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軸承知識

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轉動設備常見振動故障頻譜特征及案例分析

一、不平衡


轉子不平衡是由于轉子部件質量偏心或轉子部件出現缺損造成的故障,它是旋轉機械最常見的故障。


結構設計不合理,制造和安裝誤差,材質不均勻造成的質量偏心,以及轉子運行過程中由于腐蝕、結垢、交變應力作用等造成的零部件局部損壞、脫落等,都會使轉子在轉動過程中受到旋轉離心力的作用,發生異常振動。


轉子不平衡的主要振動特征:


(1)振動方向以徑向為主,懸臂式轉子不平衡可能會表現出軸向振動;


(2)波形為典型的正弦波;


(3)振動頻率為工頻,水平與垂直方向振動的相位差接近90度。


案例:某裝置泵軸承箱靠聯軸器側振動烈度水平13.2 mm/s,垂直11.8mm/s,軸向12.0 mm/s。各方向振動都為工頻成分,水平、垂直波形為正弦波,水平振動頻譜如圖1所示,水平振動波形如圖所示。


再對水平和垂直振動進行雙通道相位差測量,顯示相位差接近90度。診斷為不平衡故障,并且不平衡很可能出現在聯軸器部位。 


       

解體檢查未見零部件的明顯磨損,但聯軸器經檢測存在質量偏心,動平衡操作時對聯軸器相應部位進行打磨校正后振動降至2.4 mm/s。



二、不對中


轉子不對中包括軸系不對中和軸承不對中兩種情況。軸系不對中是指轉子聯接后各轉子的軸線不在同一條直線上。


軸承不對中是指軸頸在軸承中偏斜,軸頸與軸承孔軸線相互不平行。通常所講不對中多指軸系不對中


不對中的振動特征:


(1)最大振動往往在不對中聯軸器兩側的軸承上,振動值隨負荷的增大而增高;


(2)平行不對中主要引起徑向振動,振動頻率為2倍工頻,同時也存在工頻和多倍頻,但以工頻和2倍工頻為主;


(3)不對中在聯軸節兩端徑向振動的相位差接近180度;


(4)對中時,軸向振動較大,振動頻率為工頻,聯軸器兩端軸向振動相位差接近180度


案例:某臥式高速泵振動達16.0 mm/s,由振動頻譜圖可以看出,50 Hz(電機工頻)及其2倍頻幅值顯著,且2倍頻振幅明顯高于工頻,初步判定為不對中故障。再測量泵軸承箱與電機軸承座對應部位的相位差,發現接近180度。


解體檢查發現聯軸器有2根聯接螺栓斷裂,高速軸上部徑向軸瓦有金屬脫落現象,軸瓦間隙偏大;高速軸止推面磨損,推力瓦及惰性軸軸瓦的間隙偏大。


檢修更換高速軸軸瓦、惰性軸軸瓦及聯軸器聯接螺栓后,振動降到A區。



三、松動


機械存在松動時,極小的不平衡或不對中都會導致很大的振動。通常有三種類型的機械松動。


第一種類型的松動是指機器的底座、臺板和基礎存在結構松動,或水泥灌漿不實以及結構或基礎的變形,此類松動表現出的振動頻譜主要為1x。


第二種類型的松動主要是由于機器底座固定螺栓的松動或軸承座出現裂紋引起,其振動頻譜除1X外,還存在相當大的2X分量,有時還激發出1/2X和3X振動分量。


第三種類型的松動是由于部件間不合適的配合引起的,產生許多振動諧波分量,如1X、2X、

發布時間:2022-09-14
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