风机动平衡之轴裂纹

     轴裂纹是缓慢增长的转子破裂。当转子横截面减小到无法承受对其施加的静态或动态载荷时，转子将迅速发生脆性断裂，这是风机动平衡一种灾难性的破坏。

    循环应力导致轴裂纹出现在轴的局部大应力区域，如轴直径的阶跃变化处，冷缩配合、键槽、钻孔或其它不连续处附近。裂纹始于微结构层面，其中表面加工缺陷、化学性表面损伤或材料不连续性（例如孔隙、夹渣或化学杂质）均会造成局部应力高度集中。

     裂纹形成后，裂纹**将沿存在其中的拉伸应力场垂直的方向缓慢扩散。如果转子只受简单的弯曲应力影响，则应力场方向为转子长轴的方向，裂纹将直接扩散至转子内部，进而形成横向裂纹。扭转应力还会产生方向与转子轴成45度角的螺旋裂纹。

     由于可用横截面积减小，轴裂纹会降低轴的弯曲程度，并且风机动平衡刚度经常变为各向异性。根据以上特性，可得出两条裂纹检测规则：1、如果轴存在裂纹，*可能的原因是轴发生弯曲，进而产生随着裂纹形成而不断变化的1X振动行为。1X振动变化是轴裂纹*可靠的指示标志。2、如果存在裂纹的轴受到静态径向载荷的影响并以共振频率一半的速度运行，则会出现2X振动，此乃裂纹引发的轴旋转各向异性刚度所致。

     1X和2X振动均可由许多其它故障造成，风机动平衡进行诊断前必须排除这些故障。轴裂纹通常因设计缺陷、机器安装不当和操作方式欠妥等因素共同作用所致。有多种因素可导致轴裂纹的产生和扩散：应力集中，如键槽、钻孔和轴直径的阶跃变化；冷缩配合，如定位销孔和定位销槽；不对中，如高径向载荷；热冲击，如大幅振动；在共振或共振速度附近运行机器，或以任意横向或扭转共振速度的一半运行机器。

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