風機動平衡之軸裂紋

風機動平衡之軸裂紋

     軸裂紋是緩慢增長的轉子破裂。當轉子橫截麵減小到無法承受對其施加的靜態或動態載荷時，轉子將迅速發生脆性斷裂，這是風機動平衡一種災難性的破壞。

    循環應力導致軸裂紋出現在軸的局部大應力區域，如軸直徑的階躍變化處，冷縮配合、鍵槽、鑽孔或其它不連續處附近。裂紋始於微結構層麵，其中表麵加工缺陷、化學性表麵損傷或材料不連續性（例如孔隙、夾渣或化學雜質）均會造成局部應力高度集中。

     裂紋形成後，裂紋**將沿存在其中的拉伸應力場垂直的方向緩慢擴散。如果轉子隻受簡單的彎曲應力影響，則應力場方向為轉子長軸的方向，裂紋將直接擴散至轉子內部，進而形成橫向裂紋。扭轉應力還會產生方向與轉子軸成45度角的螺旋裂紋。

     由於可用橫截麵積減小，軸裂紋會降低軸的彎曲程度，並且風機動平衡剛度經常變為各向異性。根據以上特性，可得出兩條裂紋檢測規則：1、如果軸存在裂紋，*可能的原因是軸發生彎曲，進而產生隨著裂紋形成而不斷變化的1X振動行為。1X振動變化是軸裂紋*可靠的指示標誌。2、如果存在裂紋的軸受到靜態徑向載荷的影響並以共振頻率一半的速度運行，則會出現2X振動，此乃裂紋引發的軸旋轉各向異性剛度所致。

     1X和2X振動均可由許多其它故障造成，風機動平衡進行診斷前必須排除這些故障。軸裂紋通常因設計缺陷、機器安裝不當和操作方式欠妥等因素共同作用所致。有多種因素可導致軸裂紋的產生和擴散：應力集中，如鍵槽、鑽孔和軸直徑的階躍變化；冷縮配合，如定位銷孔和定位銷槽；不對中，如高徑向載荷；熱衝擊，如大幅振動；在共振或共振速度附近運行機器，或以任意橫向或扭轉共振速度的一半運行機器。

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