透平膨脹機(jī)振動(dòng)過(guò)大是由哪些原因造成的?
答：造成透平膨脹機(jī)振動(dòng)過(guò)大的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面：
1)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡不良。轉(zhuǎn)子在出廠前是做過(guò)嚴(yán)格的動(dòng)平衡試驗(yàn)的，其重心偏移值和不平衡質(zhì)量控制在允許范圍內(nèi)。但是，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中如果工作輪的葉片有磨損，或者在葉輪內(nèi)有雜質(zhì)凍結(jié)，這時(shí)將破壞轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，由此引起過(guò)大的振動(dòng)。
2)轉(zhuǎn)子的共振。當(dāng)我們?cè)谝粔K木板上行走時(shí)，木板會(huì)發(fā)生振動(dòng)。對(duì)任何一個(gè)彈性物體來(lái)說(shuō)，在受到一個(gè)短暫的外力作用時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。對(duì)固定的物體來(lái)說(shuō)，都有一定的振動(dòng)頻率(每分鐘振動(dòng)的次數(shù))，叫固有自振頻率。這個(gè)自振頻率與物體的支承方式、尺寸大小、材料的彈性等因素有關(guān)。對(duì)一定的膨脹機(jī)轉(zhuǎn)子，它也有固定的自振頻率。
如果外界加給物體的力是周期性的，并且這個(gè)外力的頻率與物體的自振頻率相同，則振動(dòng)會(huì)不斷加劇，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“共振”。對(duì)于旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，當(dāng)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子的彈性變形，相當(dāng)于不斷給轉(zhuǎn)子加一個(gè)周期性的外力，這個(gè)外力的頻率與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的自振頻率相同，則振動(dòng)將加劇，這個(gè)轉(zhuǎn)速稱(chēng)作“臨界轉(zhuǎn)速”。在設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速應(yīng)遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速，以免產(chǎn)生共振現(xiàn)象。
如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，工作轉(zhuǎn)速與實(shí)際臨界轉(zhuǎn)速相近，則轉(zhuǎn)子振動(dòng)會(huì)很?chē)?yán)重，使膨脹機(jī)無(wú)法正常工作。因此，由共振造成的膨脹機(jī)振動(dòng)，往往是在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)生，并且，隨著轉(zhuǎn)速的變化，振動(dòng)的幅度變化較大。對(duì)這種情況，只有修改設(shè)計(jì)，例如加粗轉(zhuǎn)軸直徑，縮短軸的長(zhǎng)度及懸臂長(zhǎng)度，減小懸臂軸上零件的質(zhì)量等，以改變其自振頻率，使它遠(yuǎn)離工作轉(zhuǎn)速。
3)油膜振動(dòng)。目前，透平膨脹機(jī)多數(shù)采用滑動(dòng)軸承。它是靠軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸頸與軸承之間形成油楔。油楔中的油將軸微微抬起，并在軸頸和軸承之間形成油膜，使軸頸與軸承互不接觸，不致產(chǎn)生干摩擦。因此，隨著軸頸的轉(zhuǎn)動(dòng)，有一層油膜跟著旋轉(zhuǎn)。但是，間隙的變化，使油膜的厚度發(fā)生周期性的變化，會(huì)引起所謂“油膜漩渦振動(dòng)”。油膜被破壞，則會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦，造成燒瓦，甚至引起密封損壞。
油膜振動(dòng)的振幅與軸承間隙有關(guān)。如果軸承間隙過(guò)大，振幅就會(huì)增大。另外還與懸臂長(zhǎng)度及轉(zhuǎn)子質(zhì)量有關(guān)。因此，在安裝時(shí)應(yīng)注意保證安裝間隙。
4)膨脹機(jī)內(nèi)出現(xiàn)液體。當(dāng)膨脹機(jī)內(nèi)溫度過(guò)低而出現(xiàn)氣體液化時(shí)，液體被甩至葉輪外緣，溫度升高，又急劇氣化，會(huì)使間隙壓力大幅度波動(dòng)，造成膨脹機(jī)振動(dòng)。
5)制動(dòng)風(fēng)機(jī)喘振。對(duì)于風(fēng)機(jī)制動(dòng)的透平膨脹機(jī)，當(dāng)風(fēng)門(mén)關(guān)得過(guò)小時(shí)，風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)可能進(jìn)入喘振區(qū)，造成風(fēng)機(jī)工作不穩(wěn)定而產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)比較容易判斷，也容易消除。
6)潤(rùn)滑油系統(tǒng)故障。例如潤(rùn)滑油溫度過(guò)低，黏性過(guò)大；油不干凈或混入水分；油壓過(guò)低，造成潤(rùn)滑油不足等原因均可能造成膨脹機(jī)的振動(dòng)。
在實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生振動(dòng)的大小、時(shí)間長(zhǎng)短以及各種有關(guān)工況進(jìn)行綜合分析處理。
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