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状态监测与预测维修 滑动轴承故障 滑动轴承有时也称为流体动压轴承。这种轴承有许多种类，流体动压轴承通过在旋转的轴颈与静止的轴承孔之间形成油膜进行工作的。左图表示滑动轴承内旋转轴相对位置及油膜压力是如何分布的。在这张图中看到，轴反时针方向旋转，最大压力位于与垂线方向约15度到20度处。 滑动轴承亚同步振动的产生 当轴承负载减小或转子转速提高时，滑动轴承的姿态角增大，轴承稳定性降低。当轴承不能承受足够的预载，保持旋转轴处于稳定位置时，任何干扰轴承载荷的外力都可能引起轴承不稳定状态的出现。在这种不稳定的运转状态下，由于系统中包含了引起失稳的各种因素，一旦产生失稳，转子就会产生自激振动，即使消除了原始激励源，转子的自激振动现象还会保持下去，这就是与转速亚同步的振动(即低于转速的振动)。 通常，只有明显降低转速才能稳定转子，转子将稳定下来，使它返回到正常转速，只有直到系统扰动力再次干扰系统时为止，系统能保持稳定。当抑制不稳定的力减小或失去时，振动幅值可能突增，因此，看滑动轴承振动特征的关键项目将是低于转速的亚同步振动。 滑动轴承磨损和间隙故障 1. 间隙过大且磨擦的滑动轴承，可使轴在轴承内的位置发生改变，可能导致不对中，常常产生2X转速频率的振动。有时，间隙过大使轴与轴承相磨擦，或者与诸如密封等其他零部件磨擦。在这些情况下，这些扰动力引起处在不稳定状态的轴，产生自激振动。 2．间隙过大的滑动轴承可能使小的不平衡、不对中或其他相关的力产生如下图所示类似于机械松动故障的振动频谱。这种情况下，轴承不是故障源。然而，如果轴承间隙达到规定要求，则振动幅值不会增大。 滑动轴承磨损和间隙故障 油膜涡动不稳定 油膜涡动是转子中心绕轴承中心转动的亚同步现象，其回转频率即振动频率约为转子回转频率的一半，所以常称为半速涡动。通常，油膜本身以略低于50％颈表面速度的平均速度环绕轴颈转动，润滑和冷却轴承。通常，轴浮在油膜之上，略偏离垂直线，略高于轴承给定的稳定姿态角和偏心距处。这个抬起量与转子转速、转子重量和油膜压力有关。 如果轴受到诸如突然冲击或外部冲撞等干扰力，可能瞬间增大相对于某平衡位置的偏心。在这种情况下，附加的油立即被泵打入被轴弄空的空间中。这就导致负载油膜压力的增加，在油膜与轴之间产生附加的力。在这种情况下，油膜实际上推动轴在向前的圆周运动中前进，促使转子绕轴承中心以0.40X到0.48X转速频率回转。如果系统中有足够的阻尼，轴可能返回到它的正常位置并且稳定。否则，轴将继续它的涡动运动，而产生剧烈的振动。 油膜涡动不稳定 油膜涡动呈现的特征 1．如下若干状态可引起油膜涡动： (1) 动态和予载力轻； (2) 过大的轴承磨损和过大的间隙； (3) 滑油特性改变(主要是剪切粘度)： (4) 油膜压力提高，不适当的轴承设计 在轴承载荷或转速变化的影响下，转子偏离初始位置达到不稳定状态后，如果出现以上任何一种情况都可能引起油膜涡动。 2．有时机器可能间歇地呈现油膜涡动，这时滑动轴承可能没有问题，而是有外部振动力传入机器，或者有来源于机器本身传入轴承的外部干扰力。这种情况下，这些干扰力的频率恰好等于该轴承的油膜涡动频率，并且该扰动力的量也恰好能把轴推入涡动运动状态。这种振动可能是从其他机器通过结构接触，例如管道或者支撑，甚至通过楼板或基础传入。如果出现这种情况，可把这台机器与周围的机器隔离或者隔离有涡动问题的机器本身。 3．油膜涡动通常发生在40％到48％倍轴转速频率处，可很容易识别(某参考文献认为，纯的油膜涡动出现在43％轴转速，而不稳定可能出现在第一阶临界转速频率)。 油膜涡动呈现的特征 4.如下图表示轴升速后油膜涡动的发展。注意，轴清楚地在约1800转/分机器转速时进入油膜涡动，并保持到约4000转/分。这一点处，注意，轴的1X转速开始进入共振，实际产生足够的克服油膜涡动的力。然而，一旦机器通过共振，在5200转/分以上再次出现油膜涡动。 油膜涡动呈现的特征 5．当振动幅值达到轴承正常间隙的50％时，认为油膜涡动最严重。这时，必须采取解决措施。 6．临时修正措施包括改变油温(因此改变油的粘度)。有意引入小量不平衡或不对中，以增大负载，加热或冷却支承脚，“临时”偏移对中，刮削轴承两侧或者轴承表面开槽，以破坏润滑油的油楔或改变滑油压力。 7．解决油膜涡动，比较永久的修正步骤包括 安装具有合适间隙的新轴承壳 用内部油压工具对轴承加预载， 完全改变轴承的类型，采用没有油膜涡动的滑动轴承。 油膜振荡不稳定 当油膜涡动频率与系统自振频率接近时，产生油膜振荡问题。 有油膜涡动的机器可能出现油膜振荡。 滚动轴承故