悬臂转子旋转机械在未知初始条件下的振动特性和力学性能

摘要:带悬臂转子的旋转机械在工业中应用广泛。因为悬臂转子的不平衡和轴的不重合通常导致机器产生过量振动、较大轴承力,就会降低机器寿命,从而导致财产损失甚至人身伤亡。因此,带悬臂转子的动平衡问题是维修工程师遇到的最具挑战的问题之一。首要工作是进行不平衡悬臂转子系统的诊断。在未知初始条件下,本文将要研究的不平衡悬臂转子的振动特性和力学性能与这些带有中心悬挂转子系统是不相同的。实验针对平衡和不平衡两种转子系统,在机械故障模拟器-精简扩展板(MFS)上进行。采用VibraQues-精简扩展版软件进行数据分析,重点是进行系统特性的辨别。


1. 前言
不平衡是产生机械过量振动的常见原因,通过平衡和调整后,80%的旋转机械的振动问题都可以解决。当系统运行在高速状态,或者接近临界速度时,旋转系统中的一个较小的失衡就可能产生破坏性的影响。因此,在高速旋转平衡系统中,必须仔细检查任何潜在危险。在液体涡轮机械中,泵、螺旋棍和风扇经常使用悬挂转子。悬臂转子的振动特性和力学性能与中心悬挂转子是截然不同的,这一点已经从实验得到很好的证明。
不平衡悬臂转子的振动特性和力学性能可以解释如下:不平衡力将使轴承在它自己的圆型平面内移动,如图1所示,当外置轴承(接近悬臂转子)的力向上时,倾斜的轴承将远离转子,因此,轴承顶端的相位将与垂直方向的相位产生相位差。机内轴承(远离悬臂转子)的情况刚好与外置轴承的情况相反:当转子使机内轴承向上时,迫使轴承外圈向下,因此两个轴承之间的垂直相位将产生180度偏移。轴承之间的轴的挠度将导致轴承内圈向转子倾斜,这刚好和外置轴承相反。
因此,在内测轴承顶端的轴相位与垂直方向的轴相位不同相。
 

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