¡Varios diagnósticos de fallas y análisis de cojinetes deslizantes! Causas de vibraciones, mecanismos, características, soluciones.

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Los cojinetes deslizantes se conocen comúnmente como cojinetes planos. Tienen un formulario sencillo y una gran área de contacto. Si se mantiene bien la lubricación, el rendimiento antidesgaste será muy bueno y la vida útil del rodamiento será larga. Los cojinetes deslizantes tienen una gran capacidad de carga, una alta precisión de rotación y la película lubricante tiene resistencia al impacto, por lo que se utilizan ampliamente en ingeniería. Este artículo comparte las causas de las fallas por vibración de los cojinetes deslizantes, los mecanismos de vibración, los métodos de vibración, etc. Los cojinetes deslizantes se pueden dividir en: Cojinetes deslizantes axiales y cojinetes deslizantes radiales ； Según el principio de formación de la película de aceite lubricante, se divide en: Cojinetes deslizantes de presión dinámica y cojinetes deslizantes hidrostáticos ； Según diferentes formas estructurales, se puede dividir en: Cojinetes deslizantes integrales y cojinetes deslizantes divididos. 1. Causas de falla de los cojinetes deslizantes Las principales causas de falla de los cojinetes deslizantes son:: Diseño e instalación inadecuados de los rodamientos. ； Exceso de velocidad, sobrecarga o impurezas en el aceite lubricante. ； En condiciones de operación de alta temperatura, alta velocidad y alta carga, los materiales del muñón y del casquillo del cojinete sufren expansión térmica, la holgura del cojinete desaparece y los metales están en contacto directo. ； Bajo la acción de cargas alternas, se generan tensiones de tracción alternativas, tensiones de compresión y tensiones de corte en la superficie del rodamiento, lo que da como resultado finas grietas en la superficie del rodamiento. Bajo operación continua, eventualmente se producirán daños por fatiga. ； Deformación causada por operación a largo plazo bajo gran amplitud. ； Inestabilidad de subsincronización causada por desalineación del acoplamiento, operación incorrecta, etc. 7 @#S3k"?' ` 2. Tipos de fallas por vibración de los cojinetes deslizantes Hay muchas formas de fallas por vibración de los cojinetes deslizantes, incluido el juego excesivo del cojinete. ； Giro de la película de aceite, oscilación y fricción de la película de aceite. ； Así como fallas comunes como desgaste de rodamientos, quema de baldosas y grietas por fatiga. 3. Mecanismo de vibración por falla del cojinete deslizante Hay muchas razones para la vibración del cojinete deslizante, la mayoría de las cuales son causadas por otros problemas mecánicos, como desequilibrio del rotor, desalineación, problemas de rigidez, etc. La vibración causada por el propio cojinete deslizante se debe principalmente a la reducción de la rigidez causada por una holgura de montaje inadecuada y al problema de la película de aceite causado por un diseño e instalación inadecuados. Giro de la película de aceite El giro de la película de aceite es un tipo de movimiento giratorio generado por la fuerza de la película de aceite de los cojinetes deslizantes radiales. Cuando el muñón del rotor gira de manera estable en el cojinete deslizante, la fuerza de la película de aceite R del cojinete y la carga W se equilibran entre sí, y el eje del rotor se encuentra en una determinada posición de equilibrio O1. Si el rotor se perturba y se aleja de la posición de equilibrio hasta el punto O2, la fuerza resultante F de la fuerza R′ de la película de aceite cambiada y la carga W ya no es cero y es colineal. La fuerza resultante F se puede descomponer en dos componentes en las direcciones radial y tangencial. La componente radial Fr es opuesta a la dirección de desplazamiento del muñón, intentando empujar el muñón de regreso a la posición de equilibrio original O1, que es una fuerza elástica de restauración. ； La componente de fuerza tangencial Fu es perpendicular a la dirección de desplazamiento del muñón. Empuja al muñón para que continúe girando alrededor de la posición de equilibrio O1, lo que genera un remolino. Este giro se llama giro de película de aceite, también conocido como fuerza de vórtice. http://p1.pstatp.com/large/3b160000b4946692d02b Si la fuerza del vórtice sobre el muñón es menor que la fuerza de amortiguación de la película de aceite, la trayectoria del eje formada por el remolino axial convergerá y el remolino se reducirá. ； Si la fuerza del vórtice es igual a la fuerza de amortiguación de la película de aceite, la trayectoria del eje ya no se expande y se convierte en una figura cerrada y el movimiento de