故障診斷方法與應(yīng)用-旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障機(jī)理與診斷技術(shù)-2

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析l轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷l(xiāng)動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)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l(xiāng)轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障原因分析故障原因分析n制造時(shí)幾何尺寸不同心、材質(zhì)不均n安裝方式不好，如用斜鍵等n軸水平放置太久，或受熱不均，造成永久或暫時(shí)變形n工作

2、中的液、固雜質(zhì)或腐蝕，使轉(zhuǎn)子不對(duì)稱(chēng)磨損或不對(duì)稱(chēng)沉積n零件配合過(guò)松，旋轉(zhuǎn)時(shí)間隙變大，造成偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障轉(zhuǎn)子不平衡故障不平衡的原因不平衡的原因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子機(jī)械損傷機(jī)械損傷污染物堆積污染物堆積軸彎曲軸彎曲軸孔偏離中心軸孔偏離中心風(fēng)扇風(fēng)扇機(jī)械損傷機(jī)械損傷污染物堆積污染物堆積軸孔偏離中心軸孔偏離中心齒輪齒輪機(jī)械損傷機(jī)械損傷軸孔偏離中心軸孔偏離中心轉(zhuǎn)子不平衡故障轉(zhuǎn)子不平衡故障不平衡的原因不平衡的原因滑輪滑輪/ /槽輪槽輪機(jī)械損傷機(jī)械損傷瑣絲太大瑣絲太大軸孔偏離中心軸孔偏離中心飛輪機(jī)械損傷偏心偏心孔軸孔偏離中心軸軸彎曲不規(guī)則不規(guī)則加工轉(zhuǎn)子不平衡故障轉(zhuǎn)子不平

3、衡故障不平衡的原因不平衡的原因葉輪葉輪機(jī)械損傷機(jī)械損傷腐蝕腐蝕聯(lián)軸器聯(lián)軸器機(jī)械損傷機(jī)械損傷軸孔偏離中心軸孔偏離中心電氣繞組電氣繞組銅線(xiàn)分布不均銅線(xiàn)分布不均轉(zhuǎn)子不平衡故障轉(zhuǎn)子不平衡故障不平衡的原因不平衡的原因鑄造缺陷鑄造缺陷熱膨脹熱膨脹由于每個(gè)部件的由于每個(gè)部件的熱膨脹率不同影熱膨脹率不同影響轉(zhuǎn)子平衡響轉(zhuǎn)子平衡軸孔太大軸孔太大轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)不平衡的種類(lèi)不平衡的種類(lèi)n按發(fā)生不平衡的過(guò)程分 原始不平衡 漸發(fā)性不平衡 突發(fā)性不平衡n按機(jī)理可分為：靜失衡、力偶失衡、準(zhǔn)靜失衡、動(dòng)失衡旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故

4、障機(jī)理與診斷剛性轉(zhuǎn)子不平衡的形式剛性轉(zhuǎn)子不平衡的形式靜不平衡 離心慣性力系有離心慣性力系有合力動(dòng)不平衡動(dòng)不平衡 = 靜不平衡 + 偶不平衡離心慣性力系合成為一合力合力和一合力偶合力偶 偶不平衡偶不平衡 離心慣性力系有合力偶合力偶旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障機(jī)理故障機(jī)理n如下圖所示單盤(pán)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，由于質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合而產(chǎn)生不平衡n交變的力(方向、大小周期性變化)會(huì)引起振動(dòng)n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一周，離心力方向改變一次，因此不平衡振動(dòng)的頻率與轉(zhuǎn)速相一致。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡F（t）te c(a) 轉(zhuǎn)

