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各类机械设备振动的原因分析

作者:河北京诚…    文章来源:河北京诚联轴器厂    点击数:    更新时间:2009-10-14
 

引起各类机械设备振动的原因有有:回转件不平衡、不对中、设备联接部分的机械松动和轴承故障。

1、回转件不平衡  

机械中有很多构件是绕固定的轴线回转的,这类回转运动的构件称为回转件(或称转子),每个回转件可看作是有是由若干质量构成的,当回转件的质量和几何中心不重合时,就会产生离心力,方向是随着轴承的变化而发生周期性的变化,并在轴承中一起一种附加的动压力,使整个的机械产生周期性性的变化。不平衡的类型主要有质量分布在同一平面内的静平衡和质量分布不在同一平面内的动平衡。
     不平衡时频谱的表象:波形为正弦波;轴心轨迹为圆或椭圆;1X频率为主;径向(水平和垂直)振动为主;振幅随转速升高而增大;过临界转速有共振峰;悬臂转子不平衡水平和垂直轴向振动都很大。
另外,如果滑轮、齿轮、轴承或转子的旋转中心偏离几何中心线就会出现偏心。

2、不对中
    零件在加工误差、不正确装配、或长时间使用后变形等原因产生的不对中的现象较为普遍,主要类型有两轴线,两轴线呈一定角度的角度不对中,和两轴线不平行和位移引起的综合不对中,主要危害是旋转时会增加对轴承或密封的应力,减少使用寿命。

实际上大多数不对中案例都是轴线角度不对中和平行不对中的组合。一般原则是:诊断应该根据轴向和垂直(或水平)方向上随着1X转速的增加,对应的2X处的振动级的变化情况来判断。

对于设备上安装的联轴器,一般认为存在以下振动特征:
1) 对中不良引起转子2倍频振动分量,不对中越严重,2倍频分量所占比例越大;

2) 不对中量和联轴器内阻尼越大,倍频振动的幅值越大;

3) 不对中产生的振动幅值,随着转速的升高而增大;

4) 对中不良引起的弯曲振动中有工频的2,4,6,8…等偶数倍频振动分量,且靠近联轴器处的轴承的弯曲振动振幅大于远离联轴器处的轴承振幅;扭转振动有工频的1,3,5,7…等奇数倍频振动分量,靠近联轴器处的轴承的弯曲振动振幅小于远离联轴器处的轴承振幅。

3、机械松动
由于松动会产生非常明显的1X基频波峰。在实际中存在有两种类型的松动:旋转松动和非旋转松动。

轴承长时间使用后磨损可能会导致出现滚珠和其它零件间隙过大,就会引起振动。此故障在检测时首先会测到轴承磨损的迹象,然后才能出现轴承松动。当滚动轴承出现间隙问题时,它的频谱上会显示出与旋转松动非常相似的特征:出现很强的1X谐波。在大多数情况下,其垂直方向上的振动要高于水平方向上的振动。对于结构松动(弹性地基)非旋转松动,机器与地基之间的松动会使其最小刚性方向上的1X振动升高,通常在水平方向上,同时和设备的安装和结构有关系。对于滑动轴承巴士合金松脱、巴士合金损坏、轴承壳体配合松动和轴承间隙过大,也是引起设备振动的原因之一。
松动既可能导致机器的其他故障也可能因其它故障所引起,机械部件的磨损变形、轴系的不对中、不平衡等与松动相互影响。因为松动引发的振动多为中低频振动,一般在1000Hz以下,振动频率通常为转频或转频的分数谐波及高次谐波。
   对于机械振动的原因除用上面的频谱仪外还可以在运行状态,停机状态,设备拆卸后检查,设备运行状态的检查主要是各部分的温升有无明显的变化,有没杂音,地脚螺栓有没松动,地基有没下沉、裂纹、倾斜等。停机后检查各运动部分零件的配合间隙及张力是否正常,轴承有无损坏,联轴器有无损坏滑联轴器中心是否有变化。拆卸后主要检查需要平衡的零件原来的平衡块有没脱落,有无装错、装漏的零件。转子上有无松动的零件。

河北京诚联轴器厂提供)

 
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