转子热套配合过盈不足的故障机理与诊断
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基于ABAQUS的转子过盈接触及热膨胀分析姚同林;肖芳;陈金锋【摘要】螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件.对于630机型,采用热套工艺装配后,阴转子曾出现因应力过大而产生断裂的问题,同时过盈配合与热变形共同影响着阴阳转子的间隙.本文采用有限元软件ABAQUS/CAE对630阴转子进行了有限元分析,结果表明阴转子空心齿内的最大应力达到227MPa,同时齿面最薄处的应力达150MPa,易出现疲劳断裂;对阴阳转子在以20~80℃下的非均匀温度场下的热膨胀进行量化,结果表明装配变形量在0.04~0.07mm之间;排端阴阳转子齿顶径向位移达到0.25mm,齿根为0.17mm,建议阴阳转子啮合装配间隙大于0.42mm.%The screw rotor is the key of the screw compressor. For the rotor of 630 adopting shrinkage fit, there was once a fatigue fracture problem of female rotor due to the large stress besides the changing of the assembly clearance. In this paper, an analysis of interference contact and thermal expansion of the screw rotor was taken based on ABAQUS/CAE. The result showed that the maxi-mum stress of the female rotor tooth reached 227 MPa while 150 MPa occurred at the thinnest face where probably broke. For the discharging temperature at 80℃ and assembly temperature/inlet temperature at 20℃, the result showed that the radial displacement due to the interference fit was below 0.1mm which approximate took up 1/4 of the total displacement which reached 0.25mm at the tooth tip and 0.17 at the tooth root. So 0.5mm may be a conservative value for the assembly gap of rotors gearing.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】3页(P33-35)【关键词】螺杆转子;ABAQUS;过盈;热膨胀【作者】姚同林;肖芳;陈金锋【作者单位】上海齐耀螺杆机械有限公司,上海 201108;上海齐耀螺杆机械有限公司,上海 201108;上海齐耀螺杆机械有限公司,上海 201108【正文语种】中文【中图分类】TH455螺杆转子作为螺杆压缩机的核心部件,其对压缩机组的稳定运行起着决定性的作用。
抽水蓄能机组转子磁极典型故障(缺陷)原因分析及对策
抽水蓄能机组是一种利用水力能转化为电能的装置,其转子磁极是机组稳定运行的重
要部件之一。