5、子系統(tǒng)MFsint y( t)ck(b) 振動(dòng)模型轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)無(wú)阻尼時(shí)，無(wú)阻尼時(shí)，O、O、G三點(diǎn)成一直線(xiàn)三點(diǎn)成一直線(xiàn)l實(shí)際轉(zhuǎn)子總存在阻尼實(shí)際轉(zhuǎn)子總存在阻尼n工作介質(zhì)、軸承油膜的黏性阻尼黏性阻尼，滑動(dòng)面之間的摩擦阻尼摩擦阻尼，軸材料不完全彈性的內(nèi)摩擦阻尼內(nèi)摩擦阻尼，轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)因變形能耗產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)阻尼結(jié)構(gòu)阻尼n阻尼力與速度成正比，力的方向與速度方向相反旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)不平衡故障的振動(dòng)機(jī)理不平衡故障的振動(dòng)機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡設(shè)：偏心距e，轉(zhuǎn)

6、子質(zhì)量M，軸剛度k，阻尼系數(shù)c，轉(zhuǎn)速n（r/min），角速度=2n/60，離心力F=Me2，分解為兩方向的力為： tsinMetsinFtFtcosMetcosFtFyx22兩力相差90，振動(dòng)方程式為：2sinMycykyMet22sinnnyyyet歸一化后：其中：阻尼系數(shù)102,Mcn自振頻率 ；激振頻率 。Mkn602 n轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障機(jī)理故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡 )sin(tYty上式的通解為：)sin(1sin)(2tYDetyntn公式第一部分為瞬態(tài)解，是衰減的自由振動(dòng)，很快消失；公式第二部分為穩(wěn)態(tài)解，是強(qiáng)

7、迫振動(dòng)： 222221nnneeHY其中：轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障機(jī)理故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡 2222212arctan21nnnnnHH()-幅頻響應(yīng)函數(shù)，表示振幅Y隨頻率比 /n的變化而變化的放大系數(shù)，當(dāng) /n 1時(shí)出現(xiàn)共振峰； ()-相頻響應(yīng)函數(shù)，當(dāng) /n 1時(shí)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)阻尼對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響阻尼對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響n(yōu)阻尼對(duì)臨界轉(zhuǎn)速無(wú)影響，但對(duì)共振峰的高低有較大影響。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡不敏感轉(zhuǎn)子不敏感轉(zhuǎn)子阻尼小阻尼小阻尼大阻尼大轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速

8、振幅振幅轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)轉(zhuǎn)子不平衡故障的頻譜特征轉(zhuǎn)子不平衡故障的頻譜特征n振動(dòng)幅值與轉(zhuǎn)速平方成正比n工頻的1倍頻能量較大n同一平面x,y振動(dòng)相位差90l轉(zhuǎn)子不平衡故障的時(shí)域特征轉(zhuǎn)子不平衡故障的時(shí)域特征n呈現(xiàn)為類(lèi)似簡(jiǎn)諧振動(dòng)的波形n由于其他振動(dòng)信號(hào)源（松動(dòng)、不動(dòng)中、軸承磨損、噪聲）的影響，實(shí)際的信號(hào)不會(huì)是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)軸心軌跡軸心軌跡n轉(zhuǎn)子軸心點(diǎn)相對(duì)于軸承座運(yùn)動(dòng)而形成的軌跡n正向進(jìn)動(dòng)：軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡轉(zhuǎn)向一致 不平衡、不對(duì)中、油膜失穩(wěn)產(chǎn)生的亞同步渦動(dòng)、內(nèi)摩擦激發(fā)的渦

9、動(dòng)等n逆向進(jìn)動(dòng)：軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡轉(zhuǎn)向相反 干摩擦等少數(shù)情況下發(fā)生l轉(zhuǎn)子不平衡的軸心軌跡轉(zhuǎn)子不平衡的軸心軌跡n軸在各個(gè)方向上剛度有差別，所以轉(zhuǎn)子軸心軌跡通常為橢圓n從軸心軌跡觀察其進(jìn)動(dòng)特征為同步正進(jìn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)轉(zhuǎn)子不平衡與轉(zhuǎn)速的關(guān)系轉(zhuǎn)子不平衡與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n當(dāng)n后，即在臨界轉(zhuǎn)速以上，轉(zhuǎn)速增加時(shí)振幅趨于一個(gè)較小的穩(wěn)定值；當(dāng)接近n時(shí)，發(fā)生共振，振幅具有最大峰值n當(dāng)工作轉(zhuǎn)速一定時(shí)，相位穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的主要特征轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障

