石家莊風機廠旋轉機械故障特性分析

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2.1 旋轉機械故障特性分析
首先從石家莊風機廠風機的轉子特性和頻率特性兩方面分析其故障特性。
2.1.1 轉子特性
轉子組件作為旋轉機械中的核心部分，是由轉軸和各種圓盤狀零件組成。在設備高速旋轉的運行中，由于整個轉子完全處在其中，這就需要對轉子部件的設計制造、裝配、測試和維修有一定的要求。假如某個轉子部件在運行中出現故障或在安裝部位產生了異常振動，隨即便會導致機組出現劇烈的振動，所以對轉子的運行狀態的監測與分析是旋轉機械的診斷與預測的主要方面。
2.1.2 旋轉機械振動的頻率特性
旋轉機械的振動信號一般由簡諧振動信號、非周期振動信號或隨機信號組成的。旋轉機械振動故障的都有共同的特征，即故障特征頻率是與其旋轉速度有關，與轉子部件的轉動頻率、分頻或多倍頻相等。總之，對振動信號的頻率和轉動頻率之間的關系進行研究，對于分析旋轉機械故障至關重要。
旋轉機械的特征頻率與轉動頻率之間的關系一般有以下幾種情況：
1）同步振動
當振動頻率與轉子轉動頻率及多倍頻相等的時候，這種情況稱為同步振動。同步振動一般包括強迫振動與受迫振動，其中典型的同步振動就是轉子部件的不平衡，軸承不對中一般也屬于同步振動。
2）超同步振動
在旋轉機械運行過程中，假如其振動頻率比轉動頻率要大，這種情況稱為超異步振動，如出現故障時齒輪間嚙合的頻率，軸承運行中的通過頻率都屬于這種情況。
3）亞異步振動
在旋轉機械運行中主要的振動頻率低于轉動頻率，這種情況稱為亞同步振動。這類振動一般表現為自激振動，例如旋轉機械的喘振，主軸與軸承的之間油膜振蕩等。
2.2 石家莊風機廠風機主軸故障形式及振動特性分析
石家莊風機廠風機主軸的故障和振動特性主要是由于不對中、不平衡等因素造成的。
2.2.1 煤礦的石家莊風機廠風機主軸的故障形式
1）不平衡
轉子的不平衡是旋轉機械運行中最常出現的故障。安裝在轉軸上的各種零部件，因為材料質地的不均勻，制造過程中產生的誤差、裝配過程中的偏心，以及在運行中造成的磨損與變形，黏著物體的不均勻分布等都可能使轉子部件出現偏移質心的現象，這些都是造成不平衡振動的原因
2）不對中
當軸承圈體配合出現間隙，支承座出現變形，軸承座安裝質心出現不同軸等，都將導致轉子的不對中。轉子不對中現象出現時，彎曲力矩將隨之產生，軸承此時會承受一定的變動載荷，其上的負荷也會分布不均，最終這些因素將導致設備出現劇烈的振動，所造成的后果包括轉軸的破損、軸承裂紋的產生、安裝螺栓的斷裂、轉動部件之間的磨損等
3）軸裂紋
轉軸在運行過程中，如果處在動載荷的工作環境下，會使軸出現疲勞損傷，造成裂紋的出現；假如在設計制造中，轉軸本身由于加工失誤或環境侵蝕，這些原因都將致使裂紋故障的發生。
4）摩擦
一般是指轉子部件之間運行時所產生的碰磨現象。徑向摩擦是生產中主要的摩擦形式，端面摩擦的狀況一般很少出現。前者故障很普遍，例如定子和轉子之間的摩擦，轉子與隔板的摩擦，軸承圈體與軸承座之間的摩擦，以及由于安裝因素造成的轉子和其它部件產生的摩擦等。