旋转设备故障诊断——轴弯曲

轴承问题终结者 2022年8月2日浏览：1848

旋转设备工作的时候是以转矩、转速的形式将能量进行传递。在进行能量传递的过程中，任何故障都会引起振动状态的改变，当振动加剧轻则整个设备振动变大，重则引起设备某些部分的断裂等。轴弯曲是常见的旋转设备故障类型，轴弯曲同样也会引起设备的振动加剧，以及损坏。

轴弯曲的类型与表现

轴弯曲大致可以分为暂时性轴弯曲和永久性轴弯曲。其中临时性轴弯曲可能随着设备的运行恢复，而永久性的轴弯曲则不可恢复。造成轴弯曲往往是由于设备轴沿着径向存在一个待续的力，而轴自身的挠性变形经过一段时间发展成某种塑性变形。

通常轴弯曲会在设备长期不用，长期静置之后出现，此时往往造成在开机的时候振动变大，甚至无法开机的状态。

另外温度引起的热膨胀不同也会引起轴弯曲的可能。

轴弯曲的故障机理

当轴发生弯曲的时候，整个轴的质心将偏离轴中心线。当轴旋转的时候，这种质心偏离的状态会与轴平衡不良状态类似，但是也存在差别。

当轴由于长期静置引起弯曲的时候，其弯曲方向与静置时受力方向一致。对于长期未开机设备而言，这个力通常是重力，因此轴的质心会偏向重力方向。当轴开始旋转的时候，此时重力方向不变，但是重力方向相对于变形位置的方向发生了改变。因此轴的两个支点（轴承位置）发生“锥形运动”，宏观表现为轴系统轴向和径向振动的变大。

当轴弯曲方向与轴本身的不平衡方向并非同方向的时候，这两个旋转矢量在运行的时候会出现一定的“凹谷”现象，也就是可能在某种程度上出现部分抵消的可能。当轴弯曲的作用小于不平衡的作用的时候，这个振动的减小发生在临界转速以下；反之发生在临界转速以上。