10、特征故障特征n原始不平衡、漸變不平衡、突發(fā)不平衡旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障特征故障特征n靜不平衡、力偶不平衡的幅值譜相似n靜不平衡 轉(zhuǎn)子兩側(cè)軸承的振動(dòng)相位相同n力偶不平衡 轉(zhuǎn)子兩側(cè)軸承的振動(dòng)相位相反旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例1n某大型離心式壓縮機(jī)組蒸汽透平經(jīng)檢修更換轉(zhuǎn)子后，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)。壓縮機(jī)兩端軸承處徑向振幅達(dá)到報(bào)警值，機(jī)器不能正常運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡壓縮機(jī)振動(dòng)特征轉(zhuǎn)子不平衡

11、故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例1n振動(dòng)特征分析 振動(dòng)大小隨轉(zhuǎn)速升降變化明顯 時(shí)域波形為正弦波 軸心軌跡為橢圓 振動(dòng)相位穩(wěn)定，為同步正進(jìn)動(dòng) 頻譜中能量集中于1頻，有突出的峰值，高次諧波分量較小n診斷意見(jiàn)：強(qiáng)烈振動(dòng)的原因是振動(dòng)不平衡n處理措施：監(jiān)護(hù)運(yùn)行n生產(chǎn)驗(yàn)證 在加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的前提下維持運(yùn)行，其振動(dòng)趨勢(shì)穩(wěn)定，沒(méi)有增大的趨勢(shì) 維持運(yùn)行一個(gè)大修周期后，下次大修發(fā)現(xiàn)動(dòng)平衡嚴(yán)重超標(biāo) 原因：轉(zhuǎn)子庫(kù)存時(shí)間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子較重，未按規(guī)定周期盤(pán)轉(zhuǎn)原因：轉(zhuǎn)子庫(kù)存時(shí)間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子較重，未按規(guī)定周期盤(pán)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)

12、診斷實(shí)例診斷實(shí)例2n某52萬(wàn)噸/年尿素裝置CO2壓縮機(jī)組低壓缸轉(zhuǎn)子，大修后開(kāi)車(chē)振動(dòng)值正常，但在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)其振動(dòng)值有逐步增大的趨勢(shì)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡CO2壓縮機(jī)漸變不平衡振動(dòng)特征轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例2n振動(dòng)特征分析 時(shí)域波形為正弦波 頻譜圖中，以1頻為主 分析其矢量域圖，相位有一緩慢變化n診斷意見(jiàn)：故障原因?yàn)闈u變不平衡，是由于轉(zhuǎn)子流道結(jié)垢或局部腐蝕造成的n處理措施：監(jiān)護(hù)運(yùn)行n生產(chǎn)驗(yàn)證 6個(gè)月后大修時(shí)檢查到轉(zhuǎn)子并不彎曲 目測(cè)無(wú)結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象 拆卸檢查后發(fā)現(xiàn)一軸套內(nèi)側(cè)發(fā)生局部嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量逐漸增大旋轉(zhuǎn)

13、機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)轉(zhuǎn)子不平衡故障的特征小結(jié)轉(zhuǎn)子不平衡故障的特征小結(jié)n主要表現(xiàn)為徑向振動(dòng)n振動(dòng)能量主要集中在工頻的1倍頻n振動(dòng)幅值隨轉(zhuǎn)速升高而迅速增大n振動(dòng)幅值不隨負(fù)荷的增大而增大n同一平面X、Y方向振動(dòng)相位差90n會(huì)引起地基的不均勻沉降旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)轉(zhuǎn)子不平衡故障的診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障的診斷n改變轉(zhuǎn)速，做瀑布圖旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷l(xiāng)轉(zhuǎn)子不平衡故障的診斷

