振动分析仪之不平衡来源
不平衡成为机械振动的主要原因是因为可以形成不平衡的来源有多种。下面讨论一些常见的不平衡来源:
铸造缺陷:铸造转子,例如泵叶轮或大型皮带轮在铸造过程中,振动分析仪偶而产生的气孔或夹砂存在于铸件中,不容易被肉眼发现,这类制造缺陷会导致很大的不平衡量。
转子偏心:转子几何中心线和旋转中心线不一致时会产生偏心。振动分析仪转子本身可能非常圆,但是偏心造成转子旋转中心的一侧质量更多。
虽然大部分转子可以通过动平衡来改善转子质量分布不均,但有些转子的偏心引起的不平衡力不能通过动平衡加重修正。例如,偏心V型皮带轮产生的皮带张力引起的振动,电动机电枢偏心引起电枢和定子之间存在的不平衡电磁力,这些都不能利用平衡加重来校正。
附加键和键槽:平衡新制造或修复部件时,振动分析仪一般措施是把键槽填满,再对转子做平衡,但是,并没有一个标准指导全键、半键或没有键槽时如何加重。制造厂或修理厂在全键情况下动平衡,而设备现场安装可能只使用了半键,因此会产生不平衡。*好的加重方法是,动平衡时采用现场安装设备所使用的键。
弯曲:虽然转子在制造阶段已经做过动平衡,振动分析仪但是,其后很多因素会造成转子弯曲或形状改变,破坏了它的平衡状态,常见的弯曲原因包括应力释放和热变形。
转子在焊接、锻造或铸造后会释放应力使转子变形,改变平衡状态,这些转子有很大的内应力,如果平衡前转子没有释放出应力,一段时间后,应力释放会使转子形状发生微小变化,产生不平衡。
转子随温度变化发生的变形被称为热变形。所有的金属材料在加热时都会膨胀,机械部件可能会膨胀不均,引起不平衡。高温下运行的设备,发生这种故障是很常见的,例如锅炉引风机振动分析仪。即使转子在冷态下被平衡好了,由于转子热弯曲,还需要在运行温度下做动平衡。
间隙裕度:机械部件装配振动分析仪间隙过大也是导致不平衡的一个常见原因。如果皮带轮、半联轴器、风机回转体或泵叶轮的镗孔直径大于轴径,使用键销或螺栓固定,过大的间隙会使转子重心移位到旋转中心线的一侧,结果自然导致不平衡,这就是为什么要尽可能在转子完全组装好后再进行动平衡的原因。
腐蚀和磨损:很多转子在不同的工作环境下发生擦伤、磨损或腐蚀,这种腐蚀或磨损不均匀一致时,将导致不平衡。
沉积物结垢:物料输送时,污垢、浆状物、粉尘或其它物质会不均匀地堆积在转子上,导致转子不平衡。沉积物是逐渐积累起来的,而块状沉积物会突然从转子上振动分析仪脱离,引起严重故障。所以,动平衡前要**转子上堆积的沉积物。
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