测振仪故障不平衡--测振仪系列知识讲座十五

测振仪故障不平衡--测振仪系列知识讲座十五

其实测振仪不平衡有多种情况，有：静不平衡、力偶不平衡、动不平衡和悬臂转子的不平衡等。

造成不平衡的原因通常是：1）结构设计不合理而造成的几何尺寸不同心，或质量几何中心线偏离转子的旋转；2）制造、安装误差；3）转子初始弯曲；4）转子上有附加物生成、腐蚀、磨损、破裂；5）转子上零件松动、脱落；6）转子材质不均应、或受热不均。

其特征：

1）振动波形接近正弦波；

2）轴心轨迹近似圆形；

3）振动以径向为主，一般水平方向幅值

大于垂直方向幅值；轴向振动很小；

4）振动大小与转速平方成正比； 上图是转子静不平衡的典型频谱。

5）振动频率以 1×转频振动为主；
6）振动相位稳定：同一轴上的前后两个轴承，其相同位置处的相位接近；同一轴承水平方向和垂直方向的相位相差接近90^o。

力偶不平衡诊断（详见上图所示）

其特征：

1）振动波形接近正弦波；

2）轴心轨迹近似圆形；

3）在两个轴承处均产生较大，上图为转子力偶不平衡的典型频谱的振动，严重时，还会产生较大的轴向振动；

4）振动大小与转速平方成正比；

5）振动频率以1×转频振动为主，有时也有2×，3×等谱线；

6）振动相位稳定，两个轴承处相位相差180°。

动不平衡诊断（详见上图所示）

其特征：

1）振动波形接近正弦波；

2）轴心轨迹近似圆形；

3）振动以径向为主；

4）振动大小与转速平方成正比；上图为转子动不平衡的典型频谱；

5）振动频率以 1× 转频振动为主；

6）振动相位稳定，两个轴承处相位接近。

悬臂转子的不平衡诊断（详见上图所示）

其特征：

1）振动波形接近正弦波；

2）在轴向和径向均出现较大振动；

3）振动频率以 1× 转频振动为主；

4）轴向相位稳定，两支承处轴向，上图悬臂转子的不平衡典型频谱振动相位接近，而径向相位会有变化。
 

由转子不平衡的典型频谱图中可见：

1）静不平衡相位稳定。在一阶临界转速下，失衡引起的振幅与速度的平方成正比。较高是1×转频下的频谱。同一设备的两个轴承处相位接近。水平方向和垂直方向的相位相差90°。校正时只需在1个水平面上放置平衡物，也称为单面动平衡。

2）力耦不平衡——在同一转动轴上有180°相位差。通常为1×转频频谱，随速度平方的增加而变化，可以引起轴向及径向的较大振动。校正时需要在至少2个水平面上放置平衡物，也称为双面动平衡。

3）动不平衡——是前两种不平衡的合成结果。仍以1×转频频谱占主导，相位稳定。两支承处同方向振动相位差接近。校正时同样需要在2个水平面上放置平衡物，进行双面动平衡。

                                        转子不平衡故障的诊断

上图是转子不平衡故障的诊断实例。

4）转子不平衡——在轴向和径向都会引起较大1×转频振动。轴向相位稳定，而径向相位会有变化。往往是静不平衡和力耦不平衡同时出现。

5）动平衡质量等级

在工程实际中，由于机械制造存在公差、测量精度的限制等原因，机器总是存在着不平衡的。对于不同类型、不同规格的机器设备来讲，所谓不平衡或振动过大也代表着不同的含意。例如，汽车曲轴振动所允许的幅值足以能够毁坏与其相连的发动机。因此，我们应该根据不同机器设备的振动允许幅值分别对其相应的转子制订合理的、满足运行的平衡标准。

表4-1是ISO-1940《转子刚体的平衡质量》建议标准，该建议建立了转子的最大运转速度与可接受的残余不平衡的关系。平衡质量等级G是最大允许的相对不平衡量e（偏心距）与转子最大角速度ω的乘积，即：

G =e×ω=                  

式中：偏心距e的单位是毫米（mm），转速n的单位是转╱分（r╱min）。

表4-1  ISO-1940《转子刚体的平衡质量》建议标准

在确定了平衡等级以后，根据转子的工作转速n，就可以从下图上查到最大允许相对不平衡量e。这就是说，经过动平衡之后的偏心距应 ≤e 。

                                            平衡质量等级

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