水泵行業(yè)的振動分析.doc

水泵行業(yè)的振動分析導致機組和泵房建筑物產(chǎn)生振動的原因較多，有些因素之間既有聯(lián)系又相互作用，概括起來主要有以下兩個方面的原因。1.電氣方面電機是機組的主要設備，電機內(nèi)部磁力不平衡和其它電氣系統(tǒng)的失調(diào)，常引起振動和噪音。如異步電動機在運行中，由定轉(zhuǎn)子齒諧波磁通相互作用而產(chǎn)生的定轉(zhuǎn)子間徑向交變磁拉力，或大型同步電機在運行中，定轉(zhuǎn)子磁力中心不一致或各個方向上氣隙差超過允許偏差值等，都可能引起電機周期性振動并發(fā)出噪音。2.機械方面電機和水泵轉(zhuǎn)動部件質(zhì)量不平衡、粗制濫造、安裝質(zhì)量不良、機組軸線不對稱、擺度超過允許值，零部件的機械強度和剛度較差、軸承和密封部件磨損破壞，以及水泵臨界轉(zhuǎn)速出現(xiàn)與機組固有頻率一直引起的共振等，都會產(chǎn)生強烈的振動和噪音。現(xiàn)場實際測量中，一般根據(jù)測量振動位移、振動速度和振動加速度配合溫度、壓力等參量進行檢測。生產(chǎn)實際中，絕大多數(shù)設備故障識別振動信號適用于振動速度，因為振幅對低頻振動敏感，振動加速度參量對高頻敏感，而速度參量對頻率的敏感程度則是介于位移和加速度二參量之間。在進行低頻故障及低速設備的監(jiān)測和診斷時，應選取位移參數(shù)量故多釆用壓電式加速度傳感器；在進行高頻、高速類設備的診斷時，應選擇加速度參量。而進行寬頻帶內(nèi)設備的總體監(jiān)測時，選取速度參量較為真實可靠。對設備從振幅、速度、加速度全方位監(jiān)測比較，以期得到較為準確的結(jié)論。一般而言，對水泵各軸及軸承進行水平、垂直、軸向3個方位測量，取振動位移或速度1個參量即可，檢測中如果發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)異常時，再加入其它參數(shù)量進行對比測量。監(jiān)測預測振動對預防性維修是十分有價值的手段。利用振動數(shù)據(jù)來確定泵的機械狀況，利用監(jiān)測預測結(jié)果制訂維護計劃。振動包括振幅，頻率和方向。這是提供診斷機器的狀況所需要的信息。泵有幾種類型如離心式，渦輪螺旋槳和容積泵。他們工作形式結(jié)構各不同，但是它們的軸及軸承位置在三維座標中既縱向，橫向和軸向都可以測量其振動值下面列出了振動標準，按照標準與所測量的值加以比照就能判斷軸承的損壞程度。通用振動標準-按軸承振動烈度的評定標準：按軸承振幅的評定標準1969年國際電工委員會(IEC)推薦了汽輪發(fā)電機組的振動標準，如表1所示（峰峰值，m）。原水電部規(guī)定的評定汽輪發(fā)電機組等級與IEC標準基本相符，如表2所示（峰峰值）。表1IEC振動標準轉(zhuǎn)速（r/min）10001500180030003600600012000在軸承上測量7550422521126在軸上測量1501008450422512表2振動標準轉(zhuǎn)速（r/min）優(yōu)良合格15003050703000203050按軸承振動烈度的評定標準國際標準化組織ISO曾頒布了一系列振動標按軸承振幅的評定標準1969年國際電工委員會(IEC)推薦了汽輪發(fā)電機組的振動標準，如表1所示（峰峰值，m）。原水電部規(guī)定的評定汽輪發(fā)電機組等級與IEC標準基本相符，如表2所示（峰峰值）。表1 IEC振動標準轉(zhuǎn)速（r/min）10001500180030003600600012000在軸承上測量7550422521126在軸上測量1501008450422512表2 振動標準轉(zhuǎn)速（r/min）優(yōu)良合格15003050703000203050按軸承振動烈度的評定標準國際標準化組織ISO曾頒布了一系列振動標準，作為機器質(zhì)量評定的依據(jù)?，F(xiàn)將有關標準介紹如下： ISO2372/1：該標準于1974年正式頒布，適用于工作轉(zhuǎn)速為60012000r/min，在軸承蓋上振動頻率在101000Hz范圍內(nèi)的機器振動烈度的等級評定。它將機器分成四類：類為固定的小機器或固定在整機上的小電機，功率小于15KW。類為沒有專用基礎的中型機器，功率為1575KW。剛性安裝在專用基礎上功率小于300KW的機器。 類為剛性或重型基礎上的大型旋轉(zhuǎn)機械，如透平發(fā)電機組。類為輕型結(jié)構基礎上的大型旋轉(zhuǎn)機械，如透平發(fā)電機組。每類機器都有A，B，C，D四個品質(zhì)級。各類機器同樣的品質(zhì)級所對應的振動烈度范圍是有些差別的，見表3。