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空压机百科
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空压机运行系统的自激振动
添加时间:2017-12-20

在非线性空压机系统内,由非振荡性能量转变为振荡激励 所产生的振动称为自澈报动。这种振动,常使设备运行失去 稳定性,因此必须引起注意。

自激振动的机理已在振动分类中述及。 系统由于受到某种初始扰动而激起自由振动,结果振动响应 将系统内部受到的持续作用的能量转变成周期性的激励,通 过反馈环节断续地输入到振动系统中去,维持或发展系统的 振动。

从表面上看,自激振动和强迫振动并无区别,但两者是有 明显差别的。

最根本的,自激振动的能量来自内部,而不象 强迫振动来自外部,另外,要引起自激振动必须存在初始扰 动,而强迫振动没有初始运动也会产生。

自激振动也和阻尼 自由振动不同,它的振幅并不随着时间推移而衰减,而是一 旦出现自激,往往难以控制。如处理不及时,常因激烈振动 而损坏设备。

现以在旋转空压机中经常遇到的涡动为例来说明 自激振动发生的过程及其特点。

涡动是一种由于摩擦作用而引起的在转轴上发生的自激 振动,它的特点是轴除绕轴心旋转外还在轴承间表面作回转 运动。

轴心轨迹不稳定在一点上而是形成一个旋涡状,现已 发现,涡动可由两种方式引起:

(1)轴的抖动,也叫反向进动。

空压机自激震动原理示意图

即回旋运动方向与轴 的旋转方向相反。这种自激振动发生在轴承润滑不充分、轴 与轴承间的间隙过大的情况下。

当轴与轴承 中心距00; 较轴心0; 与轴承中心0不同心,的问隙很大, 间隙中又比较干燥、缺乏润滑的情况时,设在某一瞬间 大,转动着的轴颈与轴承在K点接触,轴颈即受到轴承给它的切 向作用P,力的方向与轴的转速2方向相反,正 是这个力的存在,轴颈将沿轴承壁作纯滚动,形成与轴旋转 方向相反的回旋运动。

我们只要将切向力P平移到轴心上 就可容易看出这个结果。

力P平移到轴心后,其力学效 去,应相当于一个反时针方向的转距M= PR和一个作用在轴颈 中心的力P'。

力P' 平行于轴承壁接触点的切线方向使有 轴颈下移的趋势,而力矩M则使轴颈绕轴承而回转。

轴心运 (2-20) 上以点划线表示。在轴的抖动里,抖动动轨迹在图 的能量来自转轴本身的运动。

而反馈环节为轴与轴承的摩 擦,初始扰动则由轴在某瞬间与轴承接触引起.

(2)油膜振荡

这种振动也叫正向进动,起因于轴承内的油膜作用(液 体摩擦) ,它比因千摩擦引起的抖动还要多见。

设轴逆时针方向旋转,由于轴本身不 同心或不平衡,轴上将作用有一个离心力C,这个离心力总 是径向地指向轴承,并且总不会与轴颈上油的压力取得平 衡。

轴颈上油压的合力为P,它与通过轴承中心0与轴中心0↓的连 线成qp 角度,于是有一分力Psinp使轴颈产生并维持与轴旋转方向 9 同方向的回转运动。

由于油膜的作用涡动的能量逐渐增加,轴颈涡动随之增 大。

对于高速旋转的空压机如汽轮机、透平压压缩机等,常因此而发生激烈的 油膜振荡,使设备不能正常运行,甚至引起严重的事故。

图为油 膜振荡的幅频曲线,当转轴速度Q>2ce (Oc 为临界转速) 时产生了强烈的因为此时涡动 油膜振荡,正好具有轴系的固有频率,反过来又激发整个轴系共振。

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