本文的內容是關(guān)于聯(lián)軸器缺陷引起的振動(dòng)故障分析，非常實(shí)用的基礎知識，希望對你的工作和學(xué)習有所幫助。
聯(lián)軸器主要用來(lái)將多根轉子連接起來(lái)，形成一根光滑軸系，傳遞扭矩和軸向力等。
旋轉機械常用的聯(lián)軸器有齒式、半撓性和剛性三種。
齒式聯(lián)軸器主要用于小型機組，允許兩轉子中心有 偏差。
半撓性聯(lián)軸器主要用于汽輪機轉子和發(fā)電機轉子之間的連接，可以適當補償聯(lián)軸器兩側軸承由于低壓缸抽真空、發(fā)電機充氫、軸承座溫差等因素所引起的轉子重心變化。
剛性聯(lián)軸器主要用于大型機組，結構簡(jiǎn)單，加工方便，傳遞扭矩大。
1齒式聯(lián)軸器缺陷引發(fā)的振動(dòng)故障分析
齒式聯(lián)軸器的典型結構如圖4-9所示。兩端齒輪用熱套并加鍵的方法固定在軸端上，套筒兩邊的內齒分別與兩端齒輪相嚙合，帶動(dòng)兩個(gè)轉子同步旋轉。
在旋轉狀態(tài)下，外套筒徑向位置由齒尖間隙。齒式聯(lián)軸器運行時(shí)間長(cháng)后，齒輪會(huì )因磨損而產(chǎn)生齒厚和齒隙不均、齒面接觸不良等缺陷，傳遞扭矩過(guò)程套筒有可能偏向一側，從而產(chǎn)生偏心和不平衡力。齒套徑向位置還與機組所帶負荷有關(guān)。負荷改變后，傳遞扭矩改變，齒輪嚙合位置改變，齒套徑向位置和轉子平衡狀態(tài)將有可能因此而改變。
對聯(lián)軸器兩側軸承而言，該缺陷產(chǎn)生的振動(dòng)為同相。在機組并（解）列、加（減）負荷過(guò)程中，振動(dòng)有可能會(huì )發(fā)生突變。齒牙磨損后， 好的方法就是 換聯(lián)軸器。當條件不具備時(shí)，也可在外套上嘗試加平衡配重，補償由于外套偏向一側所引起的不平衡力。實(shí)踐證明，這種補償方法在很多情況下是的，可以讓機組繼續運行一段時(shí)間。
某電廠(chǎng)1臺6MW小型汽輪機已運行二十。1號、2號軸承為汽輪機兩端軸承，3號、4號軸承為發(fā)電機兩端軸承。 近一年多來(lái)，振動(dòng)和噪聲逐漸增大。過(guò)大振動(dòng)突出反映在1號~3號軸承垂直和水平振動(dòng)幾乎同步發(fā)生變化。
表4-4給出了大、小負荷兩種工況下的振動(dòng)數據。從表中可以看出：
低負荷下振動(dòng)較大，帶負荷過(guò)程中振動(dòng)又發(fā)生了較大變化；
在兩種工況下，雖然振動(dòng)幅值發(fā)生了變化，但是1號~3號軸承振動(dòng)相位變化不大；
帶負荷過(guò)程中，2號、3號軸承垂直（水平）振動(dòng)變化量的角度相同。初步分析，振動(dòng)是由于聯(lián)軸器磨損引起的。轉速降至500r/min后，特意監聽(tīng)聯(lián)軸器附近聲音，可以清楚地聽(tīng)到齒輪嚙合不平穩所發(fā)出的噪聲。
大修中對聯(lián)軸器進(jìn)行了檢查，發(fā)現齒面磨損較嚴重，齒隙明顯偏大。據此 換了齒式聯(lián)軸器。大修后啟動(dòng)，不僅2號、3號軸承振動(dòng)減小，1號軸承振動(dòng)也明顯減小。
2剛性聯(lián)軸器缺陷引發(fā)的振動(dòng)故障分析
