石家庄风机厂旋转机械故障特性分析

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2.1 旋转机械故障特性分析
首先从石家庄风机厂风机的转子特性和频率特性两方面分析其故障特性。
2.1.1 转子特性
转子组件作为旋转机械中的核心部分，是由转轴和各种圆盘状零件组成。在设备高速旋转的运行中，由于整个转子完全处在其中，这就需要对转子部件的设计制造、装配、测试和维修有一定的要求。假如某个转子部件在运行中出现故障或在安装部位产生了异常振动，随即便会导致机组出现剧烈的振动，所以对转子的运行状态的监测与分析是旋转机械的诊断与预测的主要方面。
2.1.2 旋转机械振动的频率特性
旋转机械的振动信号一般由简谐振动信号、非周期振动信号或随机信号组成的。旋转机械振动故障的都有共同的特征，即故障特征频率是与其旋转速度有关，与转子部件的转动频率、分频或多倍频相等。总之，对振动信号的频率和转动频率之间的关系进行研究，对于分析旋转机械故障至关重要。
旋转机械的特征频率与转动频率之间的关系一般有以下几种情况：
1）同步振动
当振动频率与转子转动频率及多倍频相等的时候，这种情况称为同步振动。同步振动一般包括强迫振动与受迫振动，其中典型的同步振动就是转子部件的不平衡，轴承不对中一般也属于同步振动。
2）超同步振动
在旋转机械运行过程中，假如其振动频率比转动频率要大，这种情况称为超异步振动，如出现故障时齿轮间啮合的频率，轴承运行中的通过频率都属于这种情况。
3）亚异步振动
在旋转机械运行中主要的振动频率低于转动频率，这种情况称为亚同步振动。这类振动一般表现为自激振动，例如旋转机械的喘振，主轴与轴承的之间油膜振荡等。
2.2 石家庄风机厂风机主轴故障形式及振动特性分析
石家庄风机厂风机主轴的故障和振动特性主要是由于不对中、不平衡等因素造成的。
2.2.1 煤矿的石家庄风机厂风机主轴的故障形式
1）不平衡
转子的不平衡是旋转机械运行中最常出现的故障。安装在转轴上的各种零部件，因为材料质地的不均匀，制造过程中产生的误差、装配过程中的偏心，以及在运行中造成的磨损与变形，黏着物体的不均匀分布等都可能使转子部件出现偏移质心的现象，这些都是造成不平衡振动的原因
2）不对中
当轴承圈体配合出现间隙，支承座出现变形，轴承座安装质心出现不同轴等，都将导致转子的不对中。转子不对中现象出现时，弯曲力矩将随之产生，轴承此时会承受一定的变动载荷，其上的负荷也会分布不均，最终这些因素将导致设备出现剧烈的振动，所造成的后果包括转轴的破损、轴承裂纹的产生、安装螺栓的断裂、转动部件之间的磨损等
3）轴裂纹
转轴在运行过程中，如果处在动载荷的工作环境下，会使轴出现疲劳损伤，造成裂纹的出现；假如在设计制造中，转轴本身由于加工失误或环境侵蚀，这些原因都将致使裂纹故障的发生。
4）摩擦
一般是指转子部件之间运行时所产生的碰磨现象。径向摩擦是生产中主要的摩擦形式，端面摩擦的状况一般很少出现。前者故障很普遍，例如定子和转子之间的摩擦，转子与隔板的摩擦，轴承圈体与轴承座之间的摩擦，以及由于安装因素造成的转子和其它部件产生的摩擦等。