了解裂纹转子
定义：什么是裂纹转子？
A 转子裂纹 是一个 动盘 或者旋转轴上出现了疲劳裂纹——一种由于循环应力而贯穿材料的裂纹。这本质上与……相同。 轴裂纹 但它强调的是整个转子组件，而不仅仅是轴元件。转子裂纹极其危险，因为裂纹一旦被发现，就会在几天或几周内从微小的、难以察觉的缺陷扩展成灾难性的断裂。 振动 监控。.
裂纹转子的典型振动特征非常明显。 2×（二次谐波） 随着裂纹的扩展，该部件会不断增大，这是由于裂纹在旋转过程中张开和闭合，导致轴刚度每转变化两次所致。.
转子裂纹是如何产生的
裂纹萌生点
裂纹几乎总是从应力集中处开始产生：
- 键槽： 键槽末端的尖角（最常见的起始位置）
- 直径变化： 肩膀、步伐或过渡
- 螺纹部分： 线状根系造成应力集中
- 孔和横向钻孔： 用于油路或安装
- 压入式边缘： 过盈配合会产生残余应力
- 焊接： 热影响区和焊趾
- 腐蚀坑： 表面缺陷 腐蚀
- 加工痕迹： 工具痕迹，尤其是垂直于应力方向的痕迹。
裂纹扩展过程
- 微裂纹形成： 通常由应力集中引起 小于 1 毫米
- 传播速度慢： 裂纹会随着每次应力循环而逐渐扩大（可能需要数年时间）。
- 加速度： 随着裂纹扩展，应力强度增大，扩展速率加快。
- 可检测阶段： 10-30% 直径方向出现裂纹，振动幅度为 2 倍
- 临界尺寸： 剩余材料不足以承载重量
- 灾难性骨折： 突然发生完全的轴断裂
特有的 2 倍振动特征
为什么裂缝会产生2倍振动？
呼吸裂缝机制：
- 裂缝闭合（压缩）： 当裂纹区域处于压缩状态（水平轴旋转底部），裂纹面接触时，轴的刚度较高
- 裂开（张力）： 当裂纹处于拉伸状态（旋转顶点）时，裂纹张开，轴刚度降低
- 每转两次： 刚度每旋转一周变化两次（裂纹向上时变化一次，裂纹向下时变化一次）。
- 2倍强制： 频率翻倍时的刚度变化会产生翻倍的振动响应
- 振幅增长： 随着裂纹扩展，刚度不对称性增大，振幅增大两倍。
振动特性
- 主要指标： 2×成分随着时间的推移而出现和增长
- 1× 更改： 1倍振动也可能随着裂纹产生残余弯曲而增加
- 高次谐波： 3倍、4倍的裂纹可能会在裂纹严重时出现。
- 阶段 行为： 启动/滑行过程中相位角的变化可能与……不同 不平衡
- 温度敏感性： 2倍振幅可能随轴温度变化（影响裂纹张开）
检测与诊断
振动监测
2倍/1倍比率趋势
- 监测比例为 2 倍振幅与 1 倍振幅
- 普通机械：2×/1× < 0.2-0.3
- 疑似裂纹：2×/1× > 0.5 且增大
- 已确认裂纹：2×/1×接近或超过1.0
- 紧急情况：2×/1× > 2.0，建议立即关机
瞬态测试
无损检测
- 磁粉检测（MPI）： 检测表面和近表面裂纹
- 染料渗透剂： 表面裂纹的目视检测
- 超声波检测（UT）： 检测内部裂纹
- 涡流： 非接触式表面裂纹检测
- 放射成像： 关键部件内部裂纹检测
紧急响应
一旦检测到疑似裂缝
- 加强监测： 从每月到每日或连续
- 降低操作严重性： 如果可以，降低速度或负载。
- 计划立即进行检查： 尽早安排无损检测检验
- 做好停工准备： 已订购替换轴，并制定维修方案
- 风险评估： 根据增长率计算潜在失效时间
如果破解得到确认
- 立即关闭： 除非风险评估表明在规定的期限内可以安全持续运行。
- 无需重启： 直到轴被更换或修理为止
- 轴更换： 最可靠的解决方案
- 根本原因分析： 确定裂缝产生的原因以防止再次发生。
预防策略
设计
- 消除或最大限度减少应力集中
- 使用较大的圆角半径（R > 0.1 × 直径）
- 尽量避免使用键槽；采用过盈配合。
- 正确的材料选择和热处理
- 表面处理（喷丸、渗氮）以提高抗疲劳性能
手术
维护
- 定期振动监测，并进行 2 倍趋势分析
- 定期无损检测（每年或根据风险评估）
- 防止腐蚀（防止点蚀产生）
- 保持低振动（降低循环应力）
转子裂纹是旋转机械中最严重的故障模式之一。振动监测（检测特征性的2倍信号增长）与定期无损检测相结合，可提供必要的保护，从而在灾难性故障发生前进行检测，并允许进行计划性轴更换，以防止广泛的二次损坏和安全隐患。.
类别
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 