真空辊式齿轮作业轴特殊问题的应对解析

　　我们的新轴，经测量，全长实际圆跳动量为0.10mm，远远小于1.09￣1.82mm允许挠度值难道安装的基础出现了裂纹问题我们把问题转到混凝土基础上。通过对安装基础的混凝土裂纹状态扫描检测，并未发现基础有任何问题为了降低基础的振动问题，我们只好对设备安装位置的基础梁进行加固，即在基础座的下梁用10根的F219圆管进行支撑加固，经过这样的处理，设备基础的振动现象有所好转，车速略有提高，但远未满足我们的需求

　　原有的长齿轮传动轴加工图二、问题分析和解决问题既不出在安装的基础上，也排除了因轴的强度、刚度不足引起的振动。问题出在哪里经过多方面的验证表明，问题还是在这根轴上

　　我们知道，轴是一个弹性体，当其旋转时，由于轴和轴上零件的材料组织不均匀，制造有误差，或对中不良等，就要产生以离心力为表征的周期性的干扰力，从而引起轴的弯曲振动(或称横向振动)。如果这种强迫振动的频率与轴的弯曲自振动频率相重合时，就出现了弯曲共振现象。当轴由于传递的功率有周期性的变化而产生周期性的扭转变形时，将会引起扭转振动。如其强迫振动频率与轴的扭转自振频率重合时，也要产生对轴有破坏作用的扭转共振。若轴受有周期性的轴向扰力时，自然也会产生纵向振动及在相应条件下的纵向共振。轴在引起共振时的转速称为临界转速。

　　如果轴的转速停滞在临界转速附近，轴的变形将迅速增大，以至达到使轴甚至整个机器设备破坏的程度。一旦远离临界转速，则转子运行平稳不发生振动，为避开临界转速，应使工作转速n<0.75nci。

　　根据现场测量数据分析，产生振动的原因不是轴的刚度不够，很可能是工作转速接近临界转速而引起的共振。通过计算分析，我们的真空伏辊传动轴属于这类型的高速旋转轴，当网部车速开到670m/min时，它的转速高达1200rpm。下面，我们把问题转向求解和验证轴的振动频率上。

　　据了解，这条纸机在国外虽经过多次的技术改造，理论上网部的设计车速可达671m/min，但在国外，当时曾开到的车速在450m/min左右，尚未开到500m/min以上，所以这根轴也就尚未发生上述的共振破坏问题。当我们把车速提高到500m/min以后，这问题才表现出来。

　　结论(1)在进行设计机械设备时，对转速高的轴，不仅要验算轴的强度和刚度，而且还要对它的共振特性作充分的考虑，并要合理计算共振对转轴的影响。对于刚性轴要使其工作转速为n<(0.75～0.8)nc1，在不影响机械性能和工作要求的情况下设计轴时，应使它的一阶临界转速高些，这样转轴在工作时，无论转速怎样变化，接近临界转速的可能性就小些，以确保机器工作的安全。

　　(2)在设计转轴时，如果从转轴的共振考虑其合理性，应注意以下几个问题：①在不影响工效的前题下，尽量使转速降低，长度跨度尽量减短，外伸端的长度也要缩短。②选用弹性模量大的材料，尽量减轻轴本身的重量。③从传动考虑，应使轴的受力均匀分布。④轴的支承形式发生改变，临界转速nc1的计算模式也要相应改变。