14、轉(zhuǎn)子不平衡故障的診斷n機(jī)器出現(xiàn)不平衡故障的同時(shí)，常常還伴有其他的問(wèn)題，如：不對(duì)中、松動(dòng)等。n其他類(lèi)的故障也會(huì)引起工頻1倍頻的振動(dòng)能量n在給出結(jié)論前，需要進(jìn)行綜合分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)雙面平衡的布置和方法雙面平衡的布置和方法 10111011QBBQAA , 20222022QBBQAA , 0221102211BPPAPP 幅值幅值相位相位轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速A B I II A B 1.測(cè)原始振動(dòng)測(cè)原始振動(dòng)A0，B0。2.平面平面I 內(nèi)加試重內(nèi)加試重Q1，測(cè)得振動(dòng)測(cè)得振動(dòng)A1，B1。3.計(jì)算影響系數(shù)計(jì)算影響系數(shù)4.平面平面II 內(nèi)加試重內(nèi)加試

15、重Q2，測(cè)得振動(dòng)測(cè)得振動(dòng)A2，B2。5.計(jì)算影響系數(shù)計(jì)算影響系數(shù)6.按下式求得校正質(zhì)量按下式求得校正質(zhì)量P1，P2?，F(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)l現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡n針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的平衡n試重的方向選擇n相位的測(cè)量 互譜、互相關(guān)l評(píng)價(jià)某種平衡方法的原則評(píng)價(jià)某種平衡方法的原則n平衡精度高n平衡時(shí)，開(kāi)車(chē)次數(shù)少。n校正質(zhì)量數(shù)目少，總質(zhì)量小。n測(cè)試儀器和設(shè)備較少。n對(duì)操作者的技術(shù)水平?jīng)]有過(guò)高的要求?，F(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)l利用影響系數(shù)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)平衡的影響因素利用影響系數(shù)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)平衡的影響因素n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)

16、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。n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)子柔性的存在會(huì)使轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速下具有不同的不平衡狀態(tài)在不同轉(zhuǎn)速下具有不同的不平衡狀態(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n系統(tǒng)的線(xiàn)性程度 若不平衡質(zhì)量與振動(dòng)值之間的線(xiàn)性關(guān)系較差線(xiàn)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(xiàn)性反應(yīng)更為靈敏。不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)造成不對(duì)中的原因造成不對(duì)中的原因n安裝誤差n管道應(yīng)變影響n(yōu)溫度變化熱變

17、形n基礎(chǔ)沉降不均l危害危害n滾動(dòng)軸承 振動(dòng)噪聲 過(guò)度磨損 “卡死” n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)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中不對(duì)中的危害不對(duì)中的危害- -熱像圖熱像圖30,000 out平行10,000/inch out角1,000/inch out角不對(duì)中62 F105 F0對(duì)中不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)據(jù)美國(guó)據(jù)美國(guó)MONSANTO石化公司統(tǒng)計(jì)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的石化公司統(tǒng)計(jì)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的 5060 %是由轉(zhuǎn)子不對(duì)中引起的。是由轉(zhuǎn)子不對(duì)中引起的。l轉(zhuǎn)子不對(duì)中的類(lèi)型轉(zhuǎn)子不對(duì)中的類(lèi)型n軸承不對(duì)中：軸頸在軸承中偏斜n軸

