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

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

         

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

         

        旋轉(zhuǎn)機械常用的聯(lián)軸器有齒式、半撓性和剛性三種。

        • 齒式聯(lián)軸器主要用于小型機組,允許兩轉(zhuǎn)子中心有   偏差。

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

        • 剛性聯(lián)軸器主要用于大型機組,結(jié)構(gòu)簡單,加工方便,傳遞扭矩大。

         

        1齒式聯(lián)軸器缺陷引發(fā)的振動故障分析

         

        齒式聯(lián)軸器的典型結(jié)構(gòu)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(nèi)齒分別與兩端齒輪相嚙合,帶動兩個轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。

         

         

        在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下,外套筒徑向位置由齒尖間隙。齒式聯(lián)軸器運行時間長后,齒輪會因磨損而產(chǎn)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(cè),從而產(chǎn)生偏心和不平衡力。齒套徑向位置還與機組所帶負荷有關(guān)。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(zhuǎn)子平衡狀態(tài)將有可能因此而改變。

         

        對聯(lián)軸器兩側(cè)軸承而言,該缺陷產(chǎn)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(fā)生突變。齒牙磨損后,   好的方法就是   換聯(lián)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(cè)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(xù)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(fā)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(fā)生變化。

         

        表4-4給出了大、小負荷兩種工況下的振動數(shù)據(jù)。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(fā)生了較大變化;

        • 在兩種工況下,雖然振動幅值發(fā)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(lián)軸器磨損引起的。轉(zhuǎn)速降至500r/min后,特意監(jiān)聽聯(lián)軸器附近聲音,可以清楚地聽到齒輪嚙合不平穩(wěn)所發(fā)出的噪聲。

         

         

        大修中對聯(lián)軸器進行了檢查,發(fā)現(xiàn)齒面磨損較嚴重,齒隙明顯偏大。據(jù)此   換了齒式聯(lián)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(lián)軸器缺陷引發(fā)的振動故障分析

         

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

         

        • 聯(lián)軸器瓢偏

        如圖4-10所示,當聯(lián)軸器端面與軸中心線不垂直時,螺絲擰緊后,轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生變形,軸頸處出現(xiàn)較大晃度。距離聯(lián)軸器越遠,轉(zhuǎn)子晃度越大。轉(zhuǎn)子撓曲變形不僅會產(chǎn)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(chǎn)生摩擦。

         

         

        • 聯(lián)軸器張口或高低差過大導致轉(zhuǎn)軸晃度大

        一臺50MW汽輪機大修前振動較好,通過臨界轉(zhuǎn)速時各點振動小于80µm。大修后   次開機時,1號軸瓦過臨界轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速。但在3000r/min轉(zhuǎn)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(wěn)定。揭開前箱檢查,發(fā)現(xiàn)汽輪機主軸與主油泵短軸連接聯(lián)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(zhuǎn)速,振動小于100µm,定速下振動小于30µm。

         

        某臺125MW汽輪發(fā)電機組勵磁機與發(fā)電機轉(zhuǎn)子采用波紋節(jié)相連。大修前,過臨界   大振動為56µm,大修后變?yōu)?20µm。調(diào)查發(fā)現(xiàn),大修中發(fā)電機重套了后對輪。進一步檢查勵發(fā)對輪,發(fā)現(xiàn)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(fā)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(fā)現(xiàn),勵磁機轉(zhuǎn)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(chǎn)200MW汽輪發(fā)電機組,如圖4-11所示,中壓和低壓轉(zhuǎn)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(jīng)成為這類機組的通病。該型機組在運行中應(yīng)嚴格防止接長軸承受沖擊扭矩如甩負荷、非同期并網(wǎng)等,檢修中應(yīng)盡可能減小接長軸與轉(zhuǎn)子對輪組裝后的晃動和瓢偏值。

         

         

        • 聯(lián)軸器螺栓連接緊力不同

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

         

        • 聯(lián)軸器偏心

        其產(chǎn)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(fā)轉(zhuǎn)軸振動。低轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)軸晃度值可以比較好地反映聯(lián)軸器上述缺陷情況。一般而言,當?shù)娃D(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)軸晃度值大于50µm,   引起重視。

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