懸臂轉(zhuǎn)動機(jī)械振動特性分析研究

懸臂轉(zhuǎn)動機(jī)械非線性振動分析0.前言火力發(fā)電公司懸臂轉(zhuǎn)動機(jī)械很多，如：排粉風(fēng)機(jī)、動葉可調(diào)的一次風(fēng)機(jī)二級葉輪、送風(fēng)機(jī)等，相關(guān)統(tǒng)計分析得懸臂機(jī)械振動故障，大多數(shù)是轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的。設(shè)備振動的特點基頻成分占90％以上，振動幅值及相位穩(wěn)定?，F(xiàn)場懸臂機(jī)械振動也有另類情況。本文介紹兩個具有振動異常特征的事例。1.某排粉風(fēng)機(jī)振動處理情況某發(fā)電公司鍋爐排粉風(fēng)機(jī)，系沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的M6-31No19D型離心式，配沈陽電機(jī)廠的YKK450-4型異步電動機(jī)。該排粉風(fēng)機(jī)組支承軸承均為滾動軸承。電機(jī)由A、B兩個軸承支承，通過聯(lián)軸器與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接，C、D兩個軸承支承風(fēng)機(jī)。見軸系分布簡圖。圖1:軸系支承系統(tǒng)簡圖該風(fēng)機(jī)小修中更換葉輪，小修后排粉風(fēng)機(jī)啟動，在工作轉(zhuǎn)速1493r/min下，D軸承振動最大，振動最大幅值186m，通過對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析得到：1X：89m∠354°2X：80m，說明軸承振動成分中存在較大倍頻分量，與基頻振動量值相當(dāng)。探討振動原因參考文獻(xiàn)[1]、[2]認(rèn)為，轉(zhuǎn)子外伸端存在不平衡故障，振動特征應(yīng)以基頻為主，占90％以上分量。依照文獻(xiàn)[3]～[5]觀點，初步分析風(fēng)機(jī)應(yīng)存在不對中缺陷，需要對該排粉風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子中心進(jìn)行檢查。通過檢測發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器對輪中心偏差較大，調(diào)整對輪中心數(shù)據(jù)均達(dá)檢修裝配規(guī)程要求指標(biāo)，再次啟動風(fēng)機(jī)振動根本不變。結(jié)合現(xiàn)場條件，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行動平衡試驗。在排粉風(fēng)機(jī)葉輪上配重500g，D軸承振動降低到45m，1X：2.某一次風(fēng)機(jī)振動處理情況某發(fā)電公司#2爐B一次風(fēng)機(jī)，系沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的AST－1960/1400型雙級動葉可調(diào)式，配上海電機(jī)廠的YKK630-4型異步電動機(jī)。該一次風(fēng)機(jī)組支承軸承均為滾動軸承。電動機(jī)由A、B兩個軸承支承，通過聯(lián)軸器與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接，C、D兩個軸承支承風(fēng)機(jī)，見軸系分布簡圖。圖2:軸系支承系統(tǒng)簡圖2013年3月一次風(fēng)機(jī)檢修后。啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行振動測量，數(shù)據(jù)如表1、圖3、圖4。表1.測試日期：2013-3-421:40:17轉(zhuǎn)速：1498r/min單位：μm/°/μm測點位置通頻1X2X3X0.5XC垂直25.27.38∠336.25∠31015.3∠1330.655∠212C水平74.853.0∠14831.4∠2593.06∠2620.828∠278D垂直64.538.5∠2124.3∠32122.9∠1311.19∠314D水平96.669.9∠13042.7∠2442.35∠2272.99∠273圖3:一次風(fēng)機(jī)D軸承水平振動波特圖圖4:風(fēng)機(jī)D軸承垂直、水平振動階次譜圖通過分析試驗數(shù)據(jù)，該一次風(fēng)機(jī)振動有如下特點：(1).一次風(fēng)機(jī)振動突出測點為D軸承垂直、水平方向和C軸承水平方向振動。(2).一次風(fēng)機(jī)超標(biāo)振動，除了存在基頻振動成分，還存在較大的倍頻分量，C軸承和D軸承垂直方向還含有一定量的三倍頻分量〔表1和圖4〕。(3).風(fēng)機(jī)振動隨轉(zhuǎn)速升高振動增大〔圖3〕。依據(jù)對風(fēng)機(jī)檢修裝配轉(zhuǎn)子中心和軸承狀態(tài)均無異常的情況的檢查診斷，確定采用動平衡方法，通過在軸承D側(cè)葉輪上配重566g，風(fēng)機(jī)振動均降到22.6μm以下〔表2〕，倍頻和三倍頻分量振動均降的很低。表2.測試日期：2013-3-53:04:12轉(zhuǎn)速：1498r/min單位：μm/°測點位置通頻1X2X3X0.5XC垂直22.616.1∠533.94∠1763.65∠1700.961∠215C水平21.217.1∠1233.55∠1323.05∠770.928∠245D垂直10.73.68∠2016.17∠1371.75∠2980.258∠263D水平15.46.49∠2627.26∠842.30∠2940.394∠1633.振動分析許多文獻(xiàn)認(rèn)為倍頻和三倍振動原因應(yīng)該是轉(zhuǎn)子不對中引起，事實證明，不是倍頻振動只有不對中才能產(chǎn)生，產(chǎn)生倍頻振動因素很多，例如高次諧波共振、電磁振動和大不平衡激發(fā)倍頻和三倍振動非線性增大。上面兩個實例中，振動成分中存在較大倍頻〔2X〕分量，就是大不平衡激發(fā)倍頻和三倍振動非線性增大。4.結(jié)語(1)懸臂轉(zhuǎn)動機(jī)械轉(zhuǎn)子存在大的不平衡后，軸承振動可出現(xiàn)顯著諧波振動響應(yīng)。(2)懸臂轉(zhuǎn)