18、系不對(duì)中：各轉(zhuǎn)子不處在同一直線(xiàn)上 平行不對(duì)中：軸線(xiàn)平行位移 角度不對(duì)中：軸線(xiàn)交叉成一角度 綜合不對(duì)中：軸線(xiàn)位移且交叉旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(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)中不對(duì)中故障機(jī)理不對(duì)中故障機(jī)理l齒式聯(lián)軸器平行不對(duì)中齒式聯(lián)軸器平行不對(duì)中不對(duì)中故障機(jī)理不對(duì)中故障機(jī)理l齒式聯(lián)軸器平行不對(duì)中齒式聯(lián)軸器平行不對(duì)中2cos2121coscos2sin21cossinDDDyDDxdDdydDdx2sin2cosdtDddtdydtdxVK/)/()/(222/2)2/(dtdDVKK不對(duì)中故障機(jī)理不對(duì)中故障機(jī)理l剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中剛性聯(lián)軸器平行

19、不對(duì)中n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)nPO1=PS, PO2e,O1SPO2nSO2=PO2-PO1=ecostn若兩半聯(lián)軸節(jié)尺寸和材料相同，則PO1受壓縮、PO2受拉伸，兩者變形量近似相等 =SO2 / 2=ecost / 2n設(shè)剛度為K，則 F=K= Kecost / 2不對(duì)中故障機(jī)理不對(duì)中故障機(jī)理l剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中n將F進(jìn)行分解nFy前一項(xiàng)不隨時(shí)間而變化，力圖把兩個(gè)聯(lián)軸節(jié)的不對(duì)中量縮小nFy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n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。

20、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)。tKeKeteKtFFy2cos44cos2cos2tKetFFx2sin4sin不對(duì)中故障機(jī)理不對(duì)中故障機(jī)理l角度不對(duì)中角度不對(duì)中n螺栓拉力作用下，兩半聯(lián)軸節(jié)中存在一個(gè)彎矩，力圖減小兩軸中心線(xiàn)的交角n軸旋轉(zhuǎn)一周，彎矩作用方軸旋轉(zhuǎn)一周，彎矩作用方向交變一次向交變一次，彎矩施加于軸的彎曲變形也每周變化一次，由此引起工頻振動(dòng)工頻振動(dòng)n上側(cè)螺孔旋轉(zhuǎn)到下側(cè)時(shí)，螺孔距離增大，拉伸力變化一次。聯(lián)軸節(jié)帶著軸發(fā)生軸向躥動(dòng)，振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)速頻率n下側(cè)螺孔轉(zhuǎn)到上側(cè)時(shí)，螺孔距離變小，拉緊力減弱，不存在迫使軸產(chǎn)生軸向躥動(dòng)的力不對(duì)中

21、故障不對(duì)中故障l轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征n振動(dòng)的振幅與轉(zhuǎn)子的負(fù)荷有關(guān) 負(fù)荷越大、振幅越大n不對(duì)中故障對(duì)轉(zhuǎn)子的激勵(lì)力隨轉(zhuǎn)速的升高而加大 激勵(lì)力與不對(duì)中量成正比n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)n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，也有2x，3x。不對(duì)中故障不對(duì)中故障l轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征n振動(dòng)幅值 振動(dòng)頻譜中2x幅值超過(guò)1x幅值約50時(shí)，常常說(shuō)明是徑向不對(duì)中。 2x值相對(duì)于1x幅值的高度常取決于聯(lián)軸器的類(lèi)型

22、和結(jié)構(gòu)。 2X幅值接近1X幅值是常見(jiàn)的，尤其是平行不對(duì)中嚴(yán)重時(shí)。 軸向2x或3x幅值約是1x轉(zhuǎn)數(shù)頻率幅值的30到50時(shí)，說(shuō)明是角向不對(duì)中。n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180n軸心軌跡：香蕉形、8字形、外圈中產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)圈不對(duì)中故障不對(duì)中故障l平行不對(duì)中的故障特征平行不對(duì)中的故障特征不對(duì)中故障不對(duì)中故障l角度不對(duì)中的故障特征角度不對(duì)中的故障特征不對(duì)中故障不對(duì)中故障l不對(duì)中故障，除了不對(duì)中故障，除了1x，2 x頻率外，還會(huì)出現(xiàn)頻率外，還會(huì)出現(xiàn)3x倍頻倍頻不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷方法診斷方法n簡(jiǎn)易診斷 軸向振動(dòng)n精密診斷 軸心

