旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 2

1、1對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡(pnghng)故障的處理措施平衡技術(shù)剛性轉(zhuǎn)子靜平衡動(dòng)平衡單面平衡雙面平衡共三十一頁(yè)2轉(zhuǎn)子(zhun z)平衡的方法和設(shè)備 剛性轉(zhuǎn)子 撓性轉(zhuǎn)子 靜平衡 影響系數(shù)法。 單面平衡 振型平衡法（模態(tài)平衡法）。 雙面平衡。 其他綜合方法。 平衡設(shè)備 平衡機(jī)：專用、通用，硬支承(zh chn)、軟支承(zh chn)，臥式、 立式，機(jī)電式、計(jì)算機(jī)化，等。 現(xiàn)場(chǎng)平衡：平衡儀 其他設(shè)備：平行導(dǎo)軌、滾輪架、平衡搖架等。 共三十一頁(yè)3oCoWC靜平衡的布置(bzh)W水平(shupng)導(dǎo)軌滾輪架水平導(dǎo)軌轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子滾輪架共三十一頁(yè)4剛性(n xn)轉(zhuǎn)子的單面平衡：影響系數(shù)法1.選擇(xunz)加重平

2、面、選擇(xunz)測(cè)點(diǎn)。2.測(cè)得原始振動(dòng)A0(幅值和相位)。3.在平衡平面內(nèi)加試重Q，測(cè)得振動(dòng)A14.計(jì)算影響系數(shù)5.按下式求得校正質(zhì)量P。幅值相位轉(zhuǎn)速A 共三十一頁(yè)5旋轉(zhuǎn)機(jī)械的相位檢測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的相位指基頻信號(hào)相對(duì)于轉(zhuǎn)軸上某一確定標(biāo)記的相位差標(biāo)記可以(ky)是鍵槽或是反光片，獲取鍵相脈沖信號(hào)相位有四種取值方法正峰點(diǎn)相位負(fù)峰點(diǎn)相位正斜率過(guò)零相位負(fù)斜率過(guò)零相位共三十一頁(yè)6單面平衡(pnghng)的作圖解法 作A0和A1 ，求其差為A1- A0 。 量A1- A0 和 A0之間的夾角為 。 把試重Q 按 的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一 角，此即為校正重的正確(zhngqu)方位。 校正重 P 的大小為：KoQP相角

3、正A0A1A1- A0o相角正共三十一頁(yè)7單面平衡(pnghng)的作圖解法共三十一頁(yè)8不平衡(pnghng)向兩個(gè)平面的分解 剛性轉(zhuǎn)子的任意不平衡可以向兩個(gè)平面內(nèi)分解。 故剛性轉(zhuǎn)子都可以用兩個(gè)校正(jiozhng)質(zhì)量來(lái)達(dá)到平衡。共三十一頁(yè)9雙面平衡的布置(bzh)和方法幅值相位轉(zhuǎn)速A B I II A B 1.測(cè)原始振動(dòng)A0，B0。2.平面I 內(nèi)加試重Q1，測(cè)得振動(dòng)A1，B1。3.計(jì)算影響(yngxing)系數(shù)4.平面II 內(nèi)加試重Q2，測(cè)得振動(dòng)A2，B2。5.計(jì)算影響系數(shù)6.按下式求得校正質(zhì)量P1，P2。共三十一頁(yè)10例題(lt)已知m1=m2=10A0=2+3i; A1=i; A2=4

4、;B0=2; B1=1+i; B2=3+i求共三十一頁(yè)11現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的平衡試重的方向選擇相位的測(cè)量互譜、互相關(guān)評(píng)價(jià)某種平衡方法(fngf)的原則平衡精度高平衡時(shí)，開車次數(shù)少。校正質(zhì)量數(shù)目少，總質(zhì)量小。測(cè)試儀器和設(shè)備較少。對(duì)操作者的技術(shù)水平?jīng)]有過(guò)高的要求。共三十一頁(yè)12利用影響系數(shù)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)平衡的影響因素振動(dòng)信號(hào)的質(zhì)量測(cè)點(diǎn)上所測(cè)取的振動(dòng)值應(yīng)該是由轉(zhuǎn)子不平衡所產(chǎn)生(chnshng)的，而實(shí)際信號(hào)中還有其它因素產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)。測(cè)量時(shí)應(yīng)盡量保證振動(dòng)信號(hào)的質(zhì)量，包括選擇對(duì)不平衡振動(dòng)敏感點(diǎn)及采用濾波排噪等方法。轉(zhuǎn)子的剛性程度實(shí)際轉(zhuǎn)子不可能是絕對(duì)的剛性的，而柔性的存在會(huì)使轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速下具有不同

