向振動(dòng)較大,有可能出現(xiàn)高次諧波,振動(dòng)不穩(wěn)定。由于軸承座的熱膨脹不均勻而引起軸承的不對(duì)中,使轉(zhuǎn)子的振動(dòng)也要發(fā)生變化。但由于熱傳導(dǎo)的慣性,振動(dòng)的變化在時(shí)間上要比負(fù)荷的改變滯后一段時(shí)間。


2、轉(zhuǎn)子不平衡

不平衡是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中普遍存在的,引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因是多方面的:
a.轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、機(jī)械加工質(zhì)量偏差、裝配誤差、材質(zhì)不均勻、動(dòng)平衡精度差;

b.運(yùn)行中聯(lián)軸器相對(duì)位置的改變;

c.轉(zhuǎn)子部件缺損,如:運(yùn)行中由于腐蝕、磨損、介質(zhì)不均勻結(jié)垢、脫落;

d.轉(zhuǎn)子受疲勞應(yīng)力作用造成轉(zhuǎn)子的零部件(如葉輪、葉片、圍帶、拉筋等)局部損壞、脫落,產(chǎn)生碎塊飛出等。

不平衡轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào),其時(shí)間波形和頻譜圖一般具有如下典型特征:
a.原始時(shí)域波形的形狀接近一個(gè)純正弦波;

b.振動(dòng)信號(hào)的頻譜圖中,諧波能量主要是集中在轉(zhuǎn)子的工作頻率(1X)上,即基頻振動(dòng)成分所占的比例很大,而其它倍頻成分所占的比例相對(duì)較?。?/span>

c.在升降速過(guò)程中,當(dāng)轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速時(shí),振幅隨轉(zhuǎn)速的增加而上升。當(dāng)轉(zhuǎn)速越過(guò)臨界轉(zhuǎn)速之后,振幅隨轉(zhuǎn)速的增加反而減小,并趨向于一個(gè)較小的穩(wěn)定值。當(dāng)轉(zhuǎn)速等于或接近臨界轉(zhuǎn)速時(shí),轉(zhuǎn)子將會(huì)產(chǎn)生共振,此時(shí)的振幅具有最大峰值;

d.當(dāng)工作轉(zhuǎn)速一定時(shí),振動(dòng)的相位穩(wěn)定;

e.轉(zhuǎn)子的軸心軌跡圖呈橢圓形;

f.轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)特征為同步正進(jìn)動(dòng);

g.純靜不平衡時(shí)支承轉(zhuǎn)子的兩個(gè)軸承同一方向的振動(dòng)相位相同,而純力偶不平衡時(shí)支承轉(zhuǎn)子的兩個(gè)軸承振動(dòng)呈反相,即相位差180°。但實(shí)際轉(zhuǎn)子一般既存在一定的靜不平衡,又存在一定的力偶不平衡(即存在動(dòng)不平衡),此時(shí)支承轉(zhuǎn)子的兩個(gè)軸承同一方向振動(dòng)相位差在0°~180°之間變化;

h.在外伸轉(zhuǎn)子不平衡情況下可能會(huì)產(chǎn)生很大的軸向振動(dòng)。在轉(zhuǎn)子外伸端不平衡時(shí),支承轉(zhuǎn)子的兩軸承的軸向振動(dòng)相位相同;

i.介質(zhì)不均勻結(jié)垢時(shí),工頻幅值和相位是緩慢變化的。


  







聯(lián)


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