23、軌跡：香蕉形、8字形、外圈中產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)圈 用功率譜的2倍頻2fr 、3倍頻3fr成分判斷不對(duì)中故障 相位信息 全息譜技術(shù)l說(shuō)明說(shuō)明n2倍頻、軸向振動(dòng)都是不對(duì)中的重要特征，但也可能是由其他的故障引起的 軸彎曲、推力軸承的磨損、斜齒輪磨損n相位是區(qū)別不對(duì)中與其他不同故障源的關(guān)鍵指示。 受綜合不對(duì)中的影響，相位差不一定是嚴(yán)格的180旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例n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

24、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)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中機(jī)組布置示意圖不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中異常振動(dòng)特征不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例n高壓缸主要振動(dòng)特征 連接壓縮機(jī)高、低壓缸之間的聯(lián)軸器兩端振動(dòng)較大 測(cè)點(diǎn)5的振動(dòng)波形畸變?yōu)榛l與倍頻的疊加波，頻譜中2頻諧波具有較大峰值 軸心軌跡為雙橢圓復(fù)合軌跡 軸向振動(dòng)較大n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n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

25、套的連接螺栓已斷掉三只 對(duì)中嚴(yán)重超差對(duì)中嚴(yán)重超差，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)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)小結(jié)小結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障原因與治理措施油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜軸承的分類(lèi)（按工作原理分）油膜軸承的分類(lèi)（按工作原理分

26、）n靜壓軸承 依靠潤(rùn)滑油在轉(zhuǎn)子軸頸周?chē)纬傻撵o壓力差域外載荷相平衡的原理進(jìn)行工作 無(wú)論軸是否旋轉(zhuǎn)，軸頸始終浮在壓力油中 旋轉(zhuǎn)精度高、摩擦阻力小、承載能力強(qiáng)、對(duì)轉(zhuǎn)速的適應(yīng)性和抗振性好 制造工藝要求高，供油裝置復(fù)雜 主要用于高精度的機(jī)床n動(dòng)壓軸承 油膜壓力靠軸本身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生 供油系統(tǒng)簡(jiǎn)單 設(shè)計(jì)良好的動(dòng)壓軸承具有很長(zhǎng)的使用壽命 應(yīng)用非常廣泛：壓縮機(jī)、泵、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)動(dòng)壓動(dòng)壓油膜軸承的工作原理油膜軸承的工作原理 軸頸靜止軸頸靜止時(shí)，沉在軸承底部 軸頸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸頸依靠摩擦力作用，沿軸承內(nèi)表面往上爬行，

27、達(dá)到一定位置，摩擦力不能支持轉(zhuǎn)子重力，開(kāi)始打滑，即為半液體摩擦半液體摩擦 油楔的入口斷面大于出口斷面，隨著轉(zhuǎn)速的升高，軸頸被油壓擠向另軸頸被油壓擠向另外一側(cè)外一側(cè) 如果帶入楔形間隙內(nèi)的潤(rùn)滑油流量是連續(xù)的，油液中的油壓就會(huì)升高，達(dá)到一定程度，間隙內(nèi)積聚的油膜的壓力可以把轉(zhuǎn)子軸頸抬起油膜的壓力可以把轉(zhuǎn)子軸頸抬起 當(dāng)油膜壓力與外載荷平衡時(shí)，軸頸就在與軸承內(nèi)表面不發(fā)生接觸的情況下穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)軸頸在軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)的油膜壓力分布軸頸在軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)的油膜壓力分布n偏位角n e 偏心距n c 平均間隙，c = R-r

