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    18. 聯軸器缺陷引起的振動故障分析
      時間:2019-04-09 11:24 作者:聯軸器 點擊:
      本文的內容是關于聯軸器缺陷引起的振動故障分析,非常實用的基礎知識,希望對你的工作和學習有所幫助。 聯軸器主要用來將多根轉子連接起來,形成一根光滑軸系,傳遞扭矩和軸向

       本文的內容是關于聯軸器缺陷引起的振動故障分析,非常實用的基礎知識,希望對你的工作和學習有所幫助。

       

      聯軸器主要用來將多根轉子連接起來,形成一根光滑軸系,傳遞扭矩和軸向力等。

       

      旋轉機械常用的聯軸器有齒式、半撓性和剛性三種。

      • 齒式聯軸器主要用于小型機組,允許兩轉子中心有   偏差。

      • 半撓性聯軸器主要用于汽輪機轉子和發電機轉子之間的連接,可以適當補償聯軸器兩側軸承由于低壓缸抽真空、發電機充氫、軸承座溫差等因素所引起的轉子重心變化。

      • 剛性聯軸器主要用于大型機組,結構簡單,加工方便,傳遞扭矩大。

       

      1齒式聯軸器缺陷引發的振動故障分析

       

      齒式聯軸器的典型結構如圖4-9所示。兩端齒輪用熱套并加鍵的方法固定在軸端上,套筒兩邊的內齒分別與兩端齒輪相嚙合,帶動兩個轉子同步旋轉。

       

       

      在旋轉狀態下,外套筒徑向位置由齒尖間隙。齒式聯軸器運行時間長后,齒輪會因磨損而產生齒厚和齒隙不均、齒面接觸不良等缺陷,傳遞扭矩過程套筒有可能偏向一側,從而產生偏心和不平衡力。齒套徑向位置還與機組所帶負荷有關。負荷改變后,傳遞扭矩改變,齒輪嚙合位置改變,齒套徑向位置和轉子平衡狀態將有可能因此而改變。

       

      對聯軸器兩側軸承而言,該缺陷產生的振動為同相。在機組并(解)列、加(減)負荷過程中,振動有可能會發生突變。齒牙磨損后,   好的方法就是   換聯軸器。當條件不具備時,也可在外套上嘗試加平衡配重,補償由于外套偏向一側所引起的不平衡力。實踐證明,這種補償方法在很多情況下是的,可以讓機組繼續運行一段時間。

       

      某電廠1臺6MW小型汽輪機已運行二十。1號、2號軸承為汽輪機兩端軸承,3號、4號軸承為發電機兩端軸承。   近一年多來,振動和噪聲逐漸增大。過大振動突出反映在1號~3號軸承垂直和水平振動幾乎同步發生變化。

       

      表4-4給出了大、小負荷兩種工況下的振動數據。從表中可以看出:

      • 低負荷下振動較大,帶負荷過程中振動又發生了較大變化;

      • 在兩種工況下,雖然振動幅值發生了變化,但是1號~3號軸承振動相位變化不大;

      • 帶負荷過程中,2號、3號軸承垂直(水平)振動變化量的角度相同。初步分析,振動是由于聯軸器磨損引起的。轉速降至500r/min后,特意監聽聯軸器附近聲音,可以清楚地聽到齒輪嚙合不平穩所發出的噪聲。

       

       

      大修中對聯軸器進行了檢查,發現齒面磨損較嚴重,齒隙明顯偏大。據此   換了齒式聯軸器。大修后啟動,不僅2號、3號軸承振動減小,1號軸承振動也明顯減小。

       

      2剛性聯軸器缺陷引發的振動故障分析

       

      齒式和半撓性聯軸器可在   范圍內補償轉子中心的變化,而剛性聯軸器對轉子同心度的要求較高。剛性聯軸器缺陷引起的振動主要發生在聯軸器兩側軸承上,可以分為以下幾種情況:

       

      • 聯軸器瓢偏

      如圖4-10所示,當聯軸器端面與軸中心線不垂直時,螺絲擰緊后,轉子將產生變形,軸頸處出現較大晃度。距離聯軸器越遠,轉子晃度越大。轉子撓曲變形不僅會產生較大的激振力,還會破壞動靜間隙,導致軸承烏金或者汽封等處產生摩擦。

       

       

      • 聯軸器張口或高低差過大導致轉軸晃度大

      一臺50MW汽輪機大修前振動較好,通過臨界轉速時各點振動小于80µm。大修后   次開機時,1號軸瓦過臨界轉速時的振動高達240µm,被迫打閘停機。初步認為是平衡問題。在末級葉輪上加重1.3kg后,機組沖過臨界轉速。但在3000r/min轉速下振動明顯增大,2號軸瓦達到105µm,而且1號軸瓦振動不穩定。揭開前箱檢查,發現汽輪機主軸與主油泵短軸連接聯軸器晃度達0.4mm。校正缺陷并去掉所加平衡塊后,振動正常。過臨界轉速,振動小于100µm,定速下振動小于30µm。

       

      某臺125MW汽輪發電機組勵磁機與發電機轉子采用波紋節相連。大修前,過臨界   大振動為56µm,大修后變為120µm。調查發現,大修中發電機重套了后對輪。進一步檢查勵發對輪,發現前對輪晃度為1.6mm,后對輪晃度為1.4mm,勵磁機軸頸跳動為1.2mm。消缺后開機,振動明顯減小。

       

      某臺汽輪發電機組甩負荷后再次開機時,勵磁機振動達到56µm,較甩負荷前明顯增大。停機檢查發現,勵磁機轉子軸頸晃度為0.42mm,而甩負荷前軸頸晃度只有0.08mm。檢修中對軸頸晃度大的缺陷進行了處理。檢修后開機時,軸承振動減小為32µm。

       

      早期的國產200MW汽輪發電機組,如圖4-11所示,中壓和低壓轉子之間有一段跨距為4m、壁厚為0.04m的空心軸,又稱接長軸。該軸段剛性較差,在運行中晃動很大,容易引起3號、4號軸承振動超標,已經成為這類機組的通病。該型機組在運行中應嚴格防止接長軸承受沖擊扭矩如甩負荷、非同期并網等,檢修中應盡可能減小接長軸與轉子對輪組裝后的晃動和瓢偏值。

       

       

      • 聯軸器螺栓連接緊力不同

      這種缺陷對振動的影響和聯軸器票偏相同。檢修后,通過調整螺栓連接緊力來調整轉子晃度的做法是不可取的。

       

      • 聯軸器偏心

      其產生振動的機理猶如偏心輪激振。當偏心超過   程度后,引起的振動會   大。

       

      上述幾種情況都會誘發轉軸振動。低轉速下的轉軸晃度值可以比較好地反映聯軸器上述缺陷情況。一般而言,當低轉速下轉軸晃度值大于50µm,   引起重視。

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