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久研軸承科技(安徽)有限公司

蛇形簧聯(lián)軸器引起的振動故障診斷及處理

2025-06-04

1、 概述

蛇形簧聯(lián)軸器是一種彈性聯(lián)軸器,主要由兩個帶齒槽的半聯(lián)軸器、蛇形彈簧及罩殼組成,見圖1。金屬罩殼內(nèi)充滿潤滑脂。該聯(lián)軸器工作時,由原動半聯(lián)軸器的齒面給彈簧片施加周向作用力,再經(jīng)彈簧將周向力傳遞給從動半聯(lián)軸器的齒面。其具有減振效果好,使用壽命長,承受變動載荷范圍大,啟動安全,傳動效率高,運行可靠,允許轉(zhuǎn)子中心有一定的偏差等優(yōu)點。

某電廠一次風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器即為此結(jié)構(gòu)形式,該風(fēng)機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動,電動機(jī)和一次風(fēng)機(jī)各有兩個徑向支承軸承,4個軸承均為滾動軸承,風(fēng)機(jī)為離心式風(fēng)機(jī),額定轉(zhuǎn)速1488r/min,其軸系簡圖見圖2。

該風(fēng)機(jī)在大修過程中更換了全部滾動軸承。另外,由于蛇形簧聯(lián)軸器罩殼磨損嚴(yán)重,委托某加工單位仿制。檢修結(jié)束后,試轉(zhuǎn)過程中,該風(fēng)機(jī)振動超標(biāo),無法安全運行。

2、故障特點及原因分析

2.1振動測試

對A、B兩臺風(fēng)機(jī)及其電機(jī)的振動情況進(jìn)行測量,測量結(jié)果見表1、圖3和圖4,因兩臺風(fēng)機(jī)振動情況相似,只列出A一次風(fēng)機(jī)驅(qū)動端和非驅(qū)動端軸承水平方向振動頻譜圖。

從表1可以看出,兩臺風(fēng)機(jī)的振動情況相似,均具有以下特點:各軸承、各方向振動均以工頻為主,且有明顯的2倍頻分量;風(fēng)機(jī)驅(qū)動端軸承振動大于非驅(qū)動端軸承振動;風(fēng)機(jī)驅(qū)動端軸承振動與電機(jī)驅(qū)動端軸承振動大小接近,相位相反;各軸承水平、垂直、軸向振動均較大。

2.2故障原因分析

根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù),風(fēng)機(jī)非驅(qū)動端振動(葉輪側(cè))小于驅(qū)動端振動,說明兩臺風(fēng)機(jī)振動均不是由葉輪本身質(zhì)量不平衡或安裝后風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的。各軸承、各方向振動均以工頻為主,有比較明顯的2倍頻成分,仔細(xì)觀察頻譜圖(圖3和圖4),未發(fā)現(xiàn)明顯的軸承故障頻率,表明各軸承不存在故障且安裝、潤滑良好;從頻譜圖上也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的葉片通過頻率,另外通過現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn),風(fēng)機(jī)振動與擋板開度沒有關(guān)系,表明風(fēng)機(jī)通流部分正常。

通過以上分析排除了風(fēng)機(jī)葉輪質(zhì)量不平衡、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡、軸承損壞、安裝潤滑不良及風(fēng)機(jī)通流部分損壞等故障。

而風(fēng)機(jī)驅(qū)動端軸承振動大于非驅(qū)動軸承振動,風(fēng)機(jī)驅(qū)動端軸承振動與電機(jī)驅(qū)動端軸承振動大小接近,相位相反,各軸承水平、垂直、軸向振動均較大,且頻譜中2倍頻成分比較明顯,這些現(xiàn)象表明,兩臺風(fēng)機(jī)均可能存在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與電機(jī)轉(zhuǎn)子不對中的問題

3、故障確認(rèn)及處理過程

3.1故障確認(rèn)

經(jīng)過研究決定,復(fù)查風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與電機(jī)轉(zhuǎn)子中心的對中情況。首先在不松開聯(lián)軸器罩殼螺栓的情況下,測量風(fēng)機(jī)與電機(jī)側(cè)軸頸的跳動,然后松開聯(lián)軸器罩殼螺栓,拆除聯(lián)軸器罩殼,測量兩轉(zhuǎn)子對中情況,最后將蛇形簧去掉測量兩轉(zhuǎn)子對中情況。

