机电设备故障诊断ppt教学课件第4章转子系统故障诊断（2）

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1、机电学院张建宇2011-12-05第四章转子系统故障诊断EquipmentFaultDiagnostics1本章内容4.1旋转机械振动的基本特性4.2转子不平衡故障4.3转子不对中故障4.4其他类型转子故障2III转子不平衡故障（复习）消除不平衡的基本思想：不平衡力不平衡转矩分解后的不平衡载荷配重面在平面I中F′的反方向上加校正质量m1，加重半径为r1使m1r1ω2=F′。在平面Ⅱ中F″的反方向加m2(半径为r2)，以平衡F″。3影响系数法（前提：线性系统假设）：图中：I，II——校正平面Q1，Q2——试重A，B——测振点配重盘Bently动平衡试验台转子不平衡

2、故障（复习）消除不平衡的方法——现场动平衡4大型机组通常由多个转子组成，各转子之间用联轴器联接构成轴系，传递运动和转矩。4.3转子不对中故障空压机组高线精轧机组5正确对中e=0,=0平行不对中e0,=0角度不对中e=0,0综合不对中e0,04.3转子不对中故障(1)何为不对中？产生原因：由于安装误差、工作热膨胀、承载变形以及基础的不均匀沉降等，可能会造成机器工作时各转子轴线之间产生不对中。64.3转子不对中故障(2)不对中的危害增加机器的振动74.3转子不对中故障(2)不对中的危害过度的联轴器损坏8增加密封件的磨损4.3转子不对中故障(2)不对中

3、的危害94.3转子不对中故障(2)不对中的危害增加轴承的磨损104.3转子不对中故障(2)不对中的危害过高的能源消耗11不对中的代价4.3转子不对中故障124.3转子不对中故障(3)不对中的振动机理多用于大型高速旋转机械。特点：能补偿两轴的综合位移；能传递较大的转矩；但结构较复杂，制造较困难；在重型机器和起重设备中应用较广。齿式联轴器13联轴器平形不对中4.3转子不对中故障(3)不对中的振动机理对中良好：内外齿套之间只有传递转矩的周向力。对中超差：中间齿套发生相对倾斜，在传递运动和转矩时，将会产生附加的径向力和轴向力，引发相应的振动。这就是不对中故障振动的原因。

4、14如图所示，设为主动转子的轴心投影，为从动转子的轴心投影，为中间齿套的轴心，为中间齿套与主动轴的连线，为中间齿套与从动轴的连线，垂直设长为，点坐标为，取为自变量，则有联轴器齿套运动分析4.3转子不对中故障(3)不对中的振动机理运动微分方程：15推导可知：K点的转动速度为转子角速度的两倍。因此，当转子高速转动时，就会产生很大的离心力，激励转子产生径向振动，其振动频率为转子工频的两倍。由于不对中而引起的振动有时还包含有大量的谐波分量，但最主要的还是2倍频分量。4.3转子不对中故障(3)不对中的振动机理16当转子轴线之间存在偏角位移时，如图所示，从动转子与主动转子的

5、角速度是不同的。从动转子的角速度为式中，ω1、ω2分别为主动转子和从动转子的角速度；α为从动转子的偏斜角；φ1为主动转子的转角。4.3转子不对中故障(3)不对中的振动机理角度不对中17齿式联轴器由于所产生的附加轴向力以及转子偏角的作用，从动转子以每回转一周为周期，在轴向往复运动一次，因而转子轴向振动的频率与角频率相同。4.3转子不对中故障(3)不对中的振动机理18特征参量故障特征平行不对中角度不对中综合不对中时域波形1X频与2X频叠加波形1X频与2X频叠加波形1X频与2X频叠加波形特征频率2X频明显较高2X频明显较高2X频明显较高常伴频率1X频、高次谐波1X频、

6、高次谐波1X频、高次谐波振动稳定性稳定稳定稳定振动方向径向为主径向、轴向均较大径向、轴向均较大轴心轨迹双环椭圆双环椭圆双环椭圆4.3转子不对中故障(4)不对中的振动特征19电机水泵POPIMOMI1X频率2X频率叶片通过频率4.3转子不对中故障(4)不对中的振动特征20二者区别：质量不平衡指各横截面的质心连线与其几何中心连线存在偏差；转子弯曲指各横截面的几何中心连线与旋转轴线不重合。结论：二者都会使转子产生偏心质量，从而使转子产生不平衡振动。4.4其他类型转子故障(1)转子弯曲有人习惯将转子弯曲与不平衡同等看待！结论：二者都会使转子产生偏心质量，从而使转子产生不

7、平衡振动。21分类：永久性弯曲：转子轴呈弓形弯曲后无法恢复。造成永久弯曲的原因有设计制造缺陷（转轴结构不合理、材质性能不均匀）、长期停放方法不当、热态停机时未及时盘车或遭凉水急冷等。临时性弯曲：指可恢复的弯曲。造成临时性弯曲的原因有预负荷过大、开机运行时暖机不充分、升速过快局部碰磨产生温升等致使转子热变形不均匀等。4.4其他类型转子故障(1)转子弯曲22转子弯曲与转子质量偏心类似，都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与不平衡不同之处在于轴弯曲会使轴两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位

8、不同，两者之间相互作用会