轴向窜动

透平压缩机转子系统常见振动故障分析及处理【引言】透平压缩机在日常工作中经常处于高速转动的状态下，因此，在实际生产中最常的故障就是转子振动故障。

转子不平衡、对中不良、轴承故障、密封故障、轴向窜动等都会引发透平压缩机转子系统振动故障。

基于此，本文结合理论实践，对这些五个方面的故障原因和处理方式做了如下分析。

一.转子不平衡1. 故障分析转子不平衡是影响透平压缩机转子振动的主要因素之一，随着透平压缩机使用年限的增加，转子必然会发生不同程度的磨损、腐蚀等现象，从而破坏原来的平衡状态，如果不进行及时解决，就会发生不平衡振动，进而导致相关零件进一步损坏，影响透平压缩机运行效率和稳定性。

导致转子发生不平衡振动的主要原因体现在以下一个方面：1）转子安装精度不足，再加上使用磨损和腐蚀，导致误差加剧，从而引发不平衡振动；2）齿轮联轴器加工或者安装误差较大，没有达到设计标准；3）保养不当，导致转子发生不程度弯曲变形。

转子不平衡振动特征有以下几点：其一，转子不平衡振动的时域波接近正弦波；其二，谐波的能量主要集中在基频上，并产生较小的高次谐波。

2. 故障处理转子发生不平衡振动时可从以下两个方面进行处理：第一，先对转子相关零部件进行静平衡试验，再按照安装流程组装成转子，再次进行静平衡试验，确认无误后进行动平衡试验，根据试验结果调整转子的动平衡性，降低转子在运行中的不平衡量，避免在实际生产中产生离心力，进而扩大转子的稳定裕度，提升稳定性。

第二，加强净化效果，严格安装相关标准和规范进行操作。

二.对中不良1.故障分析透平压缩机转子对联轴器的转矩有很高的要求，但在具体安装过程中，如果安装误差控制不到位、基础发生不均匀沉降等，就会导致转子轴线之间发生不对中的问题。

主要原因有一下几点：1）找正顺序不合理，压缩机工作和启停时会发生热胀冷缩效应，增加变速机和压缩机的位置偏移，加剧不对中问题发生；2）压缩机在启动时电流比较大，会产生较大的瞬间扭力，从而导致电动机发生微量位移；3）联轴器安装精度不足【1】。

轴上零件的轴向和周向固定方法各有何特点
轴上零件的轴向和周向固定方法是机械设计中非常重要的部分。

轴向固定主要是防止零件沿轴向窜动，而周向固定则是确保零件与轴同步转动。

先说轴向固定，常见的方法有轴肩和轴环固定，这就像是给零件设置了一道坚实的屏障，简单可靠，能承受较大的轴向力，但加工要求相对较高；还有弹性挡圈固定，就如同给零件系上了一条安全带，安装拆卸方便，但承载能力有限；以及螺母固定，好似给零件上了一把锁，紧固力强，但需要注意防松。

在进行轴向固定时，要保证固定的可靠性和稳定性，避免在工作中出现松动等情况，这可关系到整个机械系统的安全运行啊！这种方法适用于各种不同的场景，比如在一些需要频繁拆卸和安装的设备中，弹性挡圈固定就很有优势，既方便又快捷。

再来讲周向固定，键连接就像是零件和轴之间的亲密伙伴，牢固地将它们连接在一起，传递扭矩可靠；花键连接则如同更高级的伙伴关系，承载能力更强，对中性好；过盈配合就好像零件和轴紧紧拥抱在一起，能实现无间隙传动，但安装和拆卸相对困难。

在周向固定过程中，要确保连接的紧密性和稳定性，不然可就会出大问题呀！周向固定在很多领域都有广泛应用，像汽车的传动轴就是通过键连接来实现动力传输的，那可是关乎行车安全的重要部件呢！
我想起有一次去朋友的工厂参观，看到一台大型机械设备正在运行，那里面的轴和零件的配合简直完美，运行起来非常平稳。

朋友得意地说这都是他们精心设计和安装的成果。

当时我就在想，这些看似普通的固定方法，却能让机械发挥出如此巨大的作用，真是太神奇了！
在我看来，轴上零件的轴向和周向固定方法就如同机械世界的基石，它们的特点和优势决定了机械的性能和可靠性。

