各種滑動軸承問題引起的振動原因
2025-11-27滑動軸承就是通常說的平面軸承,其形式簡單,接觸面積大,如果潤滑保持良好,抗磨性能會很好,軸承壽命也會很長?;瑒虞S承的承載能力大,回轉(zhuǎn)精度高,潤滑膜具有抗沖擊作用。因此在工程上獲得廣泛的應用。
滑動軸承根據(jù)承受載荷的方向不同可分為:推力滑動軸承和徑向滑動軸承;根據(jù)潤滑油膜形成原理不同分為:動壓滑動軸承和靜壓滑動軸承;根據(jù)結構形式不同可分為:整體式滑動軸承剖分滑動軸承
1. 滑動軸承故障形成原因
滑動軸承故障形成原因主要有軸瓦設計、安裝不當;
超速、超載運行或在潤滑油中含有雜質(zhì);在高溫、高速、高載荷的運行情況下,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)生往復作用的拉應力、壓應力以及剪切應力,從而在軸承表面產(chǎn)生細微裂紋,在不斷的運行狀態(tài)下,最后形成疲勞破壞;
在較大振幅下長期運行造成的脫胎;聯(lián)軸器不對中、運行操作不當?shù)仍蛟斐傻拇瓮讲环€(wěn)定等等。
2. 滑動軸承振動故障類型
滑動軸承有多種故障,其中包括軸瓦配合間隙過大,油膜渦動和油膜振蕩、摩擦,以及常見的軸瓦磨損、燒瓦、疲勞產(chǎn)生的脫胎裂紋等故障。
3. 滑動軸承故障振動機理
引起滑動軸承振動的原因很多,大部分都是由于其它機械問題引起,如轉(zhuǎn)子不平衡、不對中、剛度問題等,在此不再重復敘述,滑動軸承本身引起的振動,主要由配合間隙不當造成的剛度降低,以及設計、安裝不當引起的油膜問題。
油膜渦動—油膜的楔形按油的平均流速帶動軸繞軸瓦中心運動的現(xiàn)象稱為油膜渦動 ,因其平均速度為軸頸圓周速度的一半,故又稱為半速渦動。
如果軸頸受到的渦動力小于油膜阻尼力,則軸心渦動所形成的軸心軌跡是收斂的,渦動會減?。蝗绻麥u動力等于油膜阻尼力,則軸心軌跡不再擴大并成為封閉圖形,渦動是穩(wěn)定的;如果渦動力超過阻尼力,則軸心軌跡是發(fā)散的,渦動是不穩(wěn)定的。
渦動的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同時,為正進動;反之,為反進動。
理論推算表明,油膜渦動的旋轉(zhuǎn)頻率Ω等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率ω的一半,即Ω=ω/2,因此油膜渦動理論上又稱為半速渦動。實際中,油膜渦動的振動頻率約為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,油膜渦動的渦動頻率Ω也不斷上升,當轉(zhuǎn)速n上升到轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速 nk1的二倍附近時,也就是說當油膜渦動的頻率等于轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的固有頻率時,即Ω=ωk1時,轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)將發(fā)生強烈的共振,這就是所說的油膜振蕩。
油膜振蕩發(fā)生后,即使轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升,但渦動頻率卻不再按渦動比(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。
油膜渦動及油膜振蕩是一種自激振動,也就是說,維持振動的能量是由轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)(含潤滑油)在自身旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的,它可以不斷地提供極大的能量,而與外界無關。
所以,油膜振蕩還具有嚴重性、突發(fā)性、有時會發(fā)出間斷吼叫聲等特點。
對于大機組使用較多的可傾瓦軸承,理論計算表明,在忽略瓦塊質(zhì)量和支點摩擦力的情況下,可傾瓦軸承的交叉剛度為零,不可能產(chǎn)生油膜渦動及油膜振蕩。
因為其瓦塊可以自由搖擺,油膜力能自動調(diào)整到通過軸心,從而與載荷共線,消除了切向油膜分力,從根本上鏟除了渦動的推動力。
但是,由于在實際使用中往往會出現(xiàn)某些與設計條件不符的情況,如支點有摩擦力、軸承緊力不當、潤滑油粘度過大等等,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)生油膜渦動及油膜振蕩。
4. 滑動軸承振動故障診斷
振動與滑動軸承自身有關的因素主要時間隙振動、高參數(shù)設備碰磨引起的熱不平衡和油膜引起的不穩(wěn)定性問題,其它一些振動幾乎都是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的激勵在軸承座上的響應,可參考平臺內(nèi)其它機械故障診斷方法。
而關于脫胎、裂紋以及低參數(shù)普通設備碰磨等故障,在振動上反應并不敏感,而油液分析常能取得較好 的效果。
(1)當軸瓦工作不良或有摩擦跡象時,可能在振動上并無明顯反應,但其軸瓦溫度會有明顯升高,可以觀察就地溫度表、冷卻水溫度及油溫的變化情況,以及觀察潤滑油的色澤變化情況。
(2)當振動是由軸承頂間隙裝配過大或松動引起時,垂直方向的振動將明顯增大,與水平振幅之比縮小,接近甚至超過水平振幅。振動一般只在該軸承上表現(xiàn)比較明顯。
(3)如果設備裝有非接觸式傳感器測量軸振,軸承磨損通常伴隨有直流間隙


