| 机械摩擦有内摩擦与干摩擦之分，今天，给大家分享的是由干摩擦引起的故障诊断。 干摩擦是指转子与静子之间的摩擦。这类摩擦大多数表现为径向摩擦，也有少数情况下表现为端面摩擦，此外还有配合面之间的摩擦。径向摩擦的例子很普遍，如转子与密封件的摩擦，转子与隔板的摩擦，电动机转子与定子的摩擦，叶轮、齿轮、风扇与机壳或护罩的摩擦等，都属于这一类问题。另外，滚动轴承外圈与轴承座孔，以及转轴与轴承内圈或转轴与其他零件（如叶轮、联轴器等）因配合松动而引发的摩擦，也与此类情况相似。在这种情况下，松动是原发性故障，摩擦是引发性故障，其频率表现两者兼而有之。 摩擦的振动特征 (1) 频率特征转子和定子之间发生径向摩擦，从表现程度上分析有两种情况。一种是转子在涡动过程中与定子发生偶然的或周期性的局部碰擦；另一种是转子与定子的接触弧度较大，甚至发生360°的接触摩擦。不论何种摩擦形式，在频率上都有比较明显的特征。 摩擦振动属于非线性振动，频带范围较宽，除了1x基频外，还有2x、3x等高次谐波，以及½x、⅓x等低次谐波成分，如图1所示。 图1 摩擦的典型频谱 在某些特殊情况下，摩擦还可能激起系统的固有频率振动。在现场诊断中，有时会碰到一个在不同转速下都出现但又不知来历的高频分量，这个频率很可能就是机器的固有频率。 (2) 幅值变化 摩擦振动在幅值变化上呈现非稳定状态，局部碰擦时更为突出。随着故障扩大，摩擦弧度增加，其时转频幅值反而有所下降， 2次、3次……高次谐波幅值却有所增长，发展下去将导致转子失稳。 (3) 波形特征 转子与定子之间的径向摩擦，在时域波形上常常表现为削波状态，“截头余弦”形状的波形常被视为摩擦故障特有的重要标志。 摩擦故障的诊断方法 诊断摩擦故障除了考察频域特征外，还要观察各个特殊频率的幅值变化和振动波形特点，以便把它与其他故障区别开来。实例分析 【实例1】 有一次，某科研单位在双盘转子试验台上作振动试验。当转速升到接近12000r/min时，转子开始发生油膜振荡，振动值突然升高。其在68-72Hz频率处出现高幅值，并可以看到转轴与保护架内孔因发生强烈摩擦而迸发出强烈火花。这时振动信号的主要频率成分及其位移幅值时域波形和频谱如图2所示，各频率所对应的幅值见表1。a) 振动波形；b) 振动频谱 图2 转子强烈摩擦时的波形和频谱 表1 各特征频率幅值及其倍频关系 【实例2】 某厂一台3w—1BI型高压水泵的电动机，转速为1485r/min，泵轴转速225r/min，水泵的轴承为滑动轴承，设备运行中发现水泵轴承的垂直方向 (V) 振动强烈。其振动信号的时域波形如图3所示，频谱如图4所示。 图3 水泵轴承垂直方向振动波形图 图4 水泵轴承垂直方向振动频谱图 水泵轴承垂直方向的振动波形成单边“截头”状，频谱结构主要是转频及其高次谐波，都呈典型的摩擦特征。后经检查发现，该轴承由于润滑油路堵塞而形成干摩擦。 由此可见，频率分析结合波形观察，是诊断摩擦故障的有效方法。 来源：因联智慧诊断微信公众号（ID：gh_7bfa6a26e890），作者：因大师。 |
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