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轴裂纹的原因及特征

【摘要】:
转子裂纹产生的原因多是疲劳损伤。旋转机械的转子如果设计不当(包括选材不当或结构不合理)或者加工方法不妥,或者是运行时间超长的老旧机组,由于应力腐蚀、疲劳、蠕变等,会在转子原本存在诱发点的位置产生微裂纹,再加上由于较大而且变化的扭矩和径向载荷的持续作用,微裂纹逐渐扩展,最终发展成为宏观裂纹。原始的诱发点通常出现在应力高而且材料有缺陷的地方,如轴上应力集中点、加工时留下的刀痕、划伤处、材质存在微小缺陷

转子裂纹产生的原因多是疲劳损伤。旋转机械的转子如果设计不当(包括选材不当或结构不合理)或者加工方法不妥,或者是运行时间超长的老旧机组,由于应力腐蚀、疲劳、蠕变等,会在转子原本存在诱发点的位置产生微裂纹,再加上由于较大而且变化的扭矩和径向载荷的持续作用,微裂纹逐渐扩展,最终发展成为宏观裂纹。原始的诱发点通常出现在应力高而且材料有缺陷的地方,如轴上应力集中点、加工时留下的刀痕、划伤处、材质存在微小缺陷(如夹渣等)的部位等。

在转子出现裂纹的初期,其扩展的速度比较慢,径向振动的幅值增长也比较小。但裂纹的扩展速度会随着裂纹深度的加深而加速,相应的会出现振幅迅速增大的现象。尤其是二倍频幅值的迅速上升和其相位的变化往往可以提供裂纹的诊断信息,因此可以利用二倍频幅值和相位的变化趋势来诊断转子裂纹。

转子出现裂纹后的一般特征:

①. 各阶临界转速较正常时要小,尤其是当裂纹趋于严重时更明显;

②. 由于裂纹造成转子的刚度变化而且不对称,使转子形成多个共振转速;

③. 在恒定转速下,1X2X3X等各阶倍频分量的幅值及其相位不稳定,而且尤其以二倍频分量最为突出;

    由于裂纹转子的刚度不对称,使得对转子进行动平衡变得困难。