齒式和半撓性聯(lián)軸器可在 范圍內補償轉子中心的變化，而剛性聯(lián)軸器對轉子同心度的要求較高。剛性聯(lián)軸器缺陷引起的振動(dòng)主要發(fā)生在聯(lián)軸器兩側軸承上，可以分為以下幾種情況：
聯(lián)軸器瓢偏
如圖4-10所示，當聯(lián)軸器端面與軸中心線(xiàn)不垂直時(shí)，螺絲擰緊后，轉子將產(chǎn)生變形，軸頸處出現較大晃度。距離聯(lián)軸器越遠，轉子晃度越大。轉子撓曲變形不僅會(huì )產(chǎn)生較大的激振力，還會(huì )破壞動(dòng)靜間隙，導致軸承烏金或者汽封等處產(chǎn)生摩擦。
聯(lián)軸器張口或高低差過(guò)大導致轉軸晃度大
一臺50MW汽輪機大修前振動(dòng)較好，通過(guò)臨界轉速時(shí)各點(diǎn)振動(dòng)小于80µm。大修后 次開(kāi)機時(shí)，1號軸瓦過(guò)臨界轉速時(shí)的振動(dòng)高達240µm，被迫打閘停機。初步認為是平衡問(wèn)題。在末級葉輪上加重1.3kg后，機組沖過(guò)臨界轉速。但在3000r/min轉速下振動(dòng)明顯增大，2號軸瓦達到105µm，而且1號軸瓦振動(dòng)不穩定。揭開(kāi)前箱檢查，發(fā)現汽輪機主軸與主油泵短軸連接聯(lián)軸器晃度達0.4mm。校正缺陷并去掉所加平衡塊后，振動(dòng)正常。過(guò)臨界轉速，振動(dòng)小于100µm，定速下振動(dòng)小于30µm。
某臺125MW汽輪發(fā)電機組勵磁機與發(fā)電機轉子采用波紋節相連。大修前，過(guò)臨界 大振動(dòng)為56µm，大修后變?yōu)?20µm。調查發(fā)現，大修中發(fā)電機重套了后對輪。進(jìn)一步檢查勵發(fā)對輪，發(fā)現前對輪晃度為1.6mm，后對輪晃度為1.4mm，勵磁機軸頸跳動(dòng)為1.2mm。消缺后開(kāi)機，振動(dòng)明顯減小。
某臺汽輪發(fā)電機組甩負荷后再次開(kāi)機時(shí)，勵磁機振動(dòng)達到56µm，較甩負荷前明顯增大。停機檢查發(fā)現，勵磁機轉子軸頸晃度為0.42mm，而甩負荷前軸頸晃度只有0.08mm。檢修中對軸頸晃度大的缺陷進(jìn)行了處理。檢修后開(kāi)機時(shí)，軸承振動(dòng)減小為32µm。
早期的國產(chǎn)200MW汽輪發(fā)電機組，如圖4-11所示，中壓和低壓轉子之間有一段跨距為4m、壁厚為0.04m的空心軸，又稱(chēng)接長(cháng)軸。該軸段剛性較差，在運行中晃動(dòng)很大，容易引起3號、4號軸承振動(dòng)超標，已經(jīng)成為這類(lèi)機組的通病。該型機組在運行中應嚴格防止接長(cháng)軸承受沖擊扭矩如甩負荷、非同期并網(wǎng)等，檢修中應盡可能減小接長(cháng)軸與轉子對輪組裝后的晃動(dòng)和瓢偏值。
聯(lián)軸器螺栓連接緊力不同
這種缺陷對振動(dòng)的影響和聯(lián)軸器票偏相同。檢修后，通過(guò)調整螺栓連接緊力來(lái)調整轉子晃度的做法是不可取的。
聯(lián)軸器偏心
其產(chǎn)生振動(dòng)的機理猶如偏心輪激振。當偏心超過(guò) 程度后，引起的振動(dòng)會(huì ) 大。
上述幾種情況都會(huì )誘發(fā)轉軸振動(dòng)。低轉速下的轉軸晃度值可以比較好地反映聯(lián)軸器上述缺陷情況。一般而言，當低轉速下轉軸晃度值大于50µm， 引起重視。
