測(cè)振儀故障不平衡--測(cè)振儀系列知識(shí)講座十五

其實(shí)測(cè)振儀不平衡有多種情況，有：靜不平衡、力偶不平衡、動(dòng)不平衡和懸臂轉(zhuǎn)子的不平衡等。

造成不平衡的原因通常是：1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而造成的幾何尺寸不同心，或質(zhì)量幾何中心線偏離轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)；2）制造、安裝誤差；3）轉(zhuǎn)子初始彎曲；4）轉(zhuǎn)子上有附加物生成、腐蝕、磨損、破裂；5）轉(zhuǎn)子上零件松動(dòng)、脫落；6）轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均應(yīng)、或受熱不均。

其特征：

1）振動(dòng)波形接近正弦波；

2）軸心軌跡近似圓形；

3）振動(dòng)以徑向?yàn)橹鳎话闼椒较蚍?/p>

大于垂直方向幅值；軸向振動(dòng)很小；

4）振動(dòng)大小與轉(zhuǎn)速平方成正比； 上圖是轉(zhuǎn)子靜不平衡的典型頻譜。

5）振動(dòng)頻率以 1×轉(zhuǎn)頻振動(dòng)為主；
6）振動(dòng)相位穩(wěn)定：同一軸上的前后兩個(gè)軸承，其相同位置處的相位接近；同一軸承水平方向和垂直方向的相位相差接近90^o。

力偶不平衡診斷（詳見(jiàn)上圖所示）

其特征：

1）振動(dòng)波形接近正弦波；

2）軸心軌跡近似圓形；

3）在兩個(gè)軸承處均產(chǎn)生較大，上圖為轉(zhuǎn)子力偶不平衡的典型頻譜的振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)；

4）振動(dòng)大小與轉(zhuǎn)速平方成正比；

5）振動(dòng)頻率以1×轉(zhuǎn)頻振動(dòng)為主，有時(shí)也有2×，3×等譜線；

6）振動(dòng)相位穩(wěn)定，兩個(gè)軸承處相位相差180°。

動(dòng)不平衡診斷（詳見(jiàn)上圖所示）

其特征：

1）振動(dòng)波形接近正弦波；

2）軸心軌跡近似圓形；

3）振動(dòng)以徑向?yàn)橹鳎?/p>

4）振動(dòng)大小與轉(zhuǎn)速平方成正比；上圖為轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡的典型頻譜；

5）振動(dòng)頻率以 1× 轉(zhuǎn)頻振動(dòng)為主；

6）振動(dòng)相位穩(wěn)定，兩個(gè)軸承處相位接近。

懸臂轉(zhuǎn)子的不平衡診斷（詳見(jiàn)上圖所示）

其特征：

1）振動(dòng)波形接近正弦波；

2）在軸向和徑向均出現(xiàn)較大振動(dòng)；

3）振動(dòng)頻率以 1× 轉(zhuǎn)頻振動(dòng)為主；

4）軸向相位穩(wěn)定，兩支承處軸向，上圖懸臂轉(zhuǎn)子的不平衡典型頻譜振動(dòng)相位接近，而徑向相位會(huì)有變化。
 

由轉(zhuǎn)子不平衡的典型頻譜圖中可見(jiàn)：

1）靜不平衡相位穩(wěn)定。在一階臨界轉(zhuǎn)速下，失衡引起的振幅與速度的平方成正比。較高是1×轉(zhuǎn)頻下的頻譜。同一設(shè)備的兩個(gè)軸承處相位接近。水平方向和垂直方向的相位相差90°。校正時(shí)只需在1個(gè)水平面上放置平衡物，也稱為單面動(dòng)平衡。

2）力耦不平衡——在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上有180°相位差。通常為1×轉(zhuǎn)頻頻譜，隨速度平方的增加而變化，可以引起軸向及徑向的較大振動(dòng)。校正時(shí)需要在至少2個(gè)水平面上放置平衡物，也稱為雙面動(dòng)平衡。

3）動(dòng)不平衡——是前兩種不平衡的合成結(jié)果。仍以1×轉(zhuǎn)頻頻譜占主導(dǎo)，相位穩(wěn)定。兩支承處同方向振動(dòng)相位差接近。校正時(shí)同樣需要在2個(gè)水平面上放置平衡物，進(jìn)行雙面動(dòng)平衡。

                                        轉(zhuǎn)子不平衡故障的診斷

上圖是轉(zhuǎn)子不平衡故障的診斷實(shí)例。

4）轉(zhuǎn)子不平衡——在軸向和徑向都會(huì)引起較大1×轉(zhuǎn)頻振動(dòng)。軸向相位穩(wěn)定，而徑向相位會(huì)有變化。往往是靜不平衡和力耦不平衡同時(shí)出現(xiàn)。

5）動(dòng)平衡質(zhì)量等級(jí)

在工程實(shí)際中，由于機(jī)械制造存在公差、測(cè)量精度的限制等原因，機(jī)器總是存在著不平衡的。對(duì)于不同類(lèi)型、不同規(guī)格的機(jī)器設(shè)備來(lái)講，所謂不平衡或振動(dòng)過(guò)大也代表著不同的含意。例如，汽車(chē)曲軸振動(dòng)所允許的幅值足以能夠毀壞與其相連的發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，我們應(yīng)該根據(jù)不同機(jī)器設(shè)備的振動(dòng)允許幅值分別對(duì)其相應(yīng)的轉(zhuǎn)子制訂合理的、滿足運(yùn)行的平衡標(biāo)準(zhǔn)。

表4-1是ISO-1940《轉(zhuǎn)子剛體的平衡質(zhì)量》建議標(biāo)準(zhǔn)，該建議建立了轉(zhuǎn)子的最大運(yùn)轉(zhuǎn)速度與可接受的殘余不平衡的關(guān)系。平衡質(zhì)量等級(jí)G是最大允許的相對(duì)不平衡量e（偏心距）與轉(zhuǎn)子最大角速度ω的乘積，即：

G =e×ω=                  

式中：偏心距e的單位是毫米（mm），轉(zhuǎn)速n的單位是轉(zhuǎn)╱分（r╱min）。

表4-1  ISO-1940《轉(zhuǎn)子剛體的平衡質(zhì)量》建議標(biāo)準(zhǔn)

在確定了平衡等級(jí)以后，根據(jù)轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速n，就可以從下圖上查到最大允許相對(duì)不平衡量e。這就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡之后的偏心距應(yīng) ≤e 。

                                            平衡質(zhì)量等級(jí)

 注：測(cè)振儀系列知識(shí)講座歡迎大家繼續(xù)閱讀了解測(cè)振儀知識(shí)。閱讀本文的用戶還對(duì)以下文章感興趣：
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