remolino es estable. ； Si la fuerza del remolino excede la fuerza de amortiguación, la trayectoria del eje es divergente y el movimiento de remolino es inestable. Cuando el sentido de rotación de la bañera de hidromasaje es el mismo que el del rotor, se trata de precesión positiva. ； Al contrario, es antiprecesión. El cálculo teórico muestra que la frecuencia de rotación Ω de la película de aceite es igual a la mitad de la frecuencia de rotación del rotor ω, es decir, Ω = ω/2. Por lo tanto, el giro de la película de aceite también se denomina en teoría giro de media velocidad. En la práctica, la frecuencia de vibración del remolino de la película de aceite es de aproximadamente 0,42 ~ 0,48 de frecuencia de velocidad de rotación, es decir, Ω = (0,42 ~ 0,48) ω. La oscilación de la película de aceite va acompañada del aumento continuo de la frecuencia de rotación del rotor ω (es decir, la velocidad n), y la frecuencia de giro Ω de la película de aceite también aumenta. Cuando la velocidad n aumenta aproximadamente al doble de la primera velocidad crítica nk1 del rotor, es decir, cuando la frecuencia del giro de la película de aceite es igual a la frecuencia natural del sistema de cojinetes del rotor, es decir, cuando Ω = ωk1, el sistema de cojinetes del rotor sufrirá una fuerte resonancia, lo que se denomina oscilación de la película de aceite. Después de que se produce la oscilación de la película de aceite, incluso si la velocidad de rotación continúa aumentando, la frecuencia de remolino ya no aumenta de acuerdo con la regla constante de la relación de remolino (Ω/ω), y permanece ωk1. Es decir, la frecuencia natural del rotor (la primera velocidad crítica) no cambia. El giro y la oscilación de la película de aceite son vibraciones autoexcitadas. Es decir, la energía para mantener la vibración la genera el sistema de cojinetes del rotor (incluido el aceite lubricante) durante su propia rotación. Puede proporcionar continuamente una gran energía independientemente del mundo exterior. Por lo tanto, la oscilación de la película de aceite también tiene las características de gravedad, brusquedad y, a veces, rugidos intermitentes. Para los cojinetes de almohadilla basculante que se utilizan con frecuencia en unidades grandes, los cálculos teóricos muestran que cuando se ignoran la masa de la almohadilla y la fricción del fulcro, la rigidez transversal del cojinete de almohadilla basculante es cero y es imposible producir remolinos y oscilaciones de la película de aceite. Debido a que las losas pueden oscilar libremente, la fuerza de la película de aceite se puede ajustar automáticamente para pasar a través del eje y así estar en línea con la carga, eliminando el componente tangencial de la película de aceite y eliminando fundamentalmente la fuerza impulsora del remolino. Sin embargo, dado que algunas situaciones que son inconsistentes con las condiciones de diseño a menudo ocurren en el uso real, como fricción en el fulcro, apriete inadecuado del rodamiento, viscosidad excesiva del aceite lubricante, etc., la oscilación de la película de aceite también puede ocurrir en los rodamientos de almohadilla basculante. En cuanto a otros tipos de rodamientos, como losetas cilíndricas, losetas elípticas, cuñas multiaceite, láminas multiaceite y otros rodamientos, siempre que sean de alta velocidad y carga ligera, pueden producirse torbellinos y oscilaciones de la película de aceite. 4. Diagnóstico de fallas por vibración de cojinetes deslizantes. Los factores relacionados con la vibración y los propios cojinetes deslizantes son principalmente la vibración del espacio, el desequilibrio térmico causado por la fricción de equipos de altos parámetros y la inestabilidad causada por la película de aceite. Algunas otras vibraciones son casi la respuesta de la excitación del sistema del rotor en el asiento del rodamiento. Puede consultar otros métodos de diagnóstico de fallas mecánicas en la plataforma. En cuanto a fallas como la extracción de neumáticos, grietas y rectificado de equipos comunes de bajo parámetro, la respuesta a la vibración no es sensible y el análisis del aceite a menudo puede lograr mejores resultados. Método de diagnóstico de falla por vibración del rodamiento deslizante.: 1. Cuando el casquillo del cojinete funciona mal o tiene signos de fricción, es posible que no haya una respuesta obvia en la vibración, pero la temperatura del casquillo del cojinete aumentará significativamente. Puede observar los cambios en el termómetro local, la temperatura del agua de refrigeración y la temperatura del aceite, así como el cambio de color del aceite lubricante. 