軸承知識(shí)Bearing Knowledge

產(chǎn)品中心 Products

聯(lián)系我們Contact

山東安瑞動(dòng)力機(jī)械有限公司
聯(lián)系人: 張經(jīng)理
手 機(jī): 15065336888
地 址: 山東省淄博市昌國(guó)路111號(hào)2號(hào)樓106室
首頁(yè) >> 軸承知識(shí) >>軸承知識(shí)

滑動(dòng)軸承振動(dòng)原因、機(jī)理全解!

2020-10-14
滑動(dòng)軸承就是通常說(shuō)的平面軸承,其形式簡(jiǎn)單,接觸面積大,如果潤(rùn)滑保持良好,抗磨性能會(huì)很好,軸承壽命也會(huì)很長(zhǎng)。滑動(dòng)軸承的承載能力大,回轉(zhuǎn)精度高,潤(rùn)滑膜具有抗沖擊作用,因此在工程上獲得廣泛的應(yīng)用。本文分享了滑動(dòng)軸承振動(dòng)故障的原因,振動(dòng)機(jī)理,振動(dòng)方法等。
滑動(dòng)軸承根據(jù)承受載荷的方向不同可分為:推力滑動(dòng)軸承和徑向滑動(dòng)軸承;根據(jù)潤(rùn)滑油膜形成原理不同分為:動(dòng)壓滑動(dòng)軸承和靜壓滑動(dòng)軸承;根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可分為:整體式滑動(dòng)軸承和剖分滑動(dòng)軸承。
1. 滑動(dòng)軸承故障形成原因
滑動(dòng)軸承故障形成原因主要有:
軸瓦設(shè)計(jì)、安裝不當(dāng);
超速、超載運(yùn)行或在潤(rùn)滑油中含有雜質(zhì);
在高溫、高速、高載荷的運(yùn)行情況下,軸頸與軸瓦材料發(fā)生熱膨脹,軸承間隙消失,金屬之間直接接觸;
在交變載荷的作用下,軸承表面產(chǎn)生往復(fù)作用的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力以及剪切應(yīng)力,從而在軸承表面產(chǎn)生細(xì)微裂紋,在不斷的運(yùn)行狀態(tài)下,最后形成疲勞破壞;
在較大振幅下長(zhǎng)期運(yùn)行造成的脫胎;
聯(lián)軸器不對(duì)中、運(yùn)行操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻拇瓮讲环€(wěn)定等等。
2. 滑動(dòng)軸承振動(dòng)故障類(lèi)型
滑動(dòng)軸承振動(dòng)故障有多種表現(xiàn)形式,其中包括軸瓦配合間隙過(guò)大;油膜渦動(dòng)和油膜振蕩、摩擦;以及常見(jiàn)的軸瓦磨損、燒瓦、疲勞產(chǎn)生的脫胎裂紋等故障。
3. 滑動(dòng)軸承故障振動(dòng)機(jī)理
引起滑動(dòng)軸承振動(dòng)的原因很多,大部分都是由于其它機(jī)械問(wèn)題引起,如轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中、剛度問(wèn)題等?;瑒?dòng)軸承本身引起的振動(dòng),主要由配合間隙不當(dāng)造成的剛度降低,以及設(shè)計(jì)、安裝不當(dāng)引起的油膜問(wèn)題。
油膜渦動(dòng)
油膜渦動(dòng)是由徑向滑動(dòng)軸承油膜力所產(chǎn)生的一種渦動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸頸在滑動(dòng)軸承中穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),軸承的油膜力R與載荷W相互平衡,轉(zhuǎn)子軸心處于某一平衡位置O1。若轉(zhuǎn)子受到擾動(dòng)離開(kāi)平衡位置移動(dòng)到O2點(diǎn),變化后的油膜力R′與載荷W的合力F不再為零、共線(xiàn)。
