不對(duì)中故障的分析與診斷技巧盜版1號(hào)

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1、不對(duì)中故障的分析與診斷技巧223王殿武?張敬偉??????一、診斷不對(duì)中故障應(yīng)做到概念清晰????1．追其不對(duì)中原因???一是設(shè)計(jì)對(duì)中考慮不夠及計(jì)算偏差；二是安裝找正誤差和對(duì)熱態(tài)轉(zhuǎn)子不對(duì)中量考慮欠佳；三是運(yùn)行操作上超負(fù)荷運(yùn)行和機(jī)組保溫不良，軸系各轉(zhuǎn)子熱變形不一；四是機(jī)器基礎(chǔ)、底座沉降不均使對(duì)中超差和軟地腳造成對(duì)中不良；五是環(huán)境溫度變化大，機(jī)器熱變形不同。????2．辨其不對(duì)中形式???軸頸在軸承中偏斜稱軸承不對(duì)中；用聯(lián)軸器連接的轉(zhuǎn)子不處在同一直線上稱軸系不對(duì)中；軸系不對(duì)中可分為平行不對(duì)中、角度不對(duì)中、綜合

2、不對(duì)中。???3．熟知不對(duì)中特征????軸系不對(duì)中本身不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，主要影響到油膜性能和阻尼，在轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)，由于軸承不對(duì)中對(duì)不平衡力的反作用，會(huì)出現(xiàn)工頻振動(dòng)；當(dāng)其不對(duì)中過(guò)大時(shí)，有可能使轉(zhuǎn)子失穩(wěn)或產(chǎn)生碰摩，在一定條件下會(huì)出現(xiàn)高次諧波振動(dòng)（負(fù)荷大時(shí)）或引起油膜渦動(dòng)進(jìn)而導(dǎo)致油膜振蕩（負(fù)荷輕時(shí)）。而軸系不對(duì)中將導(dǎo)致軸向、徑向交變力，引起其振動(dòng)特征頻率為轉(zhuǎn)子工頻的軸向振動(dòng)和2倍頻分量的徑向振動(dòng)。對(duì)于齒式聯(lián)軸器，平行不對(duì)中時(shí)產(chǎn)生以軸向?yàn)橹鞯恼駝?dòng)，角度不對(duì)中及綜合不對(duì)中時(shí)和剛性聯(lián)軸器不對(duì)中一樣，會(huì)產(chǎn)生徑向振動(dòng)和軸向振

3、動(dòng)。????二、診斷不對(duì)中故障務(wù)必思路明確???1．測(cè)軸振動(dòng)與測(cè)機(jī)殼（軸承座）的選擇???因故障時(shí)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的變化比軸承座敏感，故用電渦流位移傳感器測(cè)軸振動(dòng)是首選，不具備條件時(shí)，可用速度（或加速度）傳感器測(cè)量機(jī)殼（軸承座）的振動(dòng)。???2．分析頻帶的選擇???因不平衡、不對(duì)中故障均發(fā)生在低頻帶，故應(yīng)根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速選分析頻帶為1kHz或500Hz以下為宜。???3．測(cè)量參數(shù)的選擇???位移d、速度v、加速度a是描述振動(dòng)幅值大小的三個(gè)參數(shù)，由于位移參數(shù)對(duì)100Hz以下的低頻信號(hào)敏感，速度參數(shù)對(duì)1kHz以下的低

4、頻信號(hào)敏感，加速度參數(shù)對(duì)1kHz以上的高頻信號(hào)敏感，故不對(duì)中應(yīng)選位移或速度參數(shù)。???4．診斷標(biāo)準(zhǔn)與參考圖譜的選擇???在排除存在其他故障的情況下，根據(jù)機(jī)組類別和儀器功能進(jìn)行選擇；做簡(jiǎn)易診斷可選絕對(duì)、相對(duì)、類比三種標(biāo)準(zhǔn)之一，在此基礎(chǔ)上再選機(jī)組正常時(shí)的圖譜或不對(duì)中故障圖譜作為參考圖譜，用實(shí)測(cè)分析圖譜與之對(duì)比作出精密診斷。????三、診斷不對(duì)中故障力求方法得當(dāng)???進(jìn)行機(jī)組的故障診斷時(shí)，在熟知其故障振動(dòng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，辨清各故障之間的區(qū)別與聯(lián)系，以求在眾多的信號(hào)分析譜圖中，尋找與不對(duì)中故障對(duì)應(yīng)的特征信息。診斷不

