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建筑及空调风机设计、使用与维修中的临界转速问题

【摘要】:一般来说振动比较剧烈,因此在设计中要求工作转速离开临界转速一定的范围。造成转子在临界转速附近运行的主要原因如下:1)在设计中,由于临界转速计算不准,因而易使工作转速落入共振转速区。3)对于柔性转子,启动过程中,在临界转速附近停留,特别是多级通风机,其扭转振动的临界转速多而密,有时难免在某个临界转速附近停留。事实上有些通风机,要在运行中完全避开临界转速是不可能的。

(1)转子在临界转速附近运行的原因 转子在临界转速附近运行,即在共振转速区运行,由于必然存在的残余不平衡,以及在运行中可能产生的新的不平衡,所以要出现共振。一般来说振动比较剧烈,因此在设计中要求工作转速离开临界转速一定的范围。造成转子在临界转速附近运行的主要原因如下:

1)在设计中,由于临界转速计算不准,因而易使工作转速落入共振转速区。

2)对于电动机驱动的通风机,在运行中由于电网频率波动太大,可能迫使转子进入共振转速区。

3)对于柔性转子,启动过程中,在临界转速附近停留,特别是多级通风机,其扭转振动的临界转速多而密,有时难免在某个临界转速附近停留。如果出现由于装配中的疏忽大意,造成了扭转振动的条件,发生大的振动情况。

4)临界转速与轴承系统的约束条件有着密切关系,当轴承间隙留得很小时,油膜就被挤压得很硬,刚性较大,临界转速有所提高,反之则有所降低。油的粘度也有影响。

(2)振动特点 在临界转速附近运行时,转子振动有如下特点:

1)振动有一个敏感区,这就是共振转速区。转速进入这个范围,转子就产生剧烈振动;离开这个转速区,剧烈振动消失,但不具有像油膜震荡那样的突发性。

2)如通过示波器观察,会发现转子的振动波形为相当光滑而有规律的正弦波。因为在一般情况下,在临界转速区不平衡振动起主导作用,而其他的激振力引起的振动相对来说处于相当次要的地位,所占比例甚小,因而对波形影响也很小。

3)振动频率与转子转速频率相同,涡动方向与转向相同。

(3)关于在共振转速区运行问题 长期以来,共振转速区被视为禁区,工作转速是绝对不允许落入共振转速区的。但在实际运行中发现,转子并不是一定不能在共振转速区运行的,在转子平衡得非常好的条件下,仍然是可以运行的。事实上有些通风机,要在运行中完全避开临界转速是不可能的。例如:受各方面条件的限制,转子结构很难改变,即使工作转速离临界转速很近,但也无法调开,转子被迫设计在临界转速附近运行。

为了使转子能在临界转速附近运行,共振振幅必须限制在允许的范围之内。在设计中要求转子有较高的动平衡精度,并且要进行不平衡响应计算;转子在正式投入运行前,还要进行不敏感性试验。当这些都满足了要求之后,转子可以投入运行。