乳化机转子定子摩擦

乳化机转子定子摩擦

在旋转机械设备中，通常将密封间隙和轴承间隙制造得尽可能的小，以此来避免气体和润滑油的泄漏，从而保证设备的连续高效地运行。然而，间隙的减小不仅会引起流体激振， 而且会增加转子和定子部件间的摩擦。转子不对中引起的轴系偏移、转子不平衡等都会导致密封部件的摩擦损伤，程度严重的会使转子与定子部件之间发生摩碰，甚至发生严重的安全事故[26]。除此之外，随着机械设备运行时间的增长，设备各旋转部件间的润滑效果减弱，轴承及支撑轴承会发生一定的干摩擦或半干摩擦，这种摩擦在设备运行时没有特殊的表现形式， 但是随着运行时间的增长，就会逐渐对转子造成不同程度的损伤。所以，必须及时了解设备

各部件间的摩擦情况和掌握转子与定子摩擦的故障特征，将其控制在一定的允许范围内并做出维修诊断，以此来减少或是避免设备损伤的进一步加重。

转子与定子间的摩擦故障分为径向摩擦和轴向摩擦两种情况。本文主要分析转子和定子间的径向摩擦。

2.3.4.1转子和定子径向摩擦的振动机理

径向摩擦是指转子在旋转过程中轴颈或转子外缘与定子部件接触而引起的摩擦现象[22]。图 2.10 为转子与定子发生径向摩擦时的受力示意图。

转子在非接触状态下的运动方程为：

˙x˙+ 2nx˙ + ω 2 x = eΩ2 cos Ωt

n

˙y˙+ 2ny˙ + ω 2 y = eΩ2 sin Ωt

转子与定子在径向发生接触摩擦时，其运动微分方程可描述如下

（2.1）

˙x˙+ 2nx˙ + (ωnb + v)x − µvy = eΩ cos Ωt

22

（2.2）

ω2 (R − ∆)

˙y˙+ 2ny˙ + (ωnb

2 + v) y + µvx = eΩ2 sin Ωt

式中v =  n,其中 R =

R

， ∆ 为转子与定子之间的半径间隙， ωn 为转子与定子无

接触时的临界角频率， µ 为摩擦因数; ω 为转子与定子部件接触时的临界角频率[27]。

通过偏微分方程数值解法对式（2.2）进行分析，可以看出由于定子与转子之间的摩擦力  并不稳定，而且随着时间、空间、位置的变化而变化，所以转子定子间的摩擦力表现为一定的非线性特征，一般表现为丰富的超谐波。另外，接触变化的频率就是转子的涡动频率。局部发生轻微摩擦时，冲击性突出，具有不同的频率成分；局部严重摩擦时，表现为较强的周期性，超谐波、次谐波的阶次都有所减少[25]。

2.3.4.2转子和定子摩擦故障的诊断方法

由于转子和定子的摩擦表现为不稳定性，其振动故障特征也伴随着不稳定、突变的特征，

振动响应曲线表现得较为复杂，故障特征归纳如表 2.4 所示：

表 2.4 转子和定子摩擦的识别[22]

振动方向特征频率振动稳定性相位特征轴心轨迹其它识别方法

高次谐波、低次谐

径向

波及其组合谐波

不稳定反向位移紊乱时域波形严重削波