在实际运行中,转子磁极存在着一些典型故障(缺陷),严重影响着抽水蓄
能机组的正常运行。
本文将针对抽水蓄能机组转子磁极的典型故障(缺陷)原因进行分析,并提出相应的对策,以期为抽水蓄能机组的运行提供一定的参考。
一、转子磁极的典型故障(缺陷)
1. 转子磁极的磁场不稳定
磁场不稳定是抽水蓄能机组转子磁极的常见故障。
造成磁场不稳定的原因主要有两点:一是磁极绕组内部接线不良;二是磁极铁芯损伤。
2. 磁极铁芯损伤
磁极铁芯损伤是导致抽水蓄能机组转子磁极故障的另一主要原因。
磁极铁芯损伤通常
是由于长期受热、振动等外部因素的影响,使得铁芯出现裂纹、变形等缺陷。
3. 磁极表面磨损
磁极表面磨损也是抽水蓄能机组转子磁极的常见故障。
磁极表面磨损通常是由于机组
长期运行导致磁极表面与定子绕组摩擦而造成的。
二、对策分析
1. 定期进行磁极绕组内部接线的检查和维护,确保其接线良好,避免接线松动或接
触不良等问题导致磁场不稳定。
2. 加强对磁极铁芯的监测和检查,及时发现铁芯的损伤并进行修复或更换。
3. 增强对磁极表面的保护和维护工作,采取有效措施减少磁极表面与定子绕组的摩擦,延长磁极的使用寿命。
以上对策可在一定程度上解决抽水蓄能机组转子磁极的典型故障(缺陷),提高机组
的运行可靠性和安全性,确保抽水蓄能机组的正常运行。
铸铝转子与轴过盈不足导致电机烧掉
铸铝转子与轴过盈不足可能导致电机烧掉,这种情况通常是由于转子与轴之间的配合不紧密,导致转子在轴上产生滑动或旋转不均匀,进而引起电机内部的热量积累和电流过大。
以下是可能的原因和相应的解决方案:
原因分析:
1.铸铝转子的制造质量不符合要求,如材料质量差、铸造缺陷等,导致转子与轴之间的过盈量不足。
2.铸铝转子与轴的加工精度不够高,如轴的圆柱度超差、转子的孔径不均匀等,影响两者之间的配合关系。
3.电机运行过程中,由于温度变化、机械振动等因素的影响,转子与轴之间的相对位置发生变化,导致配合不紧密。
解决方案:
1.确保铸铝转子的制造质量符合要求,对转子进行质量检验,如发现缺陷应及时处理或更换。
2.提高铸铝转子与轴的加工精度,保证两者的配合精度,可以通过提高加工设备的精度或采用合理的加工工艺来实现。
3.在电机设计时,应充分考虑温度变化、机械振动等因素对转子与轴配合关系的影响,采取相应的措施,如采用预紧力装配、增加防振装置等。
4.对于已经出现配合不紧密的电机,可以尝试通过调整电机运行参数、加强维护保养等方式改善配合关系,如定期检查和更换润滑油、
保持电机环境的清洁和干燥等。
5.如果电机烧毁严重,无法修复,应及时更换新的电机,并从设计、制造、安装和使用等方面采取措施,预防类似问题的再次出现。
总之,为了确保电机的正常运行和延长其使用寿命,需要综合考虑设计、制造、安装和使用等各个环节,采取有效的措施防止铸铝转子与轴过盈不足等问题的出现。
第三节大型旋转机组常见振动故障的机理与诊断转动设备的振动故障的类型很多,以下主要是按照石化大机组、并根据振动激励源及机组刚度来进行分类说明的。
一、不平衡转子不平衡是旋转机械最常见的振动故障,发生概率占总故障率的1/3以上。
1. 不平衡的种类转子不平衡按发生过程可分为初始不平衡、渐发性不平衡和突发性不平衡。
其中,初始不平衡是由于制造误差、装配误差、材质不均匀、动平衡不当等原因所造成的,其表现为初次开车时振动就较大;渐发性不平衡是由于介质对转子的不均匀性结垢、腐蚀、冲刷以及转子的磨损等原因所造成的,其表现为振动值随运行时间的延长而逐步缓慢参差增大;突发性不平衡是由于转子上零部件损坏后脱落或异物进入后卡死附着等原因所造成的,其表现为振动值突然显著增大后又有所降低在比原振动值高的一个新的水平上。
转子的不平衡又可细分为静失衡、偶失衡、准静失衡、动失衡四种情况。
右图(a)为静失衡,重心线平行偏离轴线;图(b)为偶失衡,重心线与轴线相交于重心;图(c)为准静失衡,重心线与轴线在重心外相交;图(d)为动失衡,重心线与轴线在空间上没有交点。
实际转子绝大多数为既存在静失衡、又存在偶失衡的动失衡,即动不平衡。
2. 不平衡振动的机理产生不平衡振动的根本原因是转子的重心线偏离轴线,即转子质量对轴心线成不均匀分布。
也就是说,转子的质心与转子的几何轴心并不重合,存在着一个偏心距e,转子转动时偏心距e将会产生离心力、离心力矩或两者兼而有之。
转子每旋转一周,偏心距的方向随着变化一次,离心力的方向也就循环变化一次,转子在此交变循环离心力的作用下便产生了振动;而且,不平衡振动的频率与转速相一致,振动值的大小与转速相关。
3. 不平衡故障的诊断3.1 信号特征①通频时域波形图为近似的等幅正弦波;②频谱图上,工频为主,其它频率成分相对较小;③轴心轨迹图为一个稳定的、长短轴相差不大的椭圆;④转速一定时,相位稳定;⑤全息谱图上,工频的椭圆较大、较圆,其它成分均相对较小;⑥工频趋势图上,初始不平衡时初次开车后振动值就大,渐发性不平衡时振动值逐步参差缓慢增大(其间有时可能有所降低)、相位同时产生较小的相应变化,突发性不平衡时振幅突然显著增大、相位也同时突变;⑦转子的涡动为同步正进动;⑧旋转方向上(径向)各点的振动存在有相位差;⑨支承转子的两个轴承同一方向上测点的振动相位,纯静失衡时为同相,纯偶失衡时为反相,动失衡时存在着0°~180°之间的相位差;⑩转子外伸段不平衡时会同时产生较大的轴向振动,支承转子的两轴承的轴向振动相位相同;3.2 方向性由于不平衡振动是由离心惯性力所引起的横向振动,因此径向振动大。
转子故障振动机理分析转子故障引起振动有许多形式, 现对其中的几个典型振动故障产生的原因及其对应的振动机理进行如下分析:1.转子不平衡故障及振动机理分析转子不平衡包括转子系统的质量偏心及转子部件出现缺陷;转子质量偏心是由于转子的制造误差、装配误差、材料不均匀等原因造成的,称为初始不平衡。
转子部件缺损是指转子在运行中由于腐蚀、磨损、介质结垢以及转子受疲劳力的作用,使转子的零部件(如叶轮、叶片等)局部损坏、脱落、碎片飞出等,造成的新的转子不平衡。
转子质量偏心及转子部件缺损是两种不同的故障,但其不平衡振动机理却有共同之处。
振动机理分析:旋转过程中,转子产生不平衡离心力与力矩通过支承点作用在轴及轴承上,引起振动.设转子质量为M(包括偏心质量m),偏心距e,旋转角频率w=2f(v f为v转动频率),在t瞬时位移在直角坐标系分量x,y,如图6-3所示,则可得转子中心运动微分方程为图6-3 转子力学模型则有以上几式中的K可以近似简化为机器的安装总刚度,M为机器的总质量,为K和M构成的振动体的无阻尼固有频率。
为无量纲阻尼因子,它的取值不同,会影响到系统的响应,是激励频率与固有频率之比,也是无量纲因子。
根据上式,按不同的频率比和阻尼系数的变化,作出幅频响应图及相频响应图,如下图所示:图6-4 幅频响应图及相频响应图转子不平衡所引起振动有下列特点:振动方向为径向,振动的特征频率等于转频;转子的轴承均发生较大的振动;在转子通过临界转速时振幅有特别显著的增大;在高速下随转轴转速上升振动很快增大;振动频率与转速相等且为正弦波;在没有带负荷时振动就达到最大值.2.转子不对中故障振动机理分析机组各转子之间由联轴器联接构成轴系,传递运动和转动。
由于机器的安装误差、承载后的变形以及机器基础的沉降不均等,造成机器工作状态时各转子轴线之间产生轴线平行位移、轴线角度位移或综合位移等对中变化误差,统称为转子不对中。
转子系统机械故障的60%是由不对中引起的。
电机转子不平衡的原因
嘿,电机转子不平衡,这事儿可真让人头疼呢。
那为啥电机转子会不平衡呢?咱来好好唠唠。
一个原因呢,可能是制造的时候就没弄好。
你想啊,生产电机的厂家要是不仔细,加工的时候尺寸有点偏差啥的,那转子可不就容易不平衡嘛。
就好比你做个蛋糕,要是材料没放对,或者搅拌得不均匀,那做出来的蛋糕肯定不好看,也不好吃。
电机转子也一样,制造的时候得精细点,不然就容易出问题。
还有啊,安装的时候要是不注意,也会导致转子不平衡。
比如说,螺丝没拧紧啦,或者部件没安装到位啦。
这就像你搭积木,要是没搭好,轻轻一碰就倒了。
电机转子也是,安装不好的话,一转起来就晃悠,不平衡了。
使用过程中也可能让转子不平衡。
比如说,电机长时间运行,零件磨损了。
或者有啥东西掉进电机里了,把转子给弄偏了。
这就好比你开车,开久了车胎会磨损,车子就可能不稳。
电机也一样,用久了就可能出问题。
我认识一个开工厂的老李。
有一次,他们工厂的电机老
是出问题,一检查,发现是转子不平衡。
他们找了半天原因,最后发现是安装的时候有个螺丝没拧紧。
这可把老李气坏了,赶紧让人把螺丝拧紧,电机就好了。
还有一次,电机又不对劲了,这回是因为有个小零件掉进电机里了,把转子给弄偏了。
老李他们费了好大劲才把那个小零件弄出来,电机才恢复正常。
所以啊,要是电机转子不平衡,就得好好找找原因,对症下药,才能解决问题呀。
水机转子支架热套轴松动的分析和修复水机转子支架热套轴松动是指在运行过程中,水机转子支架上的热套与轴之间存在松动现象。
这种情况可能会导致转子支架振动增大和传动系统不稳定,严重时还会导致设备故障和生产线停机。
因此,及时进行分析和修复是非常重要的。
首先,我们需要分析导致热套轴松动的原因,以便在修复时能够有针对性的进行处理。
1.安装不当:热套与轴的配合是非常重要的,如果在安装过程中没有正确安装热套,导致其与轴之间出现间隙,则会导致松动。
解决方法:重新安装热套,确保其与轴的配合紧密。
2.磨损和疲劳:长时间运行后,热套和轴会因为摩擦而磨损,从而导致松动。
此外,如果设备负荷过大或频繁停启动,也可能会引起松动。
解决方法:a.检查热套与轴的磨损情况,如果磨损严重,需要更换新的热套。
b.增加润滑剂的使用,减小磨损和摩擦。
c.如果设备负荷过大,可以考虑增加支撑结构或重新设计支架以减小负荷。
3.温度变化:热套与轴的热胀冷缩系数不同,温度的变化会导致两者之间的间隙产生变化,从而引起松动。
尤其是在高温环境下,温度变化的影响更加明显。
解决方法:a.选择耐温性能较好的热套材料,以减小温度变化对热套轴的影响。
b.增加冷却系统,降低环境温度波动。
以上是对水机转子支架热套轴松动的分析和解决方法。
下面我们来详细介绍修复的步骤。
1.确定松动的具体位置:通过观察和检查,确定热套轴松动的具体位置,以便针对性的进行修复。
2.准备工作:关闭设备电源,确保安全。
然后解除热套与轴的连接,移除转子支架上的其他部件,为修复松动做好准备。
3.修复热套:根据破坏状况,如果热套损坏严重,需要更换新的热套。
如果只是出现松动,可以使用专用的粘结剂或胶水将其固定。
4.安装和调整:重新安装设备,确保热套与轴紧密配合。
在安装过程中,可适当增加润滑剂,以减少摩擦和磨损。
5.测试和监测:重新启动设备并进行测试,观察是否还存在松动现象。
如有需要,可以安装振动传感器或温度传感器来监测设备的运行状态。
转子热套配合过盈不足的故障机理与诊断高速旋转机械转子的叶轮、轴套等旋转体通常是采用热压配合的方式安装在转轴上,其配合面要求为过盈配合。
当过盈量不足而发生松动时,转子在高速运行中由于动挠度以及交变激振力的作用,转轴材料内部以及转轴与旋转体配合面之间会发生摩擦而影响转子的稳定性。
一、振动机理高速运行的转子,如果一旦叶轮、轴套等旋转体与配合面之间的配合过盈量不足,当转子由于质量不平衡或弯曲等原因挠度增大时,转轴与旋转体配合面之间将产生相对滑动,如图1所示。
转轴凸面在纵向伸长,配合面就受到剪切力T的作用,圆盘对转轴的摩擦力的方向朝内;转轴凹面的摩擦力方向朝外,摩擦力形成两个力偶,力偶矩以M t表示。
图1 转轴配合面受力情况将力偶矩转化为作用于轴心的等效横向力F p,则(1-1)F p的方向与转轴圆盘中心的位移方向相反。
由于摩擦力的大小与配合面的正压力成正比,转轴曲率正比于挠度,因此相对滑动速度正比于该处的相对速度x。
转子在频率为ω的简谐干扰力(1-2)作用下,速度为(1-3)摩擦力为非线性时,转子的运动方程为(1-4)式中F—摩擦力。
由非线性振动的特点可知,转子系统受干扰力作用时,有低频谐波及高频谐波响应。
另一方面,转轴受力时,对于理想材料,应力ζ与应变ε之间呈线性关系。
但是,由于真实材料分子间有内摩擦存在,在加载、卸载过程中,应变总是稍稍滞后于应力,形成迟滞曲线,如图2所示。
如某点1经A1, B2点,卸载并逆向加载达A2点时,应力为零,但应变还有一定值,只有当反向加载到达B1点时,应变才等于零。
图2 转子配合表面受力情况假定一个转子的轴承中心为O,轴的中心为O′,当轴作稳态转动时,其轴心的O′涡动轨迹为一圆,设δ=OO′为其半径,Ω为OO′的旋转角速度(即轴的进动角速度),ω为轴相对于OO′的角速度。
当转子弯曲绕回转轴心线回转时的涡动频率Ω与其转动频率ω不相等时,转轴由于内摩擦作用,应变滞后于应力的变化,其弹性力的分力P t=Psinα,使转子的涡动速度加剧促使转子运动失稳,转子失稳的涡动频率Ωt为(1-5)式中ωn—转子的固有频率;C c—外阻尼系数;C i—内阻尼系数。
第六章转子系统的故障机理及诊断技术第一节概述旋转机械的种类繁多,有发电机、汽轮机、离心式压缩机、水泵、通风机以及电动机等,这类机械的主要功能都是由旋转动作完成的,统称为机器。
旋转机械故障是指机器的功能失常,即其动态性能劣化,不符合技术要求。
例如,机器运行失稳,机器发生异常振动和噪声,机器的工作转速、输出功率发生变化,以及介质的温度、压力、流量异常等。
机器发生故障的原因不同,所生产的信息也不一样,根据机器特有的信息,可以对机器故障进行诊断。
但是,机器发生故障的原因往往不是单一的因素,特别是对于机械系统中的旋转机械故障,往往是多种故障因素耦合结果,所以对旋转机械进行故障诊断,必须进行全面的综合分析研究。
对旋转机械的故障诊断过程,类似于医生对患者的治疗。
医生基于病理需要向患者询问病、病史。
切脉(听诊)以及量体温、验血相、测心电图等,根据获得的多种数据,进行综合分析才能得出诊断结果,提出治疗方案。
同样,对旋转机械的故障诊断,首先要求诊断者,在通过监测获取机器大量信息的基础上,基于机器的故障机理,从中提取故障特征,进行周密的分析。
例如,对于汽轮机、压缩机等流体旋转机械的异常振动和噪声,其振动信号从幅值域、频率域和时间域为诊断机器故障提供了重要的信息,然而它只是机器故障信息的一部分;而流体机械的负荷变化,以及介质的温度、压力和流量等,对机器的运行状态有重要的影响,往往是造成机器发生异常振动和运行失稳的重要因素。
因此,对旋转机械的故障诊断,应在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行工作状态等信息的基础上,通过信号分析和数据处理从中提取机器特有的故障征兆及故障敏感参数等,经过综合分析判断,才能确定故障原因,作出符合实际的诊断结论,提出治理措施。
旋转机械的故障来源及其主要原因,见表6-1。
表6-1 旋转机械故障的来源及主要原因第二节转子振动的基本概念旋转机械的主要功能是由旋转动作完成的,转子是其主要的部件。
汽轮发电机转子典型故障机理分析及诊断方法摘要:由汽轮发电机转子常见故障入手,分析了常见故障的机理成因,故障造成的危害,在此基础上提出了偏心故障的诊断方法,不对称冷却的预防措施和不对称摩擦的诊断方法,为发电子转子日常维护提供了理论依据。
关键词:偏心;不对称;摩擦力1导致转子发生故障的因素1.1冷却系统故障对于氢内冷发电机,通风孔是转子热交换的主要风路通道,通风孔变形、杂物堵塞等会引起通风孔通流面积减小,这将破坏冷却的对称性,使转子横截面的温度不对称,进而引起热弯曲。
该故障的特点是:随着氢温的升高,发电机转子的冷却效果会变差,但转子不对称冷却程度就相对减小,最终导致热不平衡振动减小。
为此,进行了变氢温试验,试验中发现7,8号轴承振动与氢温变化的相关性不大。
1.2转子线圈膨胀受阻发电机的磁场由转子绕组的励磁电流建立,励磁电流通过绕组并加热线圈,线圈受热后向两端膨胀。
如果这种膨胀不受约束,并不会在转子上产生内应力,而在旋转过程中线槽中的铜线承受巨大离心力,使线圈紧贴在槽楔和护环的内壁,导致结合面存在很大的摩擦力,阻碍线圈膨胀;如果有些线槽中的线圈完全膨胀出来,膨胀受阻的线圈将产生一个反作用力,通过槽楔和护环作用在转子上,使转子弯曲。
该故障的特点是:线圈膨胀量随着转子电流增大而加大,这类振动总体上与电流大小有关。
但由于存在一定的摩擦力,线圈受热膨胀及冷却收缩均会受阻,2 者都可以引起转子的弯曲。
所以当转子电流增加后振动上升,但电流恢复到初始状态时,振动不会完全恢复,往往更高。
另外,经过一段时间的运行后,这类故障随着线圈多次膨胀、收缩后,会慢慢消失。
1.3转子绕组匝间短路因发电机短路,定子膛内被污染,未被彻底清理的污染物可能会进入转子通风槽或其他部位,引起匝间短路。
通过以下试验,并与转子修后返回的交接试验进行比对验证,结果如下:空载特性曲线与交接试验曲线符合性好;转子直阻与出厂值比较在合格范围内,且较出厂值略大;转子绕组静态交流阻抗试验数据正常;动态转子绕组 RSO 脉冲试验显示,正、负2 条相应曲线出现了不吻合部分,不吻合部分的电压最大偏差接近 250 mV。
转子不平衡的故障机理与诊断(1)转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障,它是旋转机械最常见的故障。
据统计,旋转机械约有一半以上的故障与转子不平衡有关。
因此,对不平衡故障的研究与诊断也最有实际意义。
一、不平衡的种类造成转子不平衡的具体原因很多,按发生不平衡的过程可分为原始不平衡、渐发性不平衡和突发性不平衡等几种情况。
原始不平衡是由于转子制造误差、装配误差以及材质不均匀等原因造成的,如出厂时动平衡没有达到平衡精度要求,在投用之初,便会产生较大的振动。
渐发性不平衡是由于转子上不均匀结垢,介质中粉尘的不均匀沉积,介质中颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作介质对转子的磨蚀等因素造成的。
其表现为振值随运行时间的延长而逐渐增大。
突发性不平衡是由于转子上零部件脱落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成,机组振值突然显著增大后稳定在一定水平上。
不平衡按其机理又可分为静失衡、力偶失衡、准静失衡、动失衡等四类。
二、不平衡故障机理设转子的质量为M,偏心质量为m,偏心距为e,如果转子的质心到两轴承连心线的垂直距离不为零,具有挠度为a,如图1-1所示。
图1-1 转子力学模型由于有偏心质量m和偏心距e的存在,当转子转动时将产生离心力、离心力矩或两兼而有之。
离心力的大小与偏心质量m、偏心距e及旋转角速度ω有关,即F=meω2。
众所周知,交变的力(方向、大小均周期性变化)会引起振动,这就是不平衡引起振动的原因。
转子转动一周,离心力方向改变一次,因此不平衡振动的频率与转速相一致,振动的幅频特性及相频特性。
三、不平衡故障的特征实际工程中,由于轴的各个方向上刚度有差别,特别是由于支承刚度各向不同,因而转子对平衡质量的响应在x、y方向不仅振幅不同,而且相位差也不是90°,因此转子的轴心轨迹不是圆而是椭圆,如图1-2所示。
由上述分析知,转子不平衡故障的主要振动特征如下。
(1) 振动的时域波形近似为正弦波(图1-2)。
绕线机常见故障分析及解决1.盐浴不良:a.铜线不良:从线桶中抽出部分铜线(拉伸几下)放入盐水中可判断。
b.张力不良(过大):放入盐水中的转子线包不规则冒泡,数值上升较慢。
(过小):线在绕线过程中容易挂到钢片上且线包太松。
解决:所经过绕线机张力系统穿过的铜线必须通过张力对照表用弹簧称核对后方可绕线。
c.羊毛毡结碳.各过线轮损伤.各过线小轴承损坏:放入盐水中的转子线包不规则冒泡, ,数值上升较快。
解决:更换损坏羊毛毡.过线轮小轴承d.绕线模具损伤(导线模):放入盐水中的转子线包规则冒泡,冒泡位置在铁芯上部.下部或中部(每一槽在同一位置).数值上升快。
(钩线套):放入盐水中的转子线在颈部冒泡(应可看到损伤部位)。
解决:检查模具.确定位置.打磨抛光。
e.设备调试不良造成绕线过程中分度变化(以至铜线下线刮伤):绕线模具于钩线套中心高没调好,绕线模具平衡没调好。
钩线套位置没调好(一边高一边低),平行气缸动作不协调(一边快一边慢),转位轴中轴承不良,夹紧机构中平面轴承不良。
放入盐水中的转子线包规则冒泡(几槽在同一位置,特别最后俩组线圈)。
其它:飞叉轴承坏,飞叉主轴轴承档磨损,飞叉皮带轮轴承档磨损造成模具中心调不好。
解决:检查调试以上问题点,检查更换各轴承。
注:换铜线时要检查线捅周边有无毛边打磨。
f.穿线方法不正确:在电控磁粉张力器的过线轮上或附助过线轮上,铜线绕的圈数过多,磁粉张力器通常为2-3圈。
附助为1圈。
(铜线在阻力与拉力作用下会相互挤压,漆膜会损伤)。
铜线穿在过线轮防护杆上,主轴进线口处过线轮位置不对(线直接与过线轮防护杆磨擦),主轴内尼龙管脱落,主轴至飞叉线没经过线轮。
解决:检查以上问题点,调整。
g.绕线模具不良:绕线模具长期打磨抛光磨损严重,护住钢片很少以至下线时铜线刮到钢片。
绕线模具侧护板与中间护板间隙过小(针对0。
45以上线)挤伤,中间护板位置没调好,下线刮到钢片,盐浴不良或断线。
解决:检查模具,加工处理,调试仔细。
转子热套配合过盈不足的故障机理与诊断
高速旋转机械转子的叶轮、轴套等旋转体通常是采用热压配合的方式安装在转轴上,其配合面要求为过盈配合。
当过盈量不足而发生松动时,转子在高速运行中由于动挠度以及交变激振力的作用,转轴材料内部以及转轴与旋转体配合面之间会发生摩擦而影响转子的稳定性。
一、振动机理
高速运行的转子,如果一旦叶轮、轴套等旋转体与配合面之间的配合过盈量不足,当转子由于质量不平衡或弯曲等原因挠度增大时,转轴与旋转体配合面之间将产生相对滑动,如图1所示。
转轴凸面在纵向伸长,配合面就受到剪切力T的作用,圆盘对转轴的摩擦力的方向朝内;转轴凹面的摩擦力方向朝外,摩擦力形成两个力偶,力偶矩以M t表示。
图1 转轴配合面受力情况
将力偶矩转化为作用于轴心的等效横向力F p,则
(1-1)
F p的方向与转轴圆盘中心的位移方向相反。
由于摩擦力的大小与配合面的正压力成正比,转轴曲率正比于挠度,因此相对滑动速度正比于该处的相对速度x。
转子在频率为ω的简谐干扰力
(1-2)
作用下,速度为
(1-3)
摩擦力为非线性时,转子的运动方程为
(1-4)
式中F—摩擦力。
由非线性振动的特点可知,转子系统受干扰力作用时,有低频谐波及高频谐波响应。
另一方面,转轴受力时,对于理想材料,应力ζ与应变ε之间呈线性关系。
但是,由于真实材料分子间有内摩擦存在,在加载、卸载过程中,应变总是稍稍滞后于应力,形成迟滞曲线,如图2所示。
如某点1经A1, B2点,卸载并逆向加载达A2点时,应力为零,但应变还有一定值,只有当反向加载到达B1点时,应变才等于零。
图2 转子配合表面受力情况
假定一个转子的轴承中心为O,轴的中心为O′,当轴作稳态转动时,其轴心的O′涡动轨迹为一圆,设δ=OO′为其半径,Ω为OO′的旋转角速度(即轴的进动角速度),ω为轴相对于OO′的角速度。
当转子弯曲绕回转轴心线回转时的涡动频率Ω与其转动频率ω不相等时,转轴由于内摩擦作用,应变滞后于应力的变化,其弹性力的分力P t=Psinα,使转子的涡动速度加剧促使转子运动失稳,转子失稳的涡动频率Ωt为
(1-5)
式中ωn—转子的固有频率;
C c—外阻尼系数;
C i—内阻尼系数。
由于Ωt<0是不会出现的,所以转子失稳时只能是正进动。
二、诊断方法
转子热套配合过盈不足的诊断依据如表1和表2所示。
表1 转子热套配合过盈不足振动症兆
表2 转子热套配合过盈不足的振动敏感参数
三、故障原因与对策
转子热套配合过盈不足的故障原因与治理措施见表3。
表3 转子热套配合过盈不足的故障原因与治理措施
四、诊断实例
例1:某压缩机年度大检修时,更换新转子后,在正常工作条件下运行时,各项工艺参数与检修前相同,但轴振动的振幅逐渐增大,最终达到设计值的三倍左右,机组处于临界状态运行。
压缩机发生异常振动时,转子两端轴承处的径向振动较大,振动信号的时域波形及频谱如图3所示,其相位不稳定,轴心轨迹波动较大;若降低工作转速,异常振动明显减低。
图3 异常振动时的波形与频谱
诊断意见:根据压缩机发生异常振动的现象和规律,初步怀疑是由于转子热套配合件过盈不足造成的。
由于是新更换的转子,若真的发生了过盈不足故障,处理比较困难,为慎重期间,必须排除其他的因素的影响。
首先排除不平衡的可能性,检查转子动平衡记录和合格证,对照频谱图,可以排除这个因素的影响。
对照频谱图和振动特征,参考工艺参数变化情况,又逐项排除了其他原因,最终确认振动是由于转子的制造缺陷,叶轮与转轴配合面过盈不足造成的,需停机拆卸转子处理。
生产验证:停机后检查转子动平衡,未发现问题。
进一步拆卸转子,发现叶轮可以很容易地从转轴上拆卸下来,从而证实了转轴与叶轮配合面过盈量不足。
更换合格的转子后,在原先的工艺条件下机组运行正常。
二、诊断方法
转子热套配合过盈不足的诊断依据如表1和表2所示。
表1 转子热套配合过盈不足振动症兆
表2 转子热套配合过盈不足的振动敏感参数
三、故障原因与对策
转子热套配合过盈不足的故障原因与治理措施见表3。
表3 转子热套配合过盈不足的故障原因与治理措施
四、诊断实例
例1:某压缩机年度大检修时,更换新转子后,在正常工作条件下运行时,各项工艺参数与检修前相同,但轴振动的振幅逐渐增大,最终达到设计值的三倍左右,机组处于临界状态运行。
压缩机发生异常振动时,转子两端轴承处的径向振动较大,振动信号的时域波形及频谱如图3所示,其相位不稳定,轴心轨迹波动较大;若降低工作转速,异常振动明显减低。
图3 异常振动时的波形与频谱
诊断意见:根据压缩机发生异常振动的现象和规律,初步怀疑是由于转子热套配合件过盈不足造成的。
由于是新更换的转子,若真的发生了过盈不足故障,处理比较困难,为慎重期间,必须排除其他的因
素的影响。
首先排除不平衡的可能性,检查转子动平衡记录和合格证,对照频谱图,可以排除这个因素的影响。
对照频谱图和振动特征,参考工艺参数变化情况,又逐项排除了其他原因,最终确认振动是由于转子的制造缺陷,叶轮与转轴配合面过盈不足造成的,需停机拆卸转子处理。
生产验证:停机后检查转子动平衡,未发现问题。
进一步拆卸转子,发现叶轮可以很容易地从转轴上拆卸下来,从而证实了转轴与叶轮配合面过盈量不足。
更换合格的转子后,在原先的工艺条件下机组运行正常。