只有深入了解并合理运用这些方法，才能创造出更加优秀的机械产品啊！。

CM6140车床主轴轴承精度标准
CA6140车床主轴标准精度要求（GB4020—83）：
主轴的轴向窜动0.01mm。

主轴轴肩支承面的跳动0.02mm。

主轴定心轴颈的径向跳动0.01mm。

主轴锥孔轴线的径向跳动：①靠近主轴端面0.01mm；②距主轴端面在300mm 测量长度上为0.02mm。

主轴轴线对床鞍移动轨迹的平行度：①在铅垂平面内300mm测量长度上为0.02mm（只许向上偏）；②在水平面内300mm测量长度上为0.015mm（只许向前偏）。

CA6140车床主轴、轴承结构特点：
图1是CA6140车床主轴部分的结构图。

主轴的前后支承处各装有一个双列短圆柱滚子轴承（图中未画出），用于承受径向力。

由于双列短圆柱滚子轴承的刚度和承载能力大、旋转精度高、且内圈较薄，内孔是C=1：12的锥孔，可通过相对主轴轴颈的轴向移动来调整轴承间隙，因而可保证主轴有较高的回转精度和刚度。

在前支承处还装有一个60°角接触的双列推力向心球轴承6，由于承受左右两个方向的轴向力。

使用中如发现轴承磨损而致使间隙增大时，需及时进行调整。

一般情况下，只需调整前轴承即可，只有当调整前轴承后仍不能达到要求的回转精度时，才需调整后轴承。

图2为内柱外锥式动压滑动轴承。

当调节前、后螺母时，可使轴承轴向前后移动，利用轴承套的锥面和轴承自身的弹性，可使轴承内孔直径收缩或扩张，使轴承与轴颈的间隙减少或增大，以形成液体动压润滑。

79中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.05 （上）攀钢西昌钢钒公司2050mm 热轧生产线于2009年开始动工，历时两年多，于2011年12月投产，粗轧机R2为四辊轧机，采用往复式轧制方式将板坯轧薄。

投产后，时常发生在轧制过程中工作辊轴向窜动的问题，最大窜动量达4mm，导致大电机止推瓦异常磨损，严重影响轧机大电机的稳定运行和生产的正常进行。

1 工作辊轴向窜动的影响1.1 工作辊窜动对设备产生的危害大电机通过十字万向接轴将轧制力矩传递给工作辊，十字万向接轴由剖分轴承支撑。

工作辊窜动时，剖分轴承将承受较大的轴向力，当其超出使用极限时，剖分轴承就会发生损坏，引起3天左右的停机。

工作辊窜动量过大时，该轴向力还会通过十字万向节轴传递到大电机导致大电机转子发生轴向位移。

当轴向窜动大于3mm 时，过大的作用力将直接作用于巴氏合金止推瓦，导致巴氏合金止推瓦受损，严重时可能直接将其烧损，甚至造成大电机损坏；此情况在粗轧机的运行中已有所发生，如2012年9月30日某热轧带钢厂1780线R2下辊主电机，由于轧钢时轴向窜动大将止推盘和止推瓦损坏，影响生产29小时31分钟，给企业带来了很大损失。

1.2 工作辊窜动对产品质量的影响在轧制过程中，由于工作辊的轴向窜动，使板坯在上下工作辊间的变形多样化，在生产中极易发生跑偏，产生中间轧废，甚至引起事故，如板坯将中间坯推钢机推头撞坏的事故曾多次发生和撞坏R2出口工作辊道电机。

当粗轧工作辊窜辊现象比较严重时，轧出的中间坯容易出现单边或双边厚度超差，同时还会对板形产生影响，如镰刀弯、S 弯等严重影响产品质量的问题；由于板形的遗传性，产品经精轧机组轧制时无法完全消除其粗轧产生的镰刀弯、S 弯等，轻者造成成品浪形，重者直接导致精轧废钢。

1.3 工作辊窜动对轧制成本的影响由于工作辊窜动超标引起废钢和产品质量不合格问题严重影响到轧制成本。