轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理說(shuō)明

 一、故障機(jī)理
       轉(zhuǎn)軸裂紋對(duì)振動(dòng)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(huì)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(shí)，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(duì)側(cè)時(shí)就是這種情況。閉裂紋對(duì)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)影響不大，難以察覺(jué)。
  (2)開(kāi)裂紋
       當(dāng)裂紋區(qū)處于拉應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，軸裂紋始終處于張開(kāi)狀態(tài)。開(kāi)裂紋會(huì)造成軸剛度不對(duì)稱(chēng)，使振動(dòng)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(kāi)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(shí)，軸每旋轉(zhuǎn)一周，裂紋就會(huì)開(kāi)閉一次，對(duì)振動(dòng)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(dòng)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(dòng)峰值會(huì)出現(xiàn)在與兩個(gè)不對(duì)稱(chēng)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(wú)裂紋轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速處時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大峰值。
       裂紋的張開(kāi)或閉合與裂紋的初始狀態(tài)、偏心、重力的大小及渦動(dòng)的速度有關(guān)，同時(shí)也與裂紋的深度有關(guān)。若轉(zhuǎn)子是同步渦動(dòng)，裂紋會(huì)只保持一種狀態(tài)，即張開(kāi)或閉合，這與其初始態(tài)有關(guān)。在非同步渦動(dòng)時(shí)，裂紋在一定條件下也可能會(huì)一直保持張開(kāi)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(huì)有開(kāi)有閉。在這種情況下，裂紋越深，其在一周內(nèi)張開(kāi)的時(shí)間會(huì)越長(zhǎng)，會(huì)超過(guò)一半周期長(zhǎng)度，同時(shí)裂紋張開(kāi)的時(shí)間也會(huì)越晚。這可以作為判斷裂紋深度的一個(gè)定性標(biāo)準(zhǔn)。