浅谈绕线设备振动及噪音的原因
众所周知,噪音是由振动引起的,那么振动由什么引起的呢,其实引起振动最常见的有四大原因,即:不平衡、不对中、机械松动和轴承故障。
1.质量不平衡
所谓不平衡即是质量和几何中心线不重合所导致的一种非正常状态。当绕线机主轴旋转时,其"重心"产生一个离心力作用在轴承上,该力的大小随着主轴的旋转而稳定的变化。不平衡的类型有三种:静不平衡或力不平衡、力矩不平衡或偶不平衡和动不平衡。
绕线机主轴不平衡时频谱的表象:波形为正弦波;轴心轨迹为圆或椭圆;1X频率为主;径向(水平和垂直)振动为主;振幅随转速升高而增大;过临界转速有共振峰;悬臂转子不平衡水平和垂直轴向振动都很大。
另外,如果滑轮、齿轮、轴承或转子的旋转中心偏离几何中心线就会出现偏心。
2.不对中
每一台绕线机生产时都经过严格的水平位移校准,所以一般不对中的现象在年久的旧机器上才会出现,机器的对中性非常重要,因为它而增加的旋转力会对轴承和密封件施加异常的应力。不对中的类型有:平行不对中、角度不对中、平行和角度不对中。
典型的不对中主要由以下原因引起:原部件的不精确装配,如电机、泵等;安装后原部件间的相对位置发生移动;因为管道系统的压力而造成的扭曲变形;由于扭矩而引起的柔性支撑扭曲变形;温度变化引起的机器变形;耦合面与轴线不垂直;由于地基柔性太大,在旋紧固定螺栓时机器发生移动。
实际上大多数不对中案例都是轴线角度不对中和平行不对中的组合。一般原则是:诊断应该根据轴向和垂直(或水平)方向上随着1X转速的增加,对应的2X处的振动级的变化情况来判断。
3.机械松动
由于松动会产生非常明显的1X基频波峰。在实际中存在有两种类型的松动:旋转松动和非旋转松动。
轴承磨损可能会导致出现旋转松动,此故障在检测时首先会测到轴承磨损的迹象,然后才能出现轴承松动。当滑动轴承出现间隙问题时,它的频谱上会显示出与旋转松动非常相似的特征:出现很强的1X谐波。在大多数情况下,其垂直方向上的振动要高于水平方向上的振动。对于结构松动(弹性地基)非旋转松动,机器与地基之间的松动会使其最小刚性方向上的1X振动升高,通常在水平方向上,同时还取决于机器的安装和布局方式。
松动既可能导致机器的其他故障也可能因其它故障所引起,机械部件的磨损变形、轴系的不对中、不平衡等与松动相互影响。因为松动引发的振动多为中低频振动,一般在1000Hz以下,振动频率通常为转频或转频的分数谐波及高次谐波。
4.轴承故障
轴承故障的分类:
a.滚动轴承
疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、胶合和保持架损坏等。
b.滑动轴承
巴士合金松脱、巴士合金损坏、轴承壳体配合松动和轴承间隙过大等。