四個品質(zhì)段的含意如下：表3 ISO2372推薦的各類機器的振動評定標準振動烈度分級范圍各類機器的級別振動烈度（mm/s）分貝（db）類類類類0.18-0.2885-89AAAA0.28-0.4589-93AAAA0.45-0.7193-97AAAA0.71-1.1297-101BAAA1.12-1.8101-105BBAA1.8-2.8105-109CBBA2.8-4.5109-113CCBB4.5-7.1113-117DCCB7.1-11.2117-121DDCC11.2-18121-125DDDC18-28125-129DDDD28-45129-133DDDD45-71133-139DDDDA級：優(yōu)良，振動在良好限值以下，認為振動狀態(tài)良好。B級：合格，振動在良好限值和報警值之間，認為機組振動狀態(tài)是可接受的（合格），可長期運行。C級：尚合格，振動在報警限值和停機限值之間，機組可短期運行，但必須加強監(jiān)測并采取措施。D級：不合格，振動超過停機限值，應立即停機。振動烈度是以人們可感覺的門檻值0.071mm/s為起點，到71mm/s的范圍內(nèi)分為15個量級，相鄰兩個烈度量級的比約為1.6，即相差4分貝。 ISO3945：該標準為大型旋轉(zhuǎn)機械的機械振動現(xiàn)場振動烈度的測量和評定。在規(guī)定評定準則時，考慮了機器的性能，機器振動引起的應力和安全運行需要，同時也考慮了機器振動對人的影響和對周圍環(huán)境的影響以及測量儀表的特性因素。顯然，在機器表面測得的機械振動，并不是在任何情況下都能代表關鍵零部件的實際振動應力、運動狀態(tài)或機器傳遞給周圍結(jié)構的振動力。在有特殊要求時，應測量其它參數(shù)。表4給出了功率大于300KW、轉(zhuǎn)速為60012000轉(zhuǎn)分大型旋轉(zhuǎn)機械的振動烈度的評定等級。注：參考值10-5mm/s。表4 ISO3945評定等級振動烈度支持類型振動烈度（mm/s）分貝（db）剛性支承撓性支承0.46-0.7193-97良好良好0.71-1.1297-101良好良好1.12-1.8101-105良好良好1.8-2.8105-109滿意良好2.8-4.6109-113滿意滿意4.6-7.1113-117不滿意滿意7.1-11.2117-121不滿意不滿意11.2-18121-125不允許不滿意18-28125-129不允許不允許28-45129-139不允許不允許該標準所規(guī)定的振動烈度評定等級決定于機器系統(tǒng)的支承狀態(tài)，它分為剛性支承和撓性支承兩大類，相當于ISO2372中的與類。對于撓性支承，機器支承系統(tǒng)的基本固有頻率低于它的工作頻率，而對于剛性支承，機器支承系統(tǒng)的基本固有頻率高于它的工作頻率。按軸振幅的評定標準 ISO7919/1轉(zhuǎn)軸振 動的測量評定第一部分總則于1986年正式頒布。ISO/DIS79110-2旋轉(zhuǎn)機器軸振動的測量與評定第二部分：大型汽輪發(fā)電機組應用指南 于1987年制訂，它規(guī)定了50MW以上汽輪發(fā)電機組軸振動的限值，見表5和表6，分別適用于軸的相對振動與軸的絕對振動。表中級段A，B，C的意義與前述相同。軸振動的測量應用電渦流傳感器。表5 汽輪機發(fā)電機組軸相對振動的限值（位移峰峰值，單位m）極段轉(zhuǎn)速（r/min）1500180030003600A100908075B200185165150C300290260240表6 汽輪機發(fā)電機組軸絕對振動的限值（位移峰峰值，單位m）極段轉(zhuǎn)速（r/min）1500180030003600A120110100900B240220200180C385350300290有關軸承座與軸振動評定標準的幾點說明： 根據(jù)ISO2372及7919的規(guī)定，有以下兩個準則應注意準則一：在額定轉(zhuǎn)速下整個負荷范圍內(nèi)的穩(wěn)定工況下運行時，各軸承座和軸振動不超過某個規(guī)定的限值。準則二：若軸承座振動或軸振動的幅值合格，但變化量超過報警限值的25，不論是振動變大或者變小都要報警。因振動變化大意味著機組可能有故障，特別是振動變化較大、變化較快的情況下更應注意。 根據(jù)我國情況，功率在50MW以下的機組一般只測量軸承座振動，不要求測量軸振動。功率在200MW以上的機組要求同時測量軸承座振動和軸振動。功率大于 50MW、小于200MW的機組，要求測量軸承座振動，而在有條件情況下或在新機組啟動及對機組故障分析時，則測量軸振動。 軸承座振動與軸振動之間一般不存在一種固定的比例關系。這是因為兩者振動與很多因素有關，如油膜參數(shù)，軸承座剛度，基礎剛度等，一般可根據(jù)統(tǒng)計資料給出一個比例的變化范圍。根據(jù)ISO資料，機組軸振動與軸承座振動的比例一般為26。德國工程