转子支承部件连接松动是指系统结合面存在间隙或连接刚度不足,造成机械阻尼偏低、机组运行振动过大的一种故障。支承系统结合面间隙过大,紧力不足,在外力或温升作用下产生间隙,固定螺栓强度不足导致断裂或缺乏防松措施造成部件松动,基础施工质量欠佳等都是造成松动的常见原因。由于存在松动,极小的不平衡或者不对中都会导致支承系统产生很大的振动。

图1 机械松动 一、转子支承部件松动振动故障的机理 机组的振动大小是由激振力和机械阻尼共同决定的。转子支承部件一旦松动,会使连接刚度下降,机械阻尼降低,这是松动振动异常的原因。 如图1所示,当轴承套与壳体配合具有较大间隙时,轴承套受转子离心力的作用沿圆周方向发生周期性变形,从而改变了轴承的几何参数,影响油膜的稳定性;当轴承座螺栓紧固不牢时,由于结合面上有间隙,系统发生不连续的位移。 图2为一典型的转子支承系统,设其右端轴承配合松动,间隙量为△。若不考虑转轴质量,可将间隙△折算到圆盘处记为Co.转子的运动方程为
(1-1)
(1-2) 式中x—圆盘质心位移; Qx—作用于圆盘的外力; k—转子支承刚度; m—圆盘质量。

图2 具有机械松动的转子支承系统
转子弹性恢复力如图3所示。为进行谐波分析,设
(1-3) 无量纲化,令 转子静变形

转子固有频率 
转速比 
转子偏心率 
间隙比 

图3 转子弹性恢复力
将式(1-3)代入式(1-1)求解,可以得出以下结论。 (1)当λ=0.75时,振动特征的计算结果如图4所示。由图知,转子系统是否进入非线性 状态与转子的偏心率α和转速比λ有关。当α及λ较小时,转子的振动响应小于静变形。此时松动对转子运行影响较小。

图4 振动特征

图5 频谱特征
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