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转子裂纹的振动机理及特点

嘉峪检测网        2022-08-04 22:12

一般特点   

 

裂纹的出现,说明在转子裂纹区存在轴向的拉应力,在拉应力的作用下,转子弯曲。裂纹的出现使得转子的横向刚度降低,也会引起弯曲。这种弯曲必然导致平衡状态的恶化。因转子裂纹引起的振动具有以下的特点:

 

1. 晃度

 

转子裂纹将使转子在低速下的晃度增大。晃度的变化可以从两方面比较:

 

与以往晃度的比较;

 

停机时的晃度与启动时的晃度比较。

 

在进行这种比较时,最好用晃度的转频值(1X的幅值和相位)比较。通过相位可以判断弯曲的方向。

 

2. 基频 (1X) 振动

 

转子裂纹将使转子的振动增大。这种变化也可以从两方面进行比较:

 

工作转速的振动。转子裂纹振动增大的时间持续得比较长。如果振动在数天、数周、数月逐渐增加,则表明有正在扩大的裂纹。

 

临界转速的振动。转子裂纹引起的振动变化在经过一阶临界转速时的反映更为明显。

 

3. 2X振动

 

转子裂纹引起转子刚度的不对称,引起2X振动。

 

4. 高次谐波

 

转子存在裂纹时,视其挠度方向使横向裂纹张开(受拉力情况)或闭合(受压力情况)。转轴在裂纹张开时刚度小,闭合时刚度大,使转子的刚度呈现非线性,出现高次谐波 (2X、3X、4X…) 振动。

 

5. 热弯曲

 

裂纹影响到转子的热传导,引起转子的热弯曲。表现为振动随负荷而增大。

 

6. 对平衡的不正常反应

 

这种不正常表现在:

 

由于裂纹的逐渐扩展,转子的弯曲在逐渐发展,即使通过一次平衡可以使振动有所改善,但过一段时间振动又会增大,又需要再进行平衡。

 

当裂纹发展加速时,可能带来平衡结果与预期的结果偏离较大,使平衡难以奏效。

 

裂纹的不同阶段  

 

转子的裂纹有一个发生和发展的过程,由量变引起质变,在不同阶段表现的振动特点是不同的。转子裂纹的发展大体可以分为三个阶段:

 

1. 早期

 

裂纹刚刚出现的阶段。由于深度较浅,尚不足以影响到转子的弯曲,因而振动的变化并不明显。有的机组运行过程中并没有观察到异常,但在检修中发现了裂纹,原因就在于此。

 

2. 中期

 

裂纹已经发展到一定深度,转子出现弯曲。这个阶段有以下特点:

 

转子的挠度不断增大。如果安装有轴振测点,可以从轴振在低速下的晃度值观察到这种变化。另外,也可以从联轴器的瓢偏反映出来。

 

由于转子弯曲,经常需要进行平衡。

 

裂纹大体沿一个方向发展,转子朝一个方向弯曲,这样历次平衡的方向也是接近的。

 

裂纹发展相对比较缓慢,每次平衡后机组可以维持一段时间的运行。过一段时间振动又会增大,又需要再进行平衡。

 

3. 后期

 

裂纹已经比较深,而且发展速度加快。这个阶段有以下特点:

 

当裂纹加速发展时,即便在很短时间转子的平衡状态也会发生变化。如果在这种情况下进行平衡,平衡结果与预期的结果可能偏离较大。

 

裂纹的发展已经影响到转子的热传导,引起热弯曲。表现为振动随负荷而增大。

 

电网冲击、变动负荷可以加速裂纹的发展。

 

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来源:因联智慧诊断