28、n相對(duì)間隙， c / rn相對(duì)偏心率， = e / rnhmin 最小油膜厚度nhmin = c e = c(1- )油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)軸承的承載能力軸承的承載能力nP 軸承載荷nS0軸承承載能力系數(shù) 也稱(chēng)索默費(fèi)爾特(Sommerfeld)數(shù)n潤(rùn)滑油動(dòng)力黏度系數(shù)n l 軸承寬度nd 軸承直徑n軸頸旋轉(zhuǎn)角速度n相對(duì)間隙l軸承承載能力系數(shù)軸承承載能力系數(shù)nS0是相對(duì)偏心率 （= e / r）和軸承寬徑比（l/d）的函數(shù)nS01，稱(chēng)為低速重載轉(zhuǎn)子； S01，稱(chēng)為高速輕載轉(zhuǎn)子n高速輕載轉(zhuǎn)子易產(chǎn)生油膜失穩(wěn)n低速重載轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性雖好，但偏心率過(guò)大時(shí)，油膜過(guò)薄，易產(chǎn)生干摩擦20

29、ldSP 油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)高速滑動(dòng)軸承的油膜失穩(wěn)機(jī)理高速滑動(dòng)軸承的油膜失穩(wěn)機(jī)理n軸承通過(guò)油膜支承載荷（完全流體潤(rùn)滑狀態(tài)下）時(shí)，摩擦功耗最小n穩(wěn)態(tài)情況下：油膜動(dòng)壓合力R與軸載荷P處于平衡狀態(tài)n軸受到瞬時(shí)擾動(dòng)情況下：油膜動(dòng)壓合力R與軸載荷P不再保持平衡狀態(tài)，形成合力F。nF可沿垂直和水平方向分解為Fr和Fu。其中Fr與軸的水平位移方向相反，力圖使軸心恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的位置，因此稱(chēng)Fr為恢復(fù)力。Fu則力圖使軸心繞軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，因此稱(chēng)Fu為渦動(dòng)力。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承軸頸的受力分析油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)半速渦動(dòng)半速渦動(dòng)

30、n因?yàn)橛途哂叙ば?，所以軸頸表面的油流速度與軸頸線(xiàn)速度相同，均為r，而軸瓦表面的油流速度為0n假設(shè)油流速度呈直線(xiàn)分布n軸頸某一直徑掃過(guò)的面積，即為油楔入口與出口的流量差dQedtrldteClrdteClr222dtdQrel212121油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)實(shí)際的渦動(dòng)頻率，通常低于轉(zhuǎn)頻的一半實(shí)際的渦動(dòng)頻率，通常低于轉(zhuǎn)頻的一半n油楔入口的油流速度由于受到不斷增大的壓力作用將會(huì)逐漸減慢，油楔出口的油流速度則會(huì)加速。實(shí)際速度與假設(shè)速度在分布上的差別使驅(qū)動(dòng)軸頸渦動(dòng)的速度下降。n軸承中的壓力油不僅被軸頸帶著作圓周運(yùn)動(dòng)，還向軸承兩側(cè)泄油，用以帶走軸承工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。油有泄漏時(shí)

31、，dQ不等于0n根據(jù)國(guó)外資料介紹，半速渦動(dòng)的實(shí)際振動(dòng)頻率為n (0.430.48)油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜軸承不穩(wěn)定的工作機(jī)理油膜軸承不穩(wěn)定的工作機(jī)理n半速渦動(dòng)與油膜振蕩 當(dāng)恢復(fù)力矩大于渦動(dòng)力矩時(shí)，軸承將回到穩(wěn)定狀態(tài)工作。相反，若渦動(dòng)力矩大于恢復(fù)力矩時(shí)，則軸心開(kāi)始渦動(dòng)，即轉(zhuǎn)軸除自轉(zhuǎn)外，還繞軸承中心公轉(zhuǎn)，這種公轉(zhuǎn)稱(chēng)為渦動(dòng)。 流體動(dòng)壓激振渦動(dòng)的方向與自轉(zhuǎn)方向相同，摩擦激振渦動(dòng)的方向與自轉(zhuǎn)方向相反。 半速渦動(dòng)：油膜渦動(dòng)速度（角頻率）的理論值為軸的轉(zhuǎn)速（角頻率）之半，稱(chēng)為半速渦動(dòng)。 油膜振蕩：轉(zhuǎn)子在渦動(dòng)共振的狀態(tài)下，將表現(xiàn)為強(qiáng)烈的振蕩稱(chēng)為油膜振蕩。 渦動(dòng)速度=(0.430