合力F可分解成徑向與切向上的二個(gè)分力,徑向分力Fr與軸頸的位移方向相反,力圖把軸頸推回到原平衡位置O1處,是一種彈性恢復(fù)力;而切向分力Fu與軸頸位移方向相垂直,它推動(dòng)軸頸繞平衡位置O1繼續(xù)旋繞,即產(chǎn)生渦動(dòng),這種渦動(dòng)就稱(chēng)為油膜渦動(dòng),F(xiàn)u稱(chēng)渦動(dòng)力。
如果軸頸受到的渦動(dòng)力小于油膜阻尼力,則軸心渦動(dòng)所形成的軸心軌跡是收斂的,渦動(dòng)會(huì)減?。蝗绻麥u動(dòng)力等于油膜阻尼力,則軸心軌跡不再擴(kuò)大并成為封閉圖形,渦動(dòng)是穩(wěn)定的;如果渦動(dòng)力超過(guò)阻尼力,則軸心軌跡是發(fā)散的,渦動(dòng)是不穩(wěn)定的。渦動(dòng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同時(shí),為正進(jìn)動(dòng);反之,為反進(jìn)動(dòng)。
理論推算表明,油膜渦動(dòng)的旋轉(zhuǎn)頻率Ω等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率ω的一半,即Ω=ω/2,因此油膜渦動(dòng)理論上又稱(chēng)為半速渦動(dòng)。實(shí)際中,油膜渦動(dòng)的振動(dòng)頻率約為0.42~0.48轉(zhuǎn)速頻率,即Ω=(0.42~0.48)ω。
油膜振蕩
伴隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率ω(即轉(zhuǎn)速n)的不斷上升,油膜渦動(dòng)的渦動(dòng)頻率Ω也不斷上升,當(dāng)轉(zhuǎn)速n上升到轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速 nk1的二倍附近時(shí),也就是說(shuō)當(dāng)油膜渦動(dòng)的頻率等于轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的固有頻率時(shí),即Ω=ωk1時(shí),轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)將發(fā)生強(qiáng)烈的共振,這就是所說(shuō)的油膜振蕩。
油膜振蕩發(fā)生后,即使轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升,但渦動(dòng)頻率卻不再按渦動(dòng)比(Ω/ω)不變的規(guī)律上升,仍為ωk1 ,也就是緊緊地咬住轉(zhuǎn)子的固有頻率—第一臨界轉(zhuǎn)速—不再改變。
油膜渦動(dòng)及油膜振蕩是一種自激振動(dòng),也就是說(shuō),維持振動(dòng)的能量是由轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)(含潤(rùn)滑油)在自身旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的,它可以不斷地提供極大的能量,而與外界無(wú)關(guān)。所以,油膜振蕩還具有嚴(yán)重性、突發(fā)性、有時(shí)會(huì)發(fā)出間斷吼叫聲等特點(diǎn)。
對(duì)于大機(jī)組使用較多的可傾瓦軸承,理論計(jì)算表明,在忽略瓦塊質(zhì)量和支點(diǎn)摩擦力的情況下,可傾瓦軸承的交叉剛度為零,不可能產(chǎn)生油膜渦動(dòng)及油膜振蕩。因?yàn)槠渫邏K可以自由搖擺,油膜力能自動(dòng)調(diào)整到通過(guò)軸心,從而與載荷共線(xiàn),消除了切向油膜分力,從根本上鏟除了渦動(dòng)的推動(dòng)力。
但是,由于在實(shí)際使用中往往會(huì)出現(xiàn)某些與設(shè)計(jì)條件不符的情況,如支點(diǎn)有摩擦力、軸承緊力不當(dāng)、潤(rùn)滑油粘度過(guò)大等等,所以可傾瓦軸承也有可能發(fā)生油膜振蕩。至于其它類(lèi)型的軸承,如圓筒瓦、橢圓瓦、多油楔、多油葉等軸承,只要是屬于高速輕載,都有可能發(fā)生油膜渦動(dòng)及油膜振蕩。
(來(lái)源:煤化工知庫(kù))