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矿用通风机振动故障中的联轴器因素

发布时间:2019-12-14
随着技术的发展,膜片联轴器各种性能优点都凸显出来,正在逐渐代替鼓形齿式联轴器在各类..

风机属于高转速的大型旋转机械,它的核心部件是转子组件。由于整个系统常在高速旋转状态中,这就要求工厂制造,设备安装、调试到后期使用及维护标准甚高。因为不管是中间哪个部件出现问题,都会引发整个风机机组的强烈振动,而在所有风机机械振动故障中,有着相同特征一一故障频率等于转子工频(转频)或是工频的倍频及分频。所以对转子组件进行在线监测是风机机械故障诊断的必要内容。
  一、通风机的分类
  按用途一般将通风机分为三类:主扇通风机,用于整个矿井或是矿井的某一翼处的通风;用于矿井通风支路上风量调节的是辅扇;局扇,是给矿井内没有贯穿风或未打通巷道的局部地方通风。按进入叶轮后的气流流动方向又可将风机分为轴流式风机、离心式风机和斜流(混流)式风机三类。
  现在煤矿井下通风设备多采用是对旋轴流式通风机。它采用导叶式造型,主要部件包含机壳、叶片、导叶环、电机转子、轴承系统、中间轴、联轴器、罩壳、扩散器等。轴流风机有如下特点:结构比较紧凑,体积较小,重量相对较轻(约同机组离心风机的60%-70%),可直接高转速拖动,传动方式较简单。
  二、风机的振动故障
  风机是工矿应用上的关键设备,它的好坏与否直接影响到煤矿的正常作业,而风机故障多从振动状态上体现出来,尤其是大中型风机,振动不仅强烈并且复杂,处理起来相当复杂费时。一般在所有振动故障因素中,又以质量不平衡、转子碰磨、不对中、轴承损坏、轴裂纹、轴承松动、联轴器损坏、间隙这8种故障最常见。
  三、不对中的故障机理
  1、不对中定义
  机组各转子间由联轴器连接以传递运动和力矩,当机组运行时各转子的轴线不平行或不重合,导致一个或几个轴承组装倾斜或偏心等对中变化误差,都称为不对中。它分为两类:联轴器(轴系)不对中和轴承不对中。通常不对中多指联轴器(轴系)不对中。联轴器不对中又分为平行不对中、角度不对中和综合不对中三类。
  2、不对中产生的原因
  (1)安装机器时产生的误差或是调整不够;
  (2)因为扭矩引发的柔性支撑的扭曲变形;
  (3)稳定变化造成机器的形变;
  (4)地基的刚性不够或者是基础的沉降不太均匀等。
  3、不对中振动机理
  大型旋转机械常采用齿式联轴器,它是由具有外齿环和内齿环的中间齿套构成的。对中良好时,内外齿套间只产生传递转矩的周向力;出现不对中时,内外齿面的接触点有变,导致中间齿套产生相对倾斜,在传递运动和力矩时,引发附加径向力和轴向力,振动产生。随着技术的发展,膜片联轴器各种性能优点都凸显出来,正在逐渐代替鼓形齿式联轴器在各类大型机器中的应用。
  4、不对中故障特征
  振动频率特征:角度不对中的振动频率为主频振动,f=2πΩ,轴向振动大于径向振动。平行不对中以产生2X轴向频的径向振动为主,频谱中2X常超过倍频。当平行和角度不对中严重时,会出现很多的高次谐波振动。
  振动相位特征:出现角度不对中时,径向振动同相,而轴向振动有180°的相位差;平行不对中的相位特点为:联轴器两侧的相差180°,径向振动较大,不对中越厉害,相位差越接近180°。
  转速跟踪动态特征:随着转速、负荷、油温的变化振动也变化,但压力、流量变化对振动影响不明显。
  轴心轨迹:不对中不明显时,轴心轨迹呈椭圆形;当不对中达到中等程度时,轴心呈香蕉形;严重时,呈外“8”字形。
  四、联轴器损坏故障机理
  1、联轴器定义
  联轴器是一种最常用的连接机械元件,它连接着不同机械部件中的主动轴和从动轴,使它们能以相同的转速转动,传递扭转力矩。
  2、联轴器损坏故障机理
  当联轴器所联接的主动轴和从动轴出现不对中或轴度误差较大,己超出联轴器补偿范围,就会使轴的内外齿局部接触,出现附加力矩,紧接着是轴向分力,它与偏差成正比,严重时会引起联轴器内圈产生轴向位移。如果得不到很好得控制,联轴器齿轮严重磨损,甚至断齿,停止传动。
  3、联轴器损坏故障特征
  一般会出现转速频率,有时也会产生转速频率的谐波,尤其是弹性柱销联轴器还会出现柱销个数的频率。

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