三種常見的機械松動的振動頻譜分析

申甲斌

（山東亞太森博漿紙有限公司）

本文的內(nèi)容是關(guān)于常見的幾種松動形式及頻譜特征診斷，非常實用的知識，希望對你的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。

機械松動一般分為結(jié)構(gòu)松動和轉(zhuǎn)動部件松動。造成機械松動的原因有安裝不良、長期磨損、基礎(chǔ)或機座損壞、零部件破壞、配合間隙過大等。機械松動可以使已經(jīng)存在的不平衡、不對中等所引起的振動問題更加嚴(yán)重，也可因機械松動的進(jìn)一步惡化，而引發(fā)其他故障。對松動類型的界定還沒有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，目前發(fā)現(xiàn)有三種比較常見且典型的機械松動，它們都有其獨特的振動頻譜及振動相位表現(xiàn)。

一、類型A——結(jié)構(gòu)框架和基礎(chǔ)松動

1、松動現(xiàn)象與處理措施

這一類型的松動主要包括以下故障：

設(shè)備底腳、基板和混凝土基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)松動或強度不足；

灌漿惡化或破碎；

框架或底部變形；

地腳緊固螺栓松動等。

這些松動現(xiàn)象都能在現(xiàn)場明顯地觀察到，其破壞力一般比較大，嚴(yán)重時會加重設(shè)備的不平衡或不對中。

處理措施：

鞏固基礎(chǔ)、矯正結(jié)構(gòu)、緊固松動螺栓等。對于已經(jīng)存在不平衡或不對中的設(shè)備，還要同時調(diào)整不平衡或不對中。

2、典型松動頻譜與基本特征

典型松動頻譜如圖1所示，其松動所反映的基本特征見表1。

幾點說明：

該典型的松動特征與不平衡或偏心轉(zhuǎn)子故障特征一致，可用相位來區(qū)分。

通常情況下，高振動幾乎只限于一個轉(zhuǎn)子（單獨的驅(qū)動機、被驅(qū)動機或齒輪箱），這與不平衡或不對中不同，因為不平衡或不對中引起的高振動不只限于一個轉(zhuǎn)子。

對于一些特殊情況，如用于緊固泵軸承座的螺栓，其作用力為軸向方向。如果這些螺栓出現(xiàn)松動，就會導(dǎo)致軸向的1×轉(zhuǎn)速振動高，這與不對中故障很相似。只要上緊這些螺栓就會減少振動。

二、類型B——由搖擺運動或結(jié)構(gòu)斷裂和軸承底座斷裂引起的松動

1、松動現(xiàn)象與處理措施

這種類型只有在出現(xiàn)以下松動故障時發(fā)生：

結(jié)構(gòu)或軸承底座斷裂；

有時由于支撐腳不等長引起的搖擺；

偶爾發(fā)生在一些松動的軸承座螺栓上；

當(dāng)松動的軸承或不適當(dāng)?shù)牟考浜蠁栴}程度較輕時（無沖擊）。

這些松動現(xiàn)象也可以在現(xiàn)場觀察到，但內(nèi)部件配合問題只有通過拆檢來查找驗證。

處理措施：

可通過更換斷裂部件、調(diào)整不適當(dāng)部件的配合情況、緊固螺栓等來減少振動。

2、典型松動頻譜與基本特征

典型松動頻譜如圖2所示，松動所反映的基本特征見表2。

幾點說明：

在通常情況下，如果不存在其他激振力，這些振動癥狀就不會出現(xiàn)。

如果松動故障源于軸承座的軸承松動或是軸上的部件松動，振動將幾乎保持在1×和2×轉(zhuǎn)速上，直到其惡化至發(fā)生脈沖或沖擊作用。當(dāng)發(fā)生這一情況時，脈沖會引起時域波形的非線性，導(dǎo)致許多先于類型C松動的諧波。

有時因設(shè)備底腳的斷裂松動進(jìn)一步引發(fā)了聯(lián)軸器的故障，導(dǎo)致聯(lián)軸器內(nèi)彈性塊的磨損松動。該頻譜也會出現(xiàn)先于類型C松動的諧波。

三、類型C——軸承松動或部件間配合不適當(dāng)造成的松動

1、松動現(xiàn)象與處理措施

此類松動包含以下幾種故障：

軸承座的軸承松動；

過大的軸承內(nèi)部游隙；

軸承座中的軸承襯套松動；

轉(zhuǎn)子松動；

軸承松動或跑圈等。

這些現(xiàn)象可通過打開軸承座端蓋來觀察。該類型的松動直接關(guān)系到旋轉(zhuǎn)設(shè)備的軸承與軸，松動嚴(yán)重時會磨損軸承、軸或相關(guān)配合件，甚至直接卡死旋轉(zhuǎn)設(shè)備。

處理措施：

可通過更換軸承或襯套、調(diào)整部件間配合情況等解決。

2、典型松動頻譜與基本特征

典型松動頻譜如圖3所示，其松動所反映的基本特征見表3。

幾點說明：

該松動也可能在達(dá)到工作溫度且部件已經(jīng)熱膨脹后出現(xiàn)。

如果明顯存在1/2x峰值，則表明有更為復(fù)雜的松動故障存在（有可能存在摩擦）。

當(dāng)轉(zhuǎn)子松動時，如泵葉輪松動，每次啟動后的相位不同。

看似這種類型松動的振動頻譜（許多1×轉(zhuǎn)速諧波），實際預(yù)示著更為嚴(yán)重的故障存在即軸承松動和跑圈，此故障會引起抱軸，導(dǎo)致設(shè)備的嚴(yán)重失效。

摘錄自《中國設(shè)備工程》