轉子系統不對中故障簡介

發布時間：2020-01-15

轉子不對中通常是指相鄰兩轉子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度。轉子不對中可以分為聯軸器不對中和軸承不對中。
　　1、轉子不對中的種類
　　軸承中心線與轉軸軸線的相對位置的變化所引起的不對中故障稱為軸承不對中。軸承不對中包括偏角不對中和標高變化兩種情況。轉子系統聯軸器不對中一文中指出轉子與軸承的相對位置的變化會產生附加彎矩，使軸承載荷重新分配，從而影響整個軸系的穩定性。目前多使用自位軸承，軸承的偏角不對中容易，實際情況下的是軸承位置標高發生變化使軸承載荷重新分配，從而影響整個軸系的穩定性。
　　大型旋轉機械通常由多個轉子組成，各轉子之間用聯軸器連接構成軸系，傳遞運動和轉矩。由于機器的安裝誤差、工作狀態下熱膨脹、承載后的變形以及機器基礎的不均勻沉降等，有可能會造成機器工作時各轉子軸線之間產生不對中，這種不對中故障稱為聯軸器不對中。聯軸器不對中會導致轉子系統的從動軸和主動軸之間的角速度差異，這種差異將作為激勵使轉子產生復雜振動。聯軸器不對中又可分為平行不對中、偏角不對中和平行偏角不對中三種情況。
　　現代的航空發動機大都采用內外多轉子系統，其中的是雙轉子系統結構。相比單轉子系統結構，其工作狀況復雜。航空發動機的轉子系統包括低壓壓氣機轉子、高壓壓氣機轉子、Ⅰ級渦輪轉子、Ⅱ級渦輪轉子等，這些轉子系統之間通過軸間軸承或錐體相互聯接。由于聯接誤差，各轉子系統之間也會存在不對中現象。對于單跨轉子系統，主要研究其軸承不對中，對于多跨串聯轉子系統，主要研究其聯軸器不對中。對于內外多轉子系統，主要研究其支承軸承不對中和中介軸承不對中。
　　2、轉子不對中產生的原因
　　造成轉子系統產生不對中故障的原因主要有兩種：制造誤差，安裝誤差及其他影響。
　　(1)制造誤差。在聯軸器加工過程中。由于工藝或測量等原因造成端面與軸心線不垂直或端面螺栓孔的圓心與軸頸不同心。這種情況的聯軸器處會產生一個附加彎矩，但這個彎矩的大小和方向不隨時間及運行條件的變化而變化.只相當于在聯軸器處施加了一個不平衡力，其結果是在聯軸器附近產生較大的1階振動，通過加平衡塊的方法容易。
　　(2)安裝誤差及其他影響。在排除了加工誤差引起的不對中后，實際可以將不對中分為冷態不對中和熱態不對中兩種情況。其中冷態不對中主要是指在室溫下由于安裝誤差造成的對中不良；熱態不對中是指機組在運行過程中由于溫度等因素造成的不對中，其主要原因有：基礎受熱不均；機組各部件的熱膨脹變形和扭曲變形；機組熱膨脹時由于滑動表面的摩擦力及導向鍵磨損引起軸承座傾斜和側行；由于轉子的撓性和重量分配不均勻，轉子在安裝之后產生原始彎曲，進而影響對中；地基下沉不均等。
　　3、轉子不對中的特征
　　轉子不對中故障的主要特征有：
　　(1)改變軸承的支承負荷，使軸承的油膜壓力也隨之變化，負荷減小，軸承可能會產生油膜失穩；
　　(2)振動往往在不對中齒式聯軸器兩側的軸承上，且振動幅值與轉子的負荷有關，隨負荷的增大而；
　　(3)平行不對中主要引起徑向跳動，振動頻率為兩倍基頻，同時也存在多倍基頻振動，但以一倍基頻和二倍基頻為主，不對中越嚴重，二倍頻所占的比例越大；
　　(4)聯軸器不對中時，軸向振動較大，振動頻率為一倍頻，振動幅值和相位穩定；
　　(5)典型的軸心軌跡為香蕉型，正進動。