摩擦会使振动变小?

  新闻资讯     |      2021-07-27 07:08:50

请看这张滚动轴承的煤磨的加速度波形图,如下:

 

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产生这种振动的原因是轴承的润滑油管断裂,也就是润滑不足。

接下来,我们讨论这个波形是因为“部件接触瞬间刚度增大,使振动瞬间下降”,出现了摩擦,振动会变小吗?第一印象是不是就感觉有问题?

首先,说说这个波形,里边直着下降的线是振动瞬间下降吗?加速度波形代表了轴承座每个时刻受的力,那个直线下降,突然从正值变成了负值,说明受力从正方向(也就是从安装点朝向传感器的方向,如果在轴承座顶上垂直安装,就是向上的方向)突然变成了负方向,看波形,负方向的值比正方向的还大。所以,这个波形不是振动瞬间下降,而是振动方向突然改变,振值不是下降,而是变的更大了。
 
然后,我们再说说摩擦让振动变小的事儿。
 
在说滑动轴承刚度的时候,提到摩擦,该方向刚度变大,振动变小。这是很多数据验证过的,产生摩擦的方向位移峰峰值更小。
 
在这个问题上,有人说摩擦会产生热弯曲,振动变大。确实是这样,在汽轮机组和压缩机组里都见到过。这是因为不平衡振动是同步正进动的,出现动静摩擦时,转子或轴上固定的某角度位置和静止件接触,摩擦使接触部位迅速发热膨胀,造成热弯曲。但热弯曲是发生在摩擦之后的,摩擦时刻的振动是变小的。大家可以看看下面这个趋势图。

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振动快速上升是摩擦造成了热弯曲,这个速度很快,上升坡度很陡;振动到最高后缓慢下降,是脱离摩擦后温度和弯曲恢复的过程,这个过程要慢一些;在振动陡升之前,有明显的一倍频幅值下降,伴随同一轴承两个测点相位的不同步变化,这才是发生摩擦的阶段;摩擦点在高点,弯曲后在高点位置产生新的不平衡量,由于滞后角的作用,新的高点往后移动,摩擦部位脱离。在1倍频幅值最小的时刻才能看到摩擦特征的波形频谱图和轴心轨迹图,振动变大以后就只有轴弯曲引起的只有明显不平衡一倍频的谱图了。
 
这是摩擦使振动变小的情况,注意,是在滑动轴承设备里,摩擦使支撑刚度加大,轴振,也就是电涡流传感器测的相对位移振动变小。因为轴振取决于转子的离心力和轴瓦对轴的支撑刚度。
 
滑动轴承设备产生摩擦的时刻,轴承座的振动应该变大还是变小?
 
答案应该是变大的,由于摩擦,轴受到更大的支撑力的同时,转子给轴承座的反作用力也变大了,而摩擦并不会影响轴承座的支撑刚度,轴承座的支撑刚度只和它与基础之间的连接情况有关,所以摩擦使轴承座的振动变大。
 
这就和高中物理题一样,分析受力和运动,首先要区分、确定是要分析的部件到底受哪些力,能准确找到每个物体到底受的了哪些力,才能用好公式,做对题。
 
滚动轴承设备也一样,由于轴承对轴的支撑刚度更大,反应更直接,如果动静部件发生摩擦,转子给轴承座施加的冲击力也更快、更大。所以根据摩擦的程度,轴承座上的加速度波形可能在摩擦时刻测到这个力的冲击。
 
要是摩擦能让振动更小,还要不要做润滑?用不用轴承?振动还算不算故障?摩擦多了相互作用力,这个力对转子的轴振和对轴承座的瓦振的影响是不一样的。
 
还是那句话,要理解每个结论的适用条件,要多做独立思考。
 
PS:关于刚度其实还有很多,比如油膜支撑的交叉刚度;动刚度和共振有关,共振频率和放大倍数除了受质量和静刚度影响,还受阻尼影响;常说的汽封的支撑刚度,类似滑动轴承的油膜等。





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