干货放送！转子热套配合过盈不足故障诊断实例分享

案例1

某压缩机年度大检修时，更换新转子后，在正常工作条件下运行时，各项工艺参数与检修前相同，但轴振动的振幅逐渐增大，最终达到设计值的3倍左右，机组处于临界状态运行。

压缩机发生异常振动时，转子两端轴承处的径向振动较大，振动信号的时域波形及频谱如图1所示。同时，其相位不稳定，轴心轨迹波动较大；若降低工作转速，异常振动明显减低。

图1 异常振动时的波形与频谱

诊断意见：根据压缩机发生异常振动的现象和规律，初步怀疑是由于转子热套配合件过盈不足造成的。

由于是新更换的转子，若真的发生了过盈不足故障，处理比较困难，为慎重起见，必须排除其他因素的影响。首先排除不平衡的可能性，检查转子动平衡记录和合格证，对照频谱图，可以排除这个因素的影响。对照频谱图和振动特征，参考工艺参数变化情况，又逐项排除了其他原因。最终确认振动是由于转子的制造缺陷，叶轮与转轴配合面过盈不足造成的，需停机拆卸转子处理。

生产验证：停机后检查转子动平衡，未发现问题。进一步拆卸转子，发现叶轮可以很容易地从转轴上拆卸下来，从而证实了转轴与叶轮配合面过盈量不足。更换合格的转子后，在原先的工艺条件下机组运行正常。

案例2

牵引电动机主动齿轮系内燃机车运行部传递动力的关键部件之一，它与电动机轴的装配形式采用的是圆锥轴过盈配合，在机车满负荷运行时，其承担着列车大约410kW的牵引力。如果机车在运用当中出现主动齿轮松脱或崩裂，特别是机车在低速重载牵引工况下，将导致电动机绕组烧损放炮，严重影响着机车的行车安全。该厂自试修机车以来，主动齿轮厂外松脱、崩裂现象时有发生，这不仅给工厂造成较大的经济损失，而且严重影响着工厂的质量信誉，也给用户带来诸多不便。

诊断意见：针对上述质量事故，经技术分析，发现造成主齿松脱有以下几种原因：

（1）齿轮和电动机轴的接触面积不够（<75%）。

（2）锁紧螺母没有锁紧。

（3）锁紧垫片有缺陷。

（4）齿轮热套时 1.5~1.7mm 的轴向压入量不够。经过现场检查、试验进一步发现，出现齿轮松脱的主要原因是由于齿轮加热时间的控制存在缺陷，造成1.5~1.7mm的轴向压入量不足。

该厂自试修东风型机车以来，主动齿轮热套装配一直采用感应加热，通过控制加热时间来控制轴向压入量（即时间控制法）。虽然感应加热器加热比传统的油浴加热效率高，但它受网络电压波动、操作工的熟练程度等诸多不稳定因素的影响，容易造成即使在相同的加热时间下，主动齿轮内孔的膨胀量也不一致，从而导致套装后的主动齿轮相对电动机轴的轴向压入量不能准确、稳定地控制在1.5~1.7mm范围内。

处理措施：为了克服上述时间控制法的缺陷，在不增加工人劳动强度的条件下，将轴向压入量在一次套装过程中控制在1.5~1.7mm范围内。经过生产现场调查和技术可行性分析，决定采用工装限位法替代现行的时间控制法。

利用主动齿轮齿槽和两端面固定的工装，将1.5~1.7mm的轴向压入量通过塞尺在主动齿轮冷态套装时预先设定。热态套装时利用工装上限位螺杆限位作用，将轴向压入尺寸准确控制在塞尺预先设定的长度之内。

图2为牵引电动机主动齿轮热套限位工装示意图。

图2 热套限位工装示意图

生产验证：

（1）直接限位工装使用后，现场套装情况良好，返工率仅为2%，1.5~1.7mm的轴向压入量均能严格保证；

（2）据各铁路局、机务段反馈的信息知， 自运用限位工装控制主动齿轮热套质量的出厂机车，在运用当中再没有出现一例主齿松脱、崩裂事故。