2. Cuando la vibración es causada por un ensamblaje excesivo o flojo del juego superior del rodamiento, la vibración en la dirección vertical aumentará significativamente y la relación con la amplitud horizontal disminuirá, acercándose o incluso excediendo la amplitud horizontal. Por lo general, las vibraciones sólo son evidentes en este rodamiento. 3. Si el equipo está equipado con un sensor sin contacto para medir la vibración del eje, el desgaste del rodamiento suele ir acompañado de un aumento significativo en el voltaje de separación de CC, lo que indica el grado de desgaste del rodamiento en relación con la ubicación del sensor. 4. Cuando la película de aceite forma vórtices, la amplitud aumenta repentinamente cuando la velocidad de rotación alcanza un cierto valor, y la amplitud de la vibración cambia significativamente cuando cambia la temperatura del aceite. 5. La falla por oscilación de la película de aceite solo ocurrirá en rotores flexibles y su frecuencia de vibración está cerca de la frecuencia media de la velocidad de rotación. El remolino de la película de aceite puede ocurrir por primera vez en rodamientos ligeramente cargados antes de esta velocidad. La oscilación de la película de aceite puede ocurrir directamente en rodamientos con cargas pesadas durante el proceso de aceleración. 6. Cuando se produzcan remolinos o oscilaciones de la película de aceite, aumente la presión del aceite lubricante. A veces la vibración cambiará significativamente. 7. Fenómeno de retardo de velocidad de oscilación de la película de aceite. Durante el proceso de aceleración, la oscilación de la película de aceite ocurre después de que la velocidad excede el umbral de inestabilidad. Sin embargo, después de que se produce la oscilación de la película de aceite, la vibración no disminuye cuando la unidad reduce la velocidad hasta la velocidad umbral. Sólo cuando la velocidad se reduzca aún más, la vibración disminuirá. Existe una diferencia entre la velocidad a la que se produce la oscilación de la película de aceite y la velocidad a la que desaparece durante la aceleración y la desaceleración. Este fenómeno se llama retraso de velocidad. 8. La vibración tiene la doble característica de gran amplitud y brusquedad. Al aproximarse a la oscilación de la película de aceite, aparecerá un componente de vibración inestable de baja frecuencia, cuya amplitud aparece y desaparece. Una vez que se produce la oscilación de la película de aceite, la amplitud de la vibración aumentará bruscamente en un corto tiempo (varios segundos), y la amplitud de la vibración es mucho mayor que la vibración forzada ordinaria. 9. El método más eficaz para detectar defectos como microfisuras y delaminación de los casquillos de los cojinetes es la detección de defectos metálicos durante la parada. 10. Cuando la película de aceite forma vórtices, pueden aparecer las características de trayectoria del eje de anillos dobles o múltiples, y las formas de onda de vibración que generan subarmónicos tienen características serpenteantes. 11. Cuando el espacio de ajuste es demasiado grande, el componente armónico de frecuencia de rotación es rico y significativo, lo cual es similar al fenómeno de holgura mecánica. Los cojinetes deslizantes con un juego excesivo pueden causar pequeños desequilibrios, desalineaciones u otras fuerzas relacionadas para producir múltiples armónicos en el espectro de vibración. En este caso, el rodamiento no es la fuente del fallo. Sin embargo, si el juego del rodamiento alcanza los requisitos especificados, la amplitud de la vibración no aumentará. 12. Cuando la película de aceite se arremolina, el componente de media frecuencia en el espectro aumenta significativamente, pero la amplitud es generalmente menor que la amplitud de una frecuencia. Después de aumentar la velocidad de rotación, aún se mantiene el orden de la relación entre la media frecuencia y la doble frecuencia. 13. Antes de que la película de aceite oscile, la vibración está dominada por el componente de frecuencia industrial. Después de que la vibración cambia repentinamente, la amplitud del componente de frecuencia industrial disminuirá y la amplitud del componente de baja frecuencia disminuirá. * * Supera el componente de frecuencia industrial y se convierte en el componente de frecuencia principal. 14. Cuando se produce una oscilación de la película de aceite, la vibración aumentará repentinamente y la amplitud no cambiará incluso si la velocidad continúa aumentando. La frecuencia de vibración es siempre igual a la frecuencia natural del sistema del rotor y no cambia con el cambio de velocidad de rotación. La fase de vibración de los cojinetes en ambos extremos del rotor es básicamente la misma.