松動引起的振動
關于松動故障,我們要了解的*重要的事情是:松動不是激振力。換句話說,振動分析服務由于松動,設備可能存在振動超標的情況,但是,松動不是激發(fā)振動的根源。
不平衡或不對中這樣的激振力,才是引起振動的根本原因。
松動只是設備或系統(tǒng)的剛度降低或消失。導致松動的可能原因是安裝螺栓松動、基礎開裂、灌漿不實、焊縫開裂、罩殼松動或軸上的銜鐵、轉動部件松動。由設備內(nèi)部激振力振動分析服務產(chǎn)生的振動,在松動狀態(tài)下比不松動時表現(xiàn)出更高的振幅。如果主激振力是1倍頻不平衡力,松動狀態(tài)下的振動主頻就是1倍頻;如果主激振力是偏心不對中產(chǎn)生的2倍頻力,松動狀態(tài)下的振動頻率將是2倍頻。但是,許多已公布的振動故障診斷圖表都顯示,松動不一定會產(chǎn)生2倍頻振動。
松動的定義非常廣泛,振動分析服務涉及一個很寬的可能范圍。這里將討論兩種類型的松動,并且分析它們的振動特征。
1. 與轉動系統(tǒng)相關的松動,包括軸上回轉件松動、軸上或軸承座中的軸承松動、滑動軸承間隙超標。
2. 設備支撐系統(tǒng)松動,例如安裝螺栓松動、灌漿不實或結構開裂。
轉動系統(tǒng)的松動
與轉動系統(tǒng)相關的松動,通常會發(fā)出“咔噠”聲或產(chǎn)生沖擊力。例如軸上的松動旋轉部件與軸之間的“咔噠”撞擊聲。軸上的軸承松動時,軸與軸承間發(fā)出咔噠聲,振動分析服務這有可能是鎖緊卡圈松動造成的。如前所述,只要有沖擊或尖鋒能量出現(xiàn),不管它的原因是什么,頻譜上都會出現(xiàn)諧波頻率。
支撐系統(tǒng)松動
不同于轉動系統(tǒng)部件的松動,設備支撐系統(tǒng)松動不會反映出諧波振動頻率,諧波頻率的產(chǎn)生不但與松動的嚴重程度有關而且與設備內(nèi)部的激振力有關。例如平衡良好的電機,僅僅放在臺板上并不鎖緊,也能平穩(wěn)運行。然而,當電機存在質(zhì)量不平衡時,電機振動就會很劇烈,由于沒有約束,電機會在臺板上移動。
對于設備支撐系統(tǒng)的松動,振動分析服務例如安裝螺栓松動,灌漿不實或結構開裂,可以依據(jù)下列振動特征進行識別。
1. 結構松動,并伴有平緩的激振力,例如輕度不平衡和不對中,則振動頻率成分只有主激振力的頻率,不包含諧波頻率。如果設備處于松動狀態(tài),徑向振動是高度方向相關性的,可能顯示出非常高的垂直振動。正常情況下,對于剛性安裝的設備,垂直振幅等于或大于水平振幅,可能預示結構松動或薄弱。
2. 如果存在結構松動,并且伴有很強的激振力,例如大不平衡力,這兩個條件聯(lián)合作用下將導致設備彈跳。圖4-25給出了相關解釋,如圖中所示,設備的軸承安裝螺栓松動,振動分析服務同時設備存在大不平衡力,當不平衡力垂直向下時,軸承被強制向下壓向基礎;當不平衡力垂直向上時,軸承又被迫抬起到松動的容許量位置,軸承一直被保持在這一位置,直到不平衡力旋轉到某一位置,向上的分力不能再托起軸承,這時軸承會下落、反彈壓向基礎。*終結果是不平衡的正弦波失真,如前所述,振動信號正弦波形失真,在頻譜分析時一定能看到諧波頻率成分。
另外一個辨識結構松動的明顯證據(jù)是垂直振動比水平振動的幅值大很多,這是高度方向相關性振動的典型特征。
應用前面提到的簡單探測研究技術,可以很容易檢查結構松動。對比不同安裝面的振動幅值,如果振幅值差別很大,說明存在結構松動。