5、的不平衡狀態(tài)，這樣會(huì)因加試重時(shí)轉(zhuǎn)速的不一致等因素，而使所求得影響系數(shù)具有誤差系統(tǒng)的線性程度若不平衡質(zhì)量與振動(dòng)值之間的線性關(guān)系較差，則不容易確定試重與測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值之間的對(duì)應(yīng)程度，而且振動(dòng)值的相位關(guān)系對(duì)非線性反應(yīng)更為靈敏。共三十一頁(yè)13旋轉(zhuǎn)機(jī)械(jxi)典型故障分析轉(zhuǎn)子不平衡(pnghng)的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷共三十一頁(yè)14據(jù)美國(guó)MONSANTO石化公司統(tǒng)計(jì)(tngj)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的 5060 %是由轉(zhuǎn)子不對(duì)中引起的。轉(zhuǎn)子不對(duì)中的類型軸承不對(duì)中：軸頸

6、在軸承中偏斜軸系不對(duì)中：各轉(zhuǎn)子不處在同一直線上平行不對(duì)中：軸線平行位移角度不對(duì)中：軸線交叉成一角度綜合不對(duì)中：軸線位移且交叉旋轉(zhuǎn)(xunzhun)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中e(a) 平行不對(duì)中(b) 角度不對(duì)中(c) 綜合不對(duì)中共三十一頁(yè)15造成不對(duì)中的原因安裝誤差管道應(yīng)變影響溫度變化熱變形基礎(chǔ)沉降不均危害滾動(dòng)軸承振動(dòng)噪聲過(guò)度磨損(m sn)“卡死” 滑動(dòng)軸承油膜承載失穩(wěn)半速渦動(dòng)油膜振蕩嚴(yán)重時(shí)油膜破裂而燒損軸瓦旋轉(zhuǎn)機(jī)械(jxi)故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中不對(duì)中的危害-熱像圖30,000 out平行10,000/inch out角1,000/inch out角不對(duì)中62 F105 F0對(duì)中共三十一頁(yè)16旋轉(zhuǎn)

7、機(jī)械(jxi)故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中不同的聯(lián)軸器具有(jyu)不同的故障機(jī)理大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，常用齒式聯(lián)軸器中、小設(shè)備多采用固定式剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中角不對(duì)中綜合不對(duì)中平行不對(duì)中角不對(duì)中綜合不對(duì)中共三十一頁(yè)17齒式聯(lián)軸器平行(pngxng)不對(duì)中在K點(diǎn)的線速度在K點(diǎn)的角速度ABww共三十一頁(yè)18wwwwB齒式聯(lián)軸器平行(pngxng)不對(duì)中ABwwMBOMBOOMBOMMBO從圖中可以看出，半聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)半圈，而中間齒套旋轉(zhuǎn)一圈，即中間(zhngjin)齒套O的運(yùn)動(dòng)方程為：中間齒套的這種運(yùn)動(dòng)向轉(zhuǎn)子系統(tǒng)施加的激振力為：共三十一頁(yè)19齒式聯(lián)軸器平行(pngxng)不對(duì)中 激振力與不對(duì)中量 D 和質(zhì)量 m

8、 成正比 激振力隨轉(zhuǎn)速變化的因子為 4w2，這說(shuō)明(shumng)不對(duì)中對(duì)轉(zhuǎn)速的敏感程度比不平衡對(duì)轉(zhuǎn)速的敏感程度要大4倍。不平衡時(shí)的幅頻響應(yīng)函數(shù)共三十一頁(yè)20剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中兩半聯(lián)軸節(jié)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在螺栓力作用下有把偏移的兩軸中心拉到一起的趨勢(shì)PO1=PS, PO2e,O1SPO2SO2=PO2-PO1=ecost若兩半聯(lián)軸節(jié)尺寸和材料相同，則PO1受壓縮、PO2受拉伸(l shn)，兩者變形量近似相等=SO2 / 2=ecost / 2設(shè)剛度為K，則F=K= Kecost / 2共三十一頁(yè)21剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中將F進(jìn)行分解Fy前一項(xiàng)不隨時(shí)間(shjin)而變化，力圖把兩個(gè)聯(lián)軸節(jié)的不對(duì)中量縮小

9、Fy后一項(xiàng)與Fx，是隨轉(zhuǎn)速而變化的兩倍頻激振力，即：聯(lián)軸節(jié)每旋轉(zhuǎn)一周，徑向力交變兩次不對(duì)中方向上的一對(duì)螺釘，當(dāng)螺釘拉緊時(shí)，一個(gè)受拉、一個(gè)受壓。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，每轉(zhuǎn)180，拉壓狀態(tài)交變一次，旋轉(zhuǎn)一周，交變兩次，使軸在徑向上產(chǎn)生兩倍頻振動(dòng)。共三十一頁(yè)22轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征振動(dòng)的振幅(zhnf)與轉(zhuǎn)子的負(fù)荷有關(guān)負(fù)荷越大、振幅越大不對(duì)中故障對(duì)轉(zhuǎn)子的激振力隨轉(zhuǎn)速的升高而加大激勵(lì)力與不對(duì)中量成正比軸系具有過(guò)大的不對(duì)中量時(shí)，轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生附加徑向力和附加軸向力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異常振動(dòng)平行不對(duì)中主要引起徑向振動(dòng)角度不對(duì)中主要引起軸向振動(dòng)振動(dòng)頻率徑向振動(dòng)以工頻的2倍頻為主，也有1倍頻的成分軸向振動(dòng)以工頻的1倍頻為主

