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蛇形簧聯(lián)軸器引起的振動故障診斷及處理

2025-06-04

1、概述

蛇形簧聯(lián)軸器是一種彈性聯(lián)軸器，主要由兩個帶齒槽的半聯(lián)軸器、蛇形彈簧及罩殼組成，見圖1。金屬罩殼內(nèi)充滿潤滑脂。該聯(lián)軸器工作時，由原動半聯(lián)軸器的齒面給彈簧片施加周向作用力，再經(jīng)彈簧將周向力傳遞給從動半聯(lián)軸器的齒面。其具有減振效果好，使用壽命長，承受變動載荷范圍大，啟動安全，傳動效率高，運行可靠，允許轉(zhuǎn)子中心有一定的偏差等優(yōu)點。

某電廠一次風(fēng)機聯(lián)軸器即為此結(jié)構(gòu)形式，該風(fēng)機由電動機驅(qū)動，電動機和一次風(fēng)機各有兩個徑向支承軸承，4個軸承均為滾動軸承，風(fēng)機為離心式風(fēng)機，額定轉(zhuǎn)速1488r/min，其軸系簡圖見圖2。

該風(fēng)機在大修過程中更換了全部滾動軸承。另外，由于蛇形簧聯(lián)軸器罩殼磨損嚴(yán)重，委托某加工單位仿制。檢修結(jié)束后，試轉(zhuǎn)過程中，該風(fēng)機振動超標(biāo)，無法安全運行。

2、故障特點及原因分析

2.1振動測試

對A、B兩臺風(fēng)機及其電機的振動情況進行測量，測量結(jié)果見表1、圖3和圖4，因兩臺風(fēng)機振動情況相似，只列出A一次風(fēng)機驅(qū)動端和非驅(qū)動端軸承水平方向振動頻譜圖。

從表1可以看出，兩臺風(fēng)機的振動情況相似，均具有以下特點：各軸承、各方向振動均以工頻為主，且有明顯的2倍頻分量；風(fēng)機驅(qū)動端軸承振動大于非驅(qū)動端軸承振動；風(fēng)機驅(qū)動端軸承振動與電機驅(qū)動端軸承振動大小接近，相位相反；各軸承水平、垂直、軸向振動均較大。

2.2故障原因分析

根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，風(fēng)機非驅(qū)動端振動(葉輪側(cè))小于驅(qū)動端振動，說明兩臺風(fēng)機振動均不是由葉輪本身質(zhì)量不平衡或安裝后風(fēng)機轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的。各軸承、各方向振動均以工頻為主，有比較明顯的2倍頻成分，仔細觀察頻譜圖(圖3和圖4)，未發(fā)現(xiàn)明顯的軸承故障頻率，表明各軸承不存在故障且安裝、潤滑良好；從頻譜圖上也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的葉片通過頻率，另外通過現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機振動與擋板開度沒有關(guān)系，表明風(fēng)機通流部分正常。

通過以上分析排除了風(fēng)機葉輪質(zhì)量不平衡、風(fēng)機轉(zhuǎn)子不平衡、軸承損壞、安裝潤滑不良及風(fēng)機通流部分損壞等故障。

而風(fēng)機驅(qū)動端軸承振動大于非驅(qū)動軸承振動，風(fēng)機驅(qū)動端軸承振動與電機驅(qū)動端軸承振動大小接近，相位相反，各軸承水平、垂直、軸向振動均較大，且頻譜中2倍頻成分比較明顯，這些現(xiàn)象表明，兩臺風(fēng)機均可能存在風(fēng)機轉(zhuǎn)子與電機轉(zhuǎn)子不對中的問題

3、故障確認及處理過程

3.1故障確認

經(jīng)過研究決定，復(fù)查風(fēng)機轉(zhuǎn)子與電機轉(zhuǎn)子中心的對中情況。首先在不松開聯(lián)軸器罩殼螺栓的情況下，測量風(fēng)機與電機側(cè)軸頸的跳動，然后松開聯(lián)軸器罩殼螺栓，拆除聯(lián)軸器罩殼，測量兩轉(zhuǎn)子對中情況，最后將蛇形簧去掉測量兩轉(zhuǎn)子對中情況。

在不松開聯(lián)軸器罩殼螺栓情況下，測量發(fā)現(xiàn)A風(fēng)機電機轉(zhuǎn)子左右跳動70um，上下跳動小于30um。B風(fēng)機轉(zhuǎn)子及電機轉(zhuǎn)子上下、左右跳動均小于30um。松開聯(lián)軸器罩殼螺栓，拆除聯(lián)軸器罩殼再次測量，測量結(jié)果無明顯變化。去掉蛇形簧再次測量，兩臺風(fēng)機及電機轉(zhuǎn)子對中良好。上下、左右偏差均在30um以內(nèi)。

通過以上檢查說明，B風(fēng)機與電機在靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)子對中情況良好；A風(fēng)機及電機蛇形簧聯(lián)軸器可能存在別勁的問題，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不對中。

將A風(fēng)機蛇形簧重新安裝后，復(fù)測轉(zhuǎn)子對中情況，上下、左右偏差均在30um以內(nèi)；安裝聯(lián)軸器罩殼后，電機和風(fēng)機轉(zhuǎn)子上下、左右跳動仍在30um以內(nèi)。啟動電機，復(fù)測電機及風(fēng)機的振動情況見表2。

由表2可知，A一次風(fēng)機及電機振動情況與復(fù)查對輪前沒有根本的改善。風(fēng)機停機后，復(fù)測電機和風(fēng)機軸頸跳動，均在30um以內(nèi)，松開聯(lián)軸器罩殼螺栓，拆除聯(lián)軸器罩殼，測量轉(zhuǎn)子對中情況，也在30um以內(nèi)，去掉蛇形簧復(fù)測轉(zhuǎn)子對中情況，仍然沒有變化，說明風(fēng)機靜止時轉(zhuǎn)子中心對中良好。但第一次復(fù)測A風(fēng)機對中情況又表明蛇形簧別勁，考慮到該聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器，在運行過程中聯(lián)軸器有一定的變形量，有可能是對輪罩殼限制轉(zhuǎn)子的相對運動，造成轉(zhuǎn)子不對中，決定取下聯(lián)軸器罩殼測量其內(nèi)徑。通過測量發(fā)現(xiàn)，新更換的聯(lián)軸器罩殼內(nèi)徑與更換下來的舊罩殼相比小了2mm。

為了進一步確定聯(lián)軸器罩殼問題，A風(fēng)機重新更換上舊的聯(lián)軸器罩殼，啟動運行。振動數(shù)據(jù)見表3，風(fēng)機及電機振動均達到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。這充分說明了，故障原因是新加工的聯(lián)軸器罩殼內(nèi)徑過小，在運行過程中，聯(lián)軸器罩殼限制了轉(zhuǎn)子的相對運動，引起轉(zhuǎn)子不對中。