在不松開聯(lián)軸器罩殼螺栓情況下,測量發(fā)現(xiàn)A風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子左右跳動70um,上下跳動小于30um。B風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子及電機(jī)轉(zhuǎn)子上下、左右跳動均小于30um。松開聯(lián)軸器罩殼螺栓,拆除聯(lián)軸器罩殼再次測量,測量結(jié)果無明顯變化。去掉蛇形簧再次測量,兩臺風(fēng)機(jī)及電機(jī)轉(zhuǎn)子對中良好。上下、左右偏差均在30um以內(nèi)。

通過以上檢查說明,B風(fēng)機(jī)與電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)子對中情況良好;A風(fēng)機(jī)及電機(jī)蛇形簧聯(lián)軸器可能存在別勁的問題,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不對中。

將A風(fēng)機(jī)蛇形簧重新安裝后,復(fù)測轉(zhuǎn)子對中情況,上下、左右偏差均在30um以內(nèi);安裝聯(lián)軸器罩殼后,電機(jī)和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子上下、左右跳動仍在30um以內(nèi)。啟動電機(jī),復(fù)測電機(jī)及風(fēng)機(jī)的振動情況見表2。

由表2可知,A一次風(fēng)機(jī)及電機(jī)振動情況與復(fù)查對輪前沒有根本的改善。風(fēng)機(jī)停機(jī)后,復(fù)測電機(jī)和風(fēng)機(jī)軸頸跳動,均在30um以內(nèi),松開聯(lián)軸器罩殼螺栓,拆除聯(lián)軸器罩殼,測量轉(zhuǎn)子對中情況,也在30um以內(nèi),去掉蛇形簧復(fù)測轉(zhuǎn)子對中情況,仍然沒有變化,說明風(fēng)機(jī)靜止時轉(zhuǎn)子中心對中良好。但第一次復(fù)測A風(fēng)機(jī)對中情況又表明蛇形簧別勁,考慮到該聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器,在運行過程中聯(lián)軸器有一定的變形 量,有可能是對輪罩殼限制轉(zhuǎn)子的相對運動,造成轉(zhuǎn)子不對中,決定取下聯(lián)軸器罩殼測量其內(nèi)徑。通過測量發(fā)現(xiàn),新更換的聯(lián)軸器罩殼內(nèi)徑與更換下來的舊罩殼相比小了2mm。

為了進(jìn)一步確定聯(lián)軸器罩殼問題,A風(fēng)機(jī)重新更換上舊的聯(lián)軸器罩殼,啟動運行。振動數(shù)據(jù)見表3,風(fēng)機(jī)及電機(jī)振動均達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。這充分說明了,故障原因是新加工的聯(lián)軸器罩殼內(nèi)徑過小,在運行過程中,聯(lián)軸 器罩殼限制了轉(zhuǎn)子的相對運動,引起轉(zhuǎn)子不對中。

3.2故障處理

根據(jù)分析及檢查中確認(rèn)的故障原因,決定將新更換的聯(lián)軸器罩殼內(nèi)徑進(jìn)行機(jī)加工,車大2mm。回裝后,測試電機(jī)及風(fēng)機(jī)振動情況,測試結(jié)果見表4,電機(jī)及風(fēng)機(jī)兩軸承水平、垂直、軸向振動均小于50um,達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

4、結(jié)論

(1)該一次風(fēng)機(jī)及電機(jī)振動超標(biāo)的根本原因是新更換的聯(lián)軸器罩殼內(nèi)徑太小,影響了運行過程中一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與電機(jī)轉(zhuǎn)子的對中,造成振動超標(biāo)。

(2)彈性聯(lián)軸器對轉(zhuǎn)子中心偏差有一定的補(bǔ)償作用,但安裝及運行過程中要保證兩轉(zhuǎn)子相對自由活動量。

(3)該類型聯(lián)軸器罩殼內(nèi)徑也不易過大,罩殼內(nèi)徑過大蛇形簧變形量大,容易造成蛇形簧的疲勞損壞。

來源:振動診斷與轉(zhuǎn)子平衡

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