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軸承知識(shí)
三種常見(jiàn)的機(jī)械松動(dòng)的振動(dòng)頻譜分析

申甲斌

(山東亞太森博漿紙有限公司)

本文的內(nèi)容是關(guān)于常見(jiàn)的幾種松動(dòng)形式及頻譜特征診斷,非常實(shí)用的知識(shí),希望對(duì)你的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。

機(jī)械松動(dòng)一般分為結(jié)構(gòu)松動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)部件松動(dòng)。造成機(jī)械松動(dòng)的原因有安裝不良、長(zhǎng)期磨損、基礎(chǔ)或機(jī)座損壞、零部件破壞、配合間隙過(guò)大等。機(jī)械松動(dòng)可以使已經(jīng)存在的不平衡、不對(duì)中等所引起的振動(dòng)問(wèn)題更加嚴(yán)重,也可因機(jī)械松動(dòng)的進(jìn)一步惡化,而引發(fā)其他故障。對(duì)松動(dòng)類(lèi)型的界定還沒(méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),目前發(fā)現(xiàn)有三種比較常見(jiàn)且典型的機(jī)械松動(dòng),它們都有其獨(dú)特的振動(dòng)頻譜及振動(dòng)相位表現(xiàn)。

一、類(lèi)型A——結(jié)構(gòu)框架和基礎(chǔ)松動(dòng)

1、松動(dòng)現(xiàn)象與處理措施

這一類(lèi)型的松動(dòng)主要包括以下故障:

設(shè)備底腳、基板和混凝土基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)松動(dòng)或強(qiáng)度不足;

灌漿惡化或破碎;

框架或底部變形;

地腳緊固螺栓松動(dòng)等。

這些松動(dòng)現(xiàn)象都能在現(xiàn)場(chǎng)明顯地觀察到,其破壞力一般比較大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)加重設(shè)備的不平衡或不對(duì)中。

處理措施:

鞏固基礎(chǔ)、矯正結(jié)構(gòu)、緊固松動(dòng)螺栓等。對(duì)于已經(jīng)存在不平衡或不對(duì)中的設(shè)備,還要同時(shí)調(diào)整不平衡或不對(duì)中。

2、典型松動(dòng)頻譜與基本特征

典型松動(dòng)頻譜如圖1所示,其松動(dòng)所反映的基本特征見(jiàn)表1。

幾點(diǎn)說(shuō)明:

該典型的松動(dòng)特征與不平衡或偏心轉(zhuǎn)子故障特征一致,可用相位來(lái)區(qū)分。

通常情況下,高振動(dòng)幾乎只限于一個(gè)轉(zhuǎn)子(單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)機(jī)、被驅(qū)動(dòng)機(jī)或齒輪箱),這與不平衡或不對(duì)中不同,因?yàn)椴黄胶饣虿粚?duì)中引起的高振動(dòng)不只限于一個(gè)轉(zhuǎn)子。

對(duì)于一些特殊情況,如用于緊固泵軸承座的螺栓,其作用力為軸向方向。如果這些螺栓出現(xiàn)松動(dòng),就會(huì)導(dǎo)致軸向的1×轉(zhuǎn)速振動(dòng)高,這與不對(duì)中故障很相似。只要上緊這些螺栓就會(huì)減少振動(dòng)。

二、類(lèi)型B——由搖擺運(yùn)動(dòng)或結(jié)構(gòu)斷裂和軸承底座斷裂引起的松動(dòng)

1、松動(dòng)現(xiàn)象與處理措施

這種類(lèi)型只有在出現(xiàn)以下松動(dòng)故障時(shí)發(fā)生:

結(jié)構(gòu)或軸承底座斷裂;

有時(shí)由于支撐腳不等長(zhǎng)引起的搖擺;

偶爾發(fā)生在一些松動(dòng)的軸承座螺栓上;

當(dāng)松動(dòng)的軸承或不適當(dāng)?shù)牟考浜蠁?wèn)題程度較輕時(shí)(無(wú)沖擊)。

這些松動(dòng)現(xiàn)象也可以在現(xiàn)場(chǎng)觀察到,但內(nèi)部件配合問(wèn)題只有通過(guò)拆檢來(lái)查找驗(yàn)證。

處理措施:

可通過(guò)更換斷裂部件、調(diào)整不適當(dāng)部件的配合情況、緊固螺栓等來(lái)減少振動(dòng)。

2、典型松動(dòng)頻譜與基本特征

典型松動(dòng)頻譜如圖2所示,松動(dòng)所反映的基本特征見(jiàn)表2。

幾點(diǎn)說(shuō)明:

在通常情況下,如果不存在其他激振力,這些振動(dòng)癥狀就不會(huì)出現(xiàn)。

如果松動(dòng)故障源于軸承座的軸承松動(dòng)或是軸上的部件松動(dòng),振動(dòng)將幾乎保持在1×和2×轉(zhuǎn)速上,直到其惡化至發(fā)生脈沖或沖擊作用。當(dāng)發(fā)生這一情況時(shí),脈沖會(huì)引起時(shí)域波形的非線性,導(dǎo)致許多先于類(lèi)型C松動(dòng)的諧波。

有時(shí)因設(shè)備底腳的斷裂松動(dòng)進(jìn)一步引發(fā)了聯(lián)軸器的故障,導(dǎo)致聯(lián)軸器內(nèi)彈性塊的磨損松動(dòng)。該頻譜也會(huì)出現(xiàn)先于類(lèi)型C松動(dòng)的諧波。

三、類(lèi)型C——軸承松動(dòng)或部件間配合不適當(dāng)造成的松動(dòng)

1、松動(dòng)現(xiàn)象與處理措施

此類(lèi)松動(dòng)包含以下幾種故障:

軸承座的軸承松動(dòng);

過(guò)大的軸承內(nèi)部游隙;

軸承座中的軸承襯套松動(dòng);

轉(zhuǎn)子松動(dòng);

軸承松動(dòng)或跑圈等。

這些現(xiàn)象可通過(guò)打開(kāi)軸承座端蓋來(lái)觀察。該類(lèi)型的松動(dòng)直接關(guān)系到旋轉(zhuǎn)設(shè)備的軸承與軸,松動(dòng)嚴(yán)重時(shí)會(huì)磨損軸承、軸或相關(guān)配合件,甚至直接卡死旋轉(zhuǎn)設(shè)備。

處理措施:

可通過(guò)更換軸承或襯套、調(diào)整部件間配合情況等解決。

2、典型松動(dòng)頻譜與基本特征

典型松動(dòng)頻譜如圖3所示,其松動(dòng)所反映的基本特征見(jiàn)表3。

幾點(diǎn)說(shuō)明:

該松動(dòng)也可能在達(dá)到工作溫度且部件已經(jīng)熱膨脹后出現(xiàn)。

如果明顯存在1/2x峰值,則表明有更為復(fù)雜的松動(dòng)故障存在(有可能存在摩擦)。

當(dāng)轉(zhuǎn)子松動(dòng)時(shí),如泵葉輪松動(dòng),每次啟動(dòng)后的相位不同。

看似這種類(lèi)型松動(dòng)的振動(dòng)頻譜(許多1×轉(zhuǎn)速諧波),實(shí)際預(yù)示著更為嚴(yán)重的故障存在即軸承松動(dòng)和跑圈,此故障會(huì)引起抱軸,導(dǎo)致設(shè)備的嚴(yán)重失效。

摘錄自《中國(guó)設(shè)備工程》

發(fā)布時(shí)間:2022-09-14


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