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皮带传动系统常见振动问题特征简介

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来源:节选自普迪美状态监测《机器振动特征分析》PPT 

皮带传动问题

影响皮带传动机器振动的最主要的三个因素:


  • 皮带轮的对中;


  • 皮带轮同心度;


  • 皮带轮结构和接触方法。


检测皮带轮振动时注意事项

1. 最好按图所示的方向测量皮带轮径向方的振动。


2. 可调整的V-皮带轮由于调整不当会引起过大的振动,造成皮带和皮带轮过早损坏。由于两皮带轮间不能相互间保持平行,在工作中,皮带轮每转一圈,皮带一会在皮带轮上部,一会在皮带轮下部,导致皮带张力不断变化,引起较大的皮带振动,加速皮带和皮带轮的磨损。


3. 另一个引起振动的重要因素是皮带轮偏心。大多数用于一般皮带传动的皮带轮,与其它部件相比,都存在一定程度的偏心问题,结果引起较大的振动,引起皮带在每转中长度和张力的变化。


4. V型皮带传动装置常被认为是振动问题的原因,事实上,皮带的振动只是因为如不平衡、不对中、机械松动等其它故障的响应。当存在这些故障时,它们在皮带上引起大的振动,而皮带装置本身并不是故障的根源。

皮带松动/磨损或不匹配问题

皮带磨损问题振动特征:频谱图中出现皮带振动频率的3、4次谐频,通常2×皮带振动频率占主导。此外,皮带磨损有时会抬高亚同步频率范围内的基线振动值。如果皮带转速频率的某谐频比较靠近驱动轮转频或被驱动轮转频时,可能会引起振动的不稳定。


皮带转速频率的计算公式:

有损伤的皮带在皮带拉紧的方向上出现较大的皮带转速频率的振动。其它皮带问题使皮带在皮带轮槽内上、下摆动,皮带张力不断发生变化引起皮带转速频率的振动增大。


带齿的皮带如果产生松动问题会出现皮带齿数xRPM较大的振动,而多根V-皮带驱动,如果每根张力不均匀,会出现较高的轴向振动。另外磨损松动或错配的皮带会引起较高的径向振动,特别是在皮带张紧方向。

皮带/皮带轮不对中问题

皮带传动中主要的振源之一是驱动和被驱动轮之间的不对中问题,许多皮带振动问题在皮带轮之间采取了对中措施而使振动得以消除。


皮带/皮带轮不对中的振动特征

  • 皮带不对中常引起轴向方向振动,加速止推轴承的磨损。


  • 皮带或皮带轮不对中一般产生1×RPM振动,尤其是在轴向方向占主导,驱动轮与被驱动轮的振动大小,取决于数据采集点的质量和框架的刚度。


  • 通常由于皮带轮不对中的存在,在电机侧轴向方向的振动是风机的转频,而在风机侧轴向振动侧是电机的转频。


皮带轮偏心的振动特征

  • 皮带轮偏心或皮带轮不平衡都会引起较大的1×RPM频率振动。


  • 最大振动幅值通常在两个皮带轮的连线方向,在驱动与被驱动皮带轮上都有显示。


  • 与动不平衡不同,偏心的皮带轮引起的振动是高度定向的,它在水平和垂直方向的振动相位同相或相差180°


  • 由于偏心皮带轮的高度定向振动,所以它不可能通过平衡加配重的方式得到修正。

皮带共振问题

同自然界任何其它物体一样,皮带也有它自身的自振频率,其大小取决于它的刚度和质量,以及在工作中所引起的变形程度。皮带的自振频率的测定,可以简单地对皮带施加拉伸后释放,然后测量它的响应。


皮带共振的振动特征

  • 如果皮带自振频率非常接近驱动轮或被驱动轮的1X转速频率,将产生很大的皮带拍打声,尤其在皮带张力侧,此拍打声相应于皮带自振频率。


  • 皮带轮转速不仅可激起皮带共振,如果皮带轮转速谐波频率与其共振频率一致,也会激起共振。


  • 皮带共振频率振动的幅值和相位是不稳定的。


  • 改变皮带张力,皮带长度,皮带轮中心距,加上皮带惰轮等都可改变皮带本身的自振频率。


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