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机械松动
机械松动的一般特征
机械松动不是振动的原因,但可加剧振动状态。
小量的不对中或不平衡,由于机械松动的存在,也可能引起较大的振动。
其他故障的解决常消除一部分由于存在松动而增加的振动幅度。然而,完全消除松动的影响是不可能的。
首先解决松动的问题,如果振动仍然很大,再解决对中和动平衡问题,此时解决此类问题要容易得多。
A.结构框架/底座松动
A.结构松动或机器底脚,基础平板和混凝土基础弱(刚性差);
b.变形或破碎的砂浆;
c.框架或基础变形(软底脚);
d.地脚螺栓松动。
A.结构框架/底座松动的特征
A型松动1X主导,与不平衡或偏心转子状态相同。进一步比较各方向之间的相对幅值,仔细观察相位特性。
只是一个部件振动大(即只是驱动转子或被驱动转子或齿轮箱)。这与不平衡或不对中不一样。
比较每个轴承座的水平和垂直方向相位,振动非常定向,相位差或为0度或为度。
当相位特性:水平和垂直方向相位差为0度或为度,应该把测量向下移到机器的底脚上,基础平板上,混凝土和周围地板上。
每个界面振动幅值和相位测量的比较:
如果振动幅值和相位存在很大差别,说明是相对运动。这种大的相位变化,可以确定存在故障的位置。
基础底板和混凝土基础之间的相位差别很大,说明它们之间有故障,这可能是由于基础底板与混凝土基础之间破碎或者基础裂或断等故障造成的。
如果在机器底脚与基础平板之间出现大的相位差,这可能说明固定螺栓松动。
软脚或管道作用变形也将表现为1X振动大的特征。
测量相位时,它们表现为非常定向的振动,水平和垂直方向相位差接近0度或度(±30度)。
如果故障是变形而不是松动,振动幅值和相位测量数据将表明“机器底脚-基础平板-混凝土基础”在相同方向上很大的振动(相位读数相同),可能表现为只有一根底脚螺栓处比其他三只地脚螺栓处的振动大。
B.由于结构/轴承座晃动或开裂引起的松动
a.结构裂纹或轴承座裂纹;
b.支承脚高度不同引起的摇动;
c.轴承座固定螺栓松动;
d.轴承配合间隙或其它各部件配合间隙不当。
B.结构/轴承座晃动或开裂松动特征
一般径向方向2X幅值超过1X幅值的50%时,认为是B松动;
振动幅值稍不稳定;
如果用频闪灯测量相位,常将呈现2个参考标记,而且略不稳定;
除非有如不平衡或不对中的激振力作用,否则通常不会出现这些松动症兆。然而,如果存在这种松动问题,将极难采用动平衡或对中的方法解决机器的振动问题;
如果松动故障是轴承在轴承座中松动或者固定在轴上的零部件松动,振动将始终保持1X和2X频率,直到磨损导致产生冲击为止。出现这种现象时,出现多谐波频率,发展到C型机械松动。
C.轴承在轴承座内松动或部件配合松动
a.轴承在轴承座中松动;
b.轴承内部间隙过大;
c.轴承保持架在其盖内松动;
d.轴承在轴上松动或转动。
C.轴承在轴承座内松动或部件配合松动特征
C型机械松动比较常见,通常是由于轴承外套在轴承座压盖内松动,轴承内环在轴上旋转,滑动轴承或滚动轴承间隙过大,叶轮在轴上松动等引起的,由于松动的零部件对转子的动态力产生非线性的响应,所以它们呈现如下特征:
振动频谱中存在高达10X甚至20X谐波分量;
相位通常是不稳定的,这次测量与下一次测量变化很大。
这种松动趋向于产生定向振动,在松动的方向及附近振动最大。如果振动本身变为高度定向的话,水平和垂直方向之间的相位差可能接近0度或度;
这种松动可能产生转速的二分之一倍间隔亚谐波频率,即0.50X、1.50X、2.50X等;
亚谐波频率成分幅值可能很低,如果尖峰很清楚,说明更严重的松动故障(或者也许存在磨擦故障);
二分之一倍转速频率的“谐波频率”通常伴随有诸如不平衡和不对中等其他故障源。
轴承在轴承座内松动产生的严重后果
当振动频谱呈现为1X许多谐频时,有可能是C型松动故障。可能1X及其谐波频率的幅值很小,但在有些情况下,轴承在轴上转动实际上可能会引起严重损坏,可能会从轴的外径表面磨削掉一层金属,至使轴承最终卡死,引起机器灾难性的破坏,并且可能完全不产生任何轴承故障频率。
案例: