聯軸器缺陷引起的振動故障分析

本文的內容是關于聯軸器缺陷引起的振動故障分析，非常實用的基礎知識，希望對你的工作和學習有所幫助。 聯軸器主要用來將多根轉子連接起來，形成一根光滑軸系，傳遞扭矩和軸向

本文的內容是關于聯軸器缺陷引起的振動故障分析，非常實用的基礎知識，希望對你的工作和學習有所幫助。

聯軸器主要用來將多根轉子連接起來，形成一根光滑軸系，傳遞扭矩和軸向力等。

旋轉機械常用的聯軸器有齒式、半撓性和剛性三種。

齒式聯軸器主要用于小型機組，允許兩轉子中心有 偏差。

半撓性聯軸器主要用于汽輪機轉子和發電機轉子之間的連接，可以適當補償聯軸器兩側軸承由于低壓缸抽真空、發電機充氫、軸承座溫差等因素所引起的轉子變化。

剛性聯軸器主要用于大型機組，結構簡單，加工方便，傳遞扭矩大。

1齒式聯軸器缺陷引發的振動故障分析

齒式聯軸器的典型結構如圖4-9所示。兩端齒輪用熱套并加鍵的方法固定在軸端上，套筒兩邊的內齒分別與兩端齒輪相嚙合，帶動兩個轉子同步旋轉。

在旋轉狀態下，外套筒徑向位置由齒尖間隙。齒式聯軸器運行時間長后，齒輪會因磨損而產生齒厚和齒隙不均、齒面接觸不良等缺陷，傳遞扭矩過程套筒有可能偏向一側，從而產生偏心和不平衡力。齒套徑向位置還與機組所帶負荷有關。負荷改變后，傳遞扭矩改變，齒輪嚙合位置改變，齒套徑向位置和轉子平衡狀態將有可能因此而改變。

對聯軸器兩側軸承而言，該缺陷產生的振動為同相。在機組并（解）列、加（減）負荷過程中，振動有可能會發生突變。齒牙磨損后， 好的方法就是 換聯軸器。當條件不具備時，也可在外套上嘗試加平衡配重，補償由于外套偏向一側所引起的不平衡力。實踐證明，這種補償方法在很多情況下是的，可以讓機組繼續運行一段時間。

某電廠1臺6MW小型汽輪機已運行二十。1號、2號軸承為汽輪機兩端軸承，3號、4號軸承為發電機兩端軸承。 近一年多來，振動和噪聲逐漸增大。過大振動突出反映在1號~3號軸承垂直和水平振動幾乎同步發生變化。

表4-4給出了大、小負荷兩種工況下的振動數據。從表中可以看出：

低負荷下振動較大，帶負荷過程中振動又發生了較大變化；

在兩種工況下，雖然振動幅值發生了變化，但是1號~3號軸承振動相位變化不大；

帶負荷過程中，2號、3號軸承垂直（水平）振動變化量的角度相同。初步分析，振動是由于聯軸器磨損引起的。轉速降至500r/min后，特意聯軸器附近聲音，可以清楚地聽到齒輪嚙合不平穩所發出的噪聲。

大修中對聯軸器進行了檢查，發現齒面磨損較嚴重，齒隙明顯偏大。據此 換了齒式聯軸器。大修后啟動，不僅2號、3號軸承振動減小，1號軸承振動也明顯減小。

2剛性聯軸器缺陷引發的振動故障分析

齒式和半撓性聯軸器可在 范圍內補償轉子中心的變化，而剛性聯軸器對轉子同心度的要求較高。剛性聯軸器缺陷引起的振動主要發生在聯軸器兩側軸承上，可以分為以下幾種情況：

聯軸器瓢偏

當聯軸器端面與軸中心線不垂直時，螺絲擰緊后，轉子將產生變形，軸頸處出現較大晃度。距離聯軸器越遠，轉子晃度越大。轉子撓曲變形不僅會產生較大的激振力，還會破壞動靜間隙，導致軸承烏金或者汽封等處產生摩擦。

聯軸器張口或高低差過大導致轉軸晃度大

一臺50MW汽輪機大修前振動較好，通過臨界轉速時各點振動小于80µm。大修后 次開機時，1號軸瓦過臨界轉速時的振動高達240µm，被迫打閘停機。初步認為是平衡問題。在末級葉輪上加重1.3kg后，機組沖過臨界轉速。但在3000r/min轉速下振動明顯增大，2號軸瓦達到105µm，而且1號軸瓦振動不穩定。揭開前箱檢查，發現汽輪機主軸與主油泵短軸連接聯軸器晃度達0.4mm。校正缺陷并去掉所加平衡塊后，振動正常。過臨界轉速，振動小于100µm，定速下振動小于30µm

某臺125MW汽輪發電機組勵磁機與發電機轉子采用波紋節相連。大修前，過臨界 大振動為56µm，大修后變為120µm。調查發現，大修中發電機重套了后對輪。進一步檢查勵發對輪，發現前對輪晃度為1.6mm，后對輪晃度為1.4mm，勵磁機軸頸跳動為1.2mm。消缺后開機，振動明顯減小

某臺汽輪發電機組甩負荷后再次開機時，勵磁機振動達到56µm，較甩負荷前明顯增大。停機檢查發現，勵磁機轉子軸頸晃度為0.42mm，而甩負荷前軸頸晃度只有0.08mm。檢修中對軸頸晃度大的缺陷進行了處理。檢修后開機時，軸承振動減小為32µm。

早期的國產200MW汽輪發電機組，如圖4-11所示，中壓和低壓轉子之間有一段跨距為4m、壁厚為0.04m的空心軸，又稱接長軸。該軸段剛性較差，在運行中晃動很大，容易引起3號、4號軸承振動超標，已經成為這類機組的通病。該型機組在運行中應嚴格防止接長軸承受沖擊扭矩如甩負荷、非同期并網等，檢修中應盡可能減小接長軸與轉子對輪組裝后的晃動和瓢偏值。

聯軸器螺栓連接緊力不同

這種缺陷對振動的影響和聯軸器票偏相同。檢修后，通過調整螺栓連接緊力來調整轉子晃度的做法是不可取的。

聯軸器偏心其產生振動的機理猶如偏心輪激振。當偏心超過 程度后，引起的振動會 大。

上述幾種情況都會誘發轉軸振動。低轉速下的轉軸晃度值可以比較好地反映聯軸器上述缺陷情況。一般而言，當低轉速下轉軸晃度值大于50µm，引起重視。

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