5、對(duì)中故障，可用時(shí)域波形圖、幅值（功率）譜、相位譜、軸心軌跡（或提純的）、全息譜、級(jí)聯(lián)圖來(lái)識(shí)別。分別有如下一些表現(xiàn)形式。????1．時(shí)域波形為1X、2X疊加的M形波形。???2．幅值、功率譜上2X分量大，常伴有1X及高次諧波；當(dāng)不對(duì)中比較嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)準(zhǔn)確的分頻X12、X13及調(diào)制和差頻成分1X、3X。????3．軸線平行不對(duì)中的振動(dòng)頻率有明顯的2X特征，而相位是基頻的2倍；角度不對(duì)中的振動(dòng)頻率具有徑向2X特征，激振力振幅對(duì)轉(zhuǎn)速敏感；綜合不對(duì)中特征頻率為2X，激振力幅與不對(duì)中量成正比，且隨轉(zhuǎn)速升高而加大；聯(lián)

6、軸器同側(cè)相互垂直的兩個(gè)方向上，2X相位差是基頻的2倍。????4．在聯(lián)軸器兩側(cè)同一方向的相位差：在平行不對(duì)中時(shí)為0°，角度不對(duì)中時(shí)為180°，綜合不對(duì)中時(shí)為0°～180°。????5．振動(dòng)方向上：平行不對(duì)中主要以軸向?yàn)橹鳎嵌炔粚?duì)中和綜合不對(duì)中時(shí)徑向、軸向均較大。5????6．軸心軌跡呈雙環(huán)橢圓，提純軸心軌跡呈香蕉形或8字形；其進(jìn)動(dòng)方向?yàn)檎M(jìn)動(dòng)。????7．全息譜上2X、4X橢圓較扁，且兩者長(zhǎng)軸近似垂直。???8．振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速、負(fù)荷變化明顯；油溫、介質(zhì)溫度變化有影響；但不隨壓力、流量變化。????四、實(shí)踐?

7、??現(xiàn)以汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷為例，介紹上述不對(duì)中故障的分析與診斷基本原則的實(shí)踐。?????中國(guó)鋁業(yè)河南分公司熱力廠的汽輪發(fā)電機(jī)組，正常運(yùn)行時(shí)各測(cè)點(diǎn)振值較小，2003年8月初以來(lái)，振動(dòng)呈逐步平緩上升趨勢(shì)。為避免設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)惡化，需查找故障源消除異常振動(dòng)，因此，于9月16日對(duì)該機(jī)組按圖1所示測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)分析診斷。????????1．根據(jù)機(jī)組結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析????大型機(jī)組常見(jiàn)振動(dòng)故障類型有：齒輪和滾動(dòng)軸承損傷、不平衡、不對(duì)中、軸彎曲、軸裂紋、支承聯(lián)接松動(dòng)、動(dòng)靜碰摩、軸配合失效、油膜渦動(dòng)、油膜振蕩、旋轉(zhuǎn)

8、失速、喘振等。因該機(jī)組是滑動(dòng)軸承支承的轉(zhuǎn)子，故不存在滾動(dòng)軸承損傷故障；由于機(jī)組振動(dòng)呈逐步平緩上升趨勢(shì)，依據(jù)此振動(dòng)形式和特征及機(jī)組情況，可排除原始不平衡、突發(fā)不平衡、軸彎曲、軸裂紋、軸配合失效、油膜振蕩、旋轉(zhuǎn)失速、喘振故障的產(chǎn)生。???????表1?汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)軸振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)（雙振幅）μm??????????選用電渦流位移傳感器（水平、垂直、鑒相）測(cè)機(jī)組軸的振動(dòng)。鑒于機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3000r/min(50Hz)，故選分析頻帶為5