轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理說明

 一、故障機(jī)理
       轉(zhuǎn)軸裂紋對振動的響應(yīng)與裂紋所處的軸向位置、裂紋深度及受力情況有關(guān)。視裂紋所處部位應(yīng)力狀態(tài)的不同，裂紋會呈現(xiàn)出三種不同的形態(tài)。
 (1)閉裂紋
       轉(zhuǎn)軸在壓應(yīng)力情況下旋轉(zhuǎn)時，裂紋始終處于閉合狀態(tài)。例如，轉(zhuǎn)子重量不大、不平衡離心力較小或不平衡力正好處于裂紋的對側(cè)時就是這種情況。閉裂紋對轉(zhuǎn)軸振動影響不大，難以察覺。
  (2)開裂紋
       當(dāng)裂紋區(qū)處于拉應(yīng)力狀態(tài)時，軸裂紋始終處于張開狀態(tài)。開裂紋會造成軸剛度不對稱，使振動帶有非線性性質(zhì)，伴有2×、3×、…等高頻成分，隨著裂紋的擴(kuò)展，l×、2×、等頻率的幅值也隨之增大。
(3)開閉裂紋
       當(dāng)裂紋區(qū)的應(yīng)力是由自重或其他徑向載荷產(chǎn)生時，軸每旋轉(zhuǎn)一周，裂紋就會開閉一次，對振動的影響比較復(fù)雜。理論分析表明，帶有裂紋的轉(zhuǎn)子的振動響應(yīng)可分別按偏心及重力兩種影響因素考慮，再作線性疊加。由于偏心因素的影響，振動峰值會出現(xiàn)在與兩個不對稱剛度相應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速之間；而重力因素的影響結(jié)果，是在轉(zhuǎn)速約為無裂紋轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速處時，會出現(xiàn)較大峰值。
       裂紋的張開或閉合與裂紋的初始狀態(tài)、偏心、重力的大小及渦動的速度有關(guān)，同時也與裂紋的深度有關(guān)。若轉(zhuǎn)子是同步渦動，裂紋會只保持一種狀態(tài)，即張開或閉合，這與其初始態(tài)有關(guān)。在非同步渦動時，裂紋在一定條件下也可能會一直保持張開或閉合狀態(tài)，但通常情況下，轉(zhuǎn)軸每旋轉(zhuǎn)一周，裂紋都會有開有閉。在這種情況下，裂紋越深，其在一周內(nèi)張開的時間會越長，會超過一半周期長度，同時裂紋張開的時間也會越晚。這可以作為判斷裂紋深度的一個定性標(biāo)準(zhǔn)。