透平膨脹機(jī)振動過大是由哪些原因造成的?

答：造成透平膨脹機(jī)振動過大的原因很多，主要有以下幾個方面：

1)轉(zhuǎn)子的動平衡不良。轉(zhuǎn)子在出廠前是做過嚴(yán)格的動平衡試驗的，其重心偏移值和不平衡質(zhì)量控制在允許范圍內(nèi)。但是，在運轉(zhuǎn)過程中如果工作輪的葉片有磨損，或者在葉輪內(nèi)有雜質(zhì)凍結(jié)，這時將破壞轉(zhuǎn)子的動平衡，由此引起過大的振動。

2) 轉(zhuǎn)子的共振。當(dāng)我們在一塊木板上行走時，木板會發(fā)生振動。對任何一個彈性物體來說，在受到一個短暫的外力作用時，都會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。對固定的物體來說，都有一定的振動頻率(每分鐘振動的次數(shù))，叫固有自振頻率。這個自振頻率與物體的支承方式、尺寸大小、材料的彈性等因素有關(guān)。對一定的膨脹機(jī)轉(zhuǎn)子，它也有固定的自振頻率。

如果外界加給物體的力是周期性的，并且這個外力的頻率與物體的自振頻率相同，則振動會不斷加劇，這種現(xiàn)象稱為“共振”。對于旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，當(dāng)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)子的彈性變形，相當(dāng)于不斷給轉(zhuǎn)子加一個周期性的外力，這個外力的頻率與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的自振頻率相同，則振動將加劇，這個轉(zhuǎn)速稱作“臨界轉(zhuǎn)速”。在設(shè)計時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速應(yīng)遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速，以免產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

如果設(shè)計不當(dāng)，工作轉(zhuǎn)速與實際臨界轉(zhuǎn)速相近，則轉(zhuǎn)子振動會很嚴(yán)重，使膨脹機(jī)無法正常工作。因此，由共振造成的膨脹機(jī)振動，往往是在試運轉(zhuǎn)時就會發(fā)生，并且，隨著轉(zhuǎn)速的變化，振動的幅度變化較大。對這種情況，只有修改設(shè)計，例如加粗轉(zhuǎn)軸直徑，縮短軸的長度及懸臂長度，減小懸臂軸上零件的質(zhì)量等，以改變其自振頻率，使它遠(yuǎn)離工作轉(zhuǎn)速。

3) 油膜振動。目前，透平膨脹機(jī)多數(shù)采用滑動軸承。它是靠軸在旋轉(zhuǎn)時，軸頸與軸承之間形成油楔。油楔中的油將軸微微抬起，并在軸頸和軸承之間形成油膜，使軸頸與軸承互不接觸，不致產(chǎn)生干摩擦。因此，隨著軸頸的轉(zhuǎn)動，有一層油膜跟著旋轉(zhuǎn)。但是，間隙的變化，使油膜的厚度發(fā)生周期性的變化，會引起所謂“油膜漩渦振動”。油膜被破壞，則會產(chǎn)生機(jī)械摩擦，造成燒瓦，甚至引起密封損壞。

油膜振動的振幅與軸承間隙有關(guān)。如果軸承間隙過大，振幅就會增大。另外還與懸臂長度及轉(zhuǎn)子質(zhì)量有關(guān)。因此，在安裝時應(yīng)注意保證安裝間隙。

4)膨脹機(jī)內(nèi)出現(xiàn)液體。當(dāng)膨脹機(jī)內(nèi)溫度過低而出現(xiàn)氣體液化時，液體被甩至葉輪外緣，溫度升高，又急劇氣化，會使間隙壓力大幅度波動，造成膨脹機(jī)振動。

5)制動風(fēng)機(jī)喘振。對于風(fēng)機(jī)制動的透平膨脹機(jī)，當(dāng)風(fēng)門關(guān)得過小時，風(fēng)機(jī)的工作點可能進(jìn)入喘振區(qū)，造成風(fēng)機(jī)工作不穩(wěn)定而產(chǎn)生振動。這種振動比較容易判斷，也容易消除。

6)潤滑油系統(tǒng)故障。例如潤滑油溫度過低，黏性過大；油不干凈或混入水分；油壓過低，造成潤滑油不足等原因均可能造成膨脹機(jī)的振動。

在實際操作中，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生振動的大小、時間長短以及各種有關(guān)工況進(jìn)行綜合分析處理。