轉軸橫向裂紋振動故障診斷
相對而言,轉軸裂紋振動故障發生的概率遠小于其它類型的故障,但其一旦發生有可能引發災難性后果,如斷軸、飛車等事故,特別是對于大型機組將導致巨大經濟損失。
轉軸裂紋故障形成原因
如果設計或加工方法不當,會引起應力集中導致橫向疲勞裂紋,特別是對于***速重載的轉子,長期運轉后容易出現橫向疲勞裂紋。經常頻繁啟動,升速,加負荷過快導致的超載也是產生裂紋的主要原因。
轉軸裂紋故障類型
裂紋所處的位置及應力狀態不同,會呈現出三種不同的形態:
1 閉裂紋,轉轉在旋轉時由于壓應力作用,裂紋始終處于閉合狀態,其對振動影響很小,難以察覺。
2 開裂紋,當裂紋處于拉應力作用下時,裂紋主要處于張開狀態,轉軸剛度有所降低,撓度比無裂紋時要大,在一定轉速下,振幅和相位會發生變化。
3 開閉裂紋,當裂紋所在位置應力由徑向載荷產生時,裂紋在拉伸和壓縮應力間變換,所以轉子每旋轉一圈將導致裂紋閉合一次。
轉軸裂紋振動機理
轉軸裂紋對振動的影響與裂紋所處軸向位置和裂紋深度有關。裂紋的產生將引起轉軸剛度的不對稱,其引起的非線性響應與裂紋的位置、深度及運行時間有關。裂紋屬于開閉類型時,轉子每轉一周受到的擠壓力與拉伸力各交替變化一次,轉子受力變化兩次,所以故障特征頻率一般為二倍頻,同時伴有工頻、3倍頻、4倍頻、…,因此從頻率特點上看與不對中十分相似。由于擠壓力與拉伸力的大小與轉子彎曲相關,彎曲又與離心力相關,因此振動對升速較為敏感。