10、，也有2x，3x。共三十一頁(yè)23轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征振動(dòng)幅值平行不對(duì)中：振動(dòng)頻譜中2x幅值超過(guò)1x幅值的50角不不對(duì)中：軸向2x或3x幅值約是1x轉(zhuǎn)頻幅值的30502x值相對(duì)于1x幅值的高度常取決于聯(lián)軸器的類型和結(jié)構(gòu)聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸承振動(dòng)的相位差平行不對(duì)中，徑向振動(dòng)差180角度不對(duì)中，軸向振動(dòng)差180軸心軌跡：香蕉形、8字形(z xn)、外圈中產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)圈共三十一頁(yè)24平行不對(duì)中的故障(gzhng)特征角度(jiod)不對(duì)中的故障特征共三十一頁(yè)25不對(duì)中故障(gzhng)，除了1x，2 x頻率外，還會(huì)出現(xiàn)3x倍頻共三十一頁(yè)26診斷實(shí)例(shl)某透平壓縮機(jī)組檢修后啟動(dòng)時(shí)，高壓缸振動(dòng)較大；機(jī)組運(yùn)行一

11、周后壓縮機(jī)高壓缸振動(dòng)突然加劇，測(cè)點(diǎn)4、5的徑向振動(dòng)增大，其中測(cè)點(diǎn)5的振動(dòng)值增加兩倍，測(cè)點(diǎn)6軸向振動(dòng)加大；又運(yùn)行兩周后，測(cè)點(diǎn)5的振動(dòng)值又突然增加一倍，超過(guò)設(shè)計(jì)允許值，振動(dòng)劇烈旋轉(zhuǎn)(xunzhun)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中機(jī)組布置示意圖共三十一頁(yè)27診斷(zhndun)實(shí)例旋轉(zhuǎn)機(jī)械(jxi)故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中異常振動(dòng)特征測(cè)點(diǎn)5的振動(dòng)波形畸變?yōu)榛l與倍頻的疊加波形，頻譜中2倍頻譜具有較大幅值雙橢圓復(fù)合軌跡軸向振動(dòng)變大不平衡的頻譜共三十一頁(yè)28診斷實(shí)例診斷意見(jiàn)壓縮機(jī)高壓缸和低壓缸之間轉(zhuǎn)子對(duì)中不良，聯(lián)軸器發(fā)生故障生產(chǎn)驗(yàn)證高、低壓缸之間的聯(lián)軸器固定法蘭與內(nèi)齒套的連接螺栓(lushun)已斷掉三只對(duì)中嚴(yán)重超差

12、，不對(duì)中量大于設(shè)計(jì)要求16倍對(duì)螺栓斷面進(jìn)行電鏡分析，斷面為沿晶斷裂、并有局部韌窩組織。聯(lián)接螺栓的機(jī)械加工和熱處理工藝不符合要求，螺紋根部產(chǎn)生應(yīng)力集中，而且熱處理后未進(jìn)行正火處理，金相組織為淬火馬氏體，螺栓在拉應(yīng)力作用下脆性斷裂。旋轉(zhuǎn)機(jī)械(jxi)故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中共三十一頁(yè)29小結(jié)(xioji)旋轉(zhuǎn)(xunzhun)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障原因與治理措施序號(hào)故障原因分類故障原因處理措施1設(shè)計(jì)原因1）對(duì)工作狀態(tài)下熱膨脹量計(jì)算不準(zhǔn)2）對(duì)介質(zhì)壓力、真空度變化對(duì)機(jī)殼的影響計(jì)算不準(zhǔn)3）給出的冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)不準(zhǔn)1） 核對(duì)設(shè)計(jì)給出的冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)2）按技術(shù)要求檢查調(diào)整軸承對(duì)中3）檢查熱態(tài)膨脹是否受限4） 檢查保溫是否完好5）檢查調(diào)整基礎(chǔ)沉降2制造原因1）材質(zhì)不均，造成熱膨脹3安裝維修1）冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)不符合要求2）檢修失誤造成熱態(tài)膨脹受阻3）機(jī)殼保溫不良，熱脹不均勻4操作運(yùn)行1） 超負(fù)荷運(yùn)行2）介質(zhì)溫度偏離設(shè)計(jì)值5狀態(tài)劣化1）機(jī)組基礎(chǔ)或基座沉降不均勻2）基礎(chǔ)滑板銹蝕，熱脹受阻3）機(jī)殼變形共三十一頁(yè)30謝 謝！共三十一頁(yè)內(nèi)容摘要1。現(xiàn)場(chǎng)平衡：平衡儀。其他設(shè)備：平行導(dǎo)軌、滾輪架、平衡搖架等。1.選擇加重平面、選擇測(cè)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的相位指基頻信號(hào)相對(duì)于轉(zhuǎn)軸上某一確定標(biāo)記的相位差。已知m1=m2=10。校正質(zhì)量數(shù)目少，總質(zhì)量小。利用影響系數(shù)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)平衡的影響