转轴横向裂纹振动故障诊断_产品技术_樽祥科技
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转轴横向裂纹振动故障诊断
发布时间:2019-07-18

  相对而言,转轴裂纹振动故障发生的概率远小于其它类型的故障,但其一旦发生有可能引发灾难性后果,如断轴、飞车等事故,特别是对于大型机组将导致巨大经济损失。

  转轴裂纹故障形成原因

  如果设计或加工方法不当,会引起应力集中导致横向疲劳裂纹,特别是对于高速重载的转子,长期运转后容易出现横向疲劳裂纹。经常频繁启动,升速,加负荷过快导致的超载也是产生裂纹的主要原因。

  转轴裂纹故障类型

  裂纹所处的位置及应力状态不同,会呈现出三种不同的形态:

  1 闭裂纹,转转在旋转时由于压应力作用,裂纹始终处于闭合状态,其对振动影响很小,难以察觉。

  2 开裂纹,当裂纹处于拉应力作用下时,裂纹主要处于张开状态,转轴刚度有所降低,挠度比无裂纹时要大,在一定转速下,振幅和相位会发生变化。

  3 开闭裂纹,当裂纹所在位置应力由径向载荷产生时,裂纹在拉伸和压缩应力间变换,所以转子每旋转一圈将导致裂纹闭合一次。

  转轴裂纹振动机理

  转轴裂纹对振动的影响与裂纹所处轴向位置和裂纹深度有关。裂纹的产生将引起转轴刚度的不对称,其引起的非线性响应与裂纹的位置、深度及运行时间有关。裂纹属于开闭类型时,转子每转一周受到的挤压力与拉伸力各交替变化一次,转子受力变化两次,所以故障特征频率一般为二倍频,同时伴有工频、3倍频、4倍频、…,因此从频率特点上看与不对中十分相似。由于挤压力与拉伸力的大小与转子弯曲相关,弯曲又与离心力相关,因此振动对升速较为敏感。