旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷——軸彎曲

 旋轉(zhuǎn)設(shè)備工作的時(shí)候是以轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的形式將能量進(jìn)行傳遞。在進(jìn)行能量傳遞的過(guò)程中,任何故障都會(huì)引起振動(dòng)狀態(tài)的改變,當(dāng)振動(dòng)加劇輕則整個(gè)設(shè)備振動(dòng)變大,重則引起設(shè)備某些部分的斷裂等。軸彎曲是常見(jiàn)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障類型,軸彎曲同樣也會(huì)引起設(shè)備的振動(dòng)加劇,以及損壞。

軸彎曲的類型與表現(xiàn)

 軸彎曲大致可以分為暫時(shí)性軸彎曲和永久性軸彎曲。其中臨時(shí)性軸彎曲可能隨著設(shè)備的運(yùn)行恢復(fù),而永久性的軸彎曲則不可恢復(fù)。造成軸彎曲往往是由于設(shè)備軸沿著徑向存在一個(gè)待續(xù)的力,而軸自身的撓性變形經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)展成某種塑性變形。

通常軸彎曲會(huì)在設(shè)備長(zhǎng)期不用,長(zhǎng)期靜置之后出現(xiàn),此時(shí)往往造成在開(kāi)機(jī)的時(shí)候振動(dòng)變大,甚至無(wú)法開(kāi)機(jī)的狀態(tài)。

另外溫度引起的熱膨脹不同也會(huì)引起軸彎曲的可能。

軸彎曲的故障機(jī)理

 當(dāng)軸發(fā)生彎曲的時(shí)候,整個(gè)軸的質(zhì)心將偏離軸中心線。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,這種質(zhì)心偏離的狀態(tài)會(huì)與軸平衡不良狀態(tài)類似,但是也存在差別。

 當(dāng)軸由于長(zhǎng)期靜置引起彎曲的時(shí)候,其彎曲方向與靜置時(shí)受力方向一致。對(duì)于長(zhǎng)期未開(kāi)機(jī)設(shè)備而言,這個(gè)力通常是重力,因此軸的質(zhì)心會(huì)偏向重力方向。當(dāng)軸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,此時(shí)重力方向不變,但是重力方向相對(duì)于變形位置的方向發(fā)生了改變。因此軸的兩個(gè)支點(diǎn)(軸承位置)發(fā)生“錐形運(yùn)動(dòng)”,宏觀表現(xiàn)為軸系統(tǒng)軸向和徑向振動(dòng)的變大。

 當(dāng)軸彎曲方向與軸本身的不平衡方向并非同方向的時(shí)候,這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一定的“凹谷”現(xiàn)象,也就是可能在某種程度上出現(xiàn)部分抵消的可能。當(dāng)軸彎曲的作用小于不平衡的作用的時(shí)候,這個(gè)振動(dòng)的減小發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以下;反之發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以上。

軸彎曲的故障特征

 前已述及,軸彎曲與平衡不良的機(jī)理有相似之處,其振動(dòng)表現(xiàn)也有相似之處。在振動(dòng)上主要表現(xiàn)為振動(dòng)基頻1倍頻的增加。永久性軸彎曲表現(xiàn)為穩(wěn)定的振幅升高;暫時(shí)性軸彎曲則在機(jī)器啟動(dòng)等時(shí)候或者升速的時(shí)候出現(xiàn)波動(dòng)。

 軸彎曲的軸心軌跡呈現(xiàn)橢圓的正進(jìn)動(dòng)。

 軸彎曲的時(shí)候,振動(dòng)的增大與轉(zhuǎn)速正相關(guān),同時(shí)相關(guān)因素例如潤(rùn)滑溫度、介質(zhì)溫度、壓力、流量、負(fù)荷等變化不明顯。

軸彎曲的故障原因與糾正

 造成轉(zhuǎn)軸軸彎曲的設(shè)計(jì)原因包括:

- 結(jié)構(gòu)不合理

- 材質(zhì)不均勻

- 制造誤差大

造成轉(zhuǎn)軸彎曲的使用原因包括:

- 升速過(guò)快

- 加載過(guò)快

- 暖機(jī)不足

- 停機(jī)未盤車

造成轉(zhuǎn)軸永久彎曲的原因包括:

- 長(zhǎng)時(shí)間靜止不用

- 檢修不當(dāng)

- 過(guò)大負(fù)荷

造成轉(zhuǎn)軸臨時(shí)性彎曲的原因包括:

- 預(yù)負(fù)荷過(guò)大

- 局部發(fā)熱(摩擦等原因)

防止轉(zhuǎn)軸彎曲的措施包括:

- 對(duì)于長(zhǎng)期靜置的設(shè)備定期盤車

- 開(kāi)機(jī)前檢查、校正

- 延長(zhǎng)暖機(jī)時(shí)間

- 按規(guī)定升速、加載

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