32、.48)， 軸心軌跡為內(nèi)8字旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜軸承不穩(wěn)定的工作機(jī)理油膜軸承不穩(wěn)定的工作機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的頻譜及軸心軌跡油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)半速渦動(dòng)與油膜振蕩半速渦動(dòng)與油膜振蕩n半速渦動(dòng)的發(fā)展將使轉(zhuǎn)子由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定n在半速渦動(dòng)出現(xiàn)的初期階段初期階段，由于油膜具有非線(xiàn)性特性（即軸頸渦動(dòng)幅度增加時(shí)，油膜的剛度和阻尼較線(xiàn)性關(guān)系增加得更快），抑制了轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)幅度，軸心軸心軌跡為一穩(wěn)定的封閉圖形軌跡為一穩(wěn)定的封閉圖形。n轉(zhuǎn)速升至臨界轉(zhuǎn)速的

33、兩倍轉(zhuǎn)速升至臨界轉(zhuǎn)速的兩倍，渦動(dòng)頻率與一階自振頻率重合，發(fā)生油膜振蕩。n轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，振動(dòng)并不減弱，而且振動(dòng)頻率基本上不再隨轉(zhuǎn)速而升高。油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的特征油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的特征n輕載轉(zhuǎn)子 在第一臨界轉(zhuǎn)速之前就可能發(fā)生不穩(wěn)定的半速渦動(dòng)，但不產(chǎn)生大幅度的振動(dòng) 當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到兩倍第一臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子由于共振有較大的振幅 越過(guò)第一臨界轉(zhuǎn)速后振幅再次減少，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到兩倍第一臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振幅增大并且不隨著轉(zhuǎn)速的增加而改變，即發(fā)生了油膜振蕩n中載轉(zhuǎn)子 過(guò)了一階臨界轉(zhuǎn)速后會(huì)出現(xiàn)半速渦動(dòng) 油膜振蕩在二倍的第一臨界轉(zhuǎn)速之后出現(xiàn)n重載轉(zhuǎn)子 低轉(zhuǎn)速時(shí)并不存在半速渦

34、動(dòng)現(xiàn)象，甚至轉(zhuǎn)速達(dá)到兩倍的第一臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，也不會(huì)立即發(fā)生很大的振動(dòng) 轉(zhuǎn)速達(dá)到兩倍的第一臨界轉(zhuǎn)速之后的某一轉(zhuǎn)速時(shí)，突然發(fā)生油膜振蕩旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的特征油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的特征旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承不同載荷下的油膜振蕩特點(diǎn)油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的特征油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的特征n油膜振蕩的其它特征 油膜振蕩在一階臨界轉(zhuǎn)速的二倍以上時(shí)發(fā)生 一旦發(fā)生振蕩，振幅急劇加大，即使再提高轉(zhuǎn)速，振幅也不會(huì)下降 油膜振蕩時(shí)，軸頸中心的渦動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)

35、子的一階固有頻率 油膜振蕩具有慣性效應(yīng)慣性效應(yīng)，升速時(shí)產(chǎn)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速和降速時(shí)油膜振蕩消失時(shí)的轉(zhuǎn)速不同 油膜振蕩為正進(jìn)動(dòng)，即軸心渦動(dòng)的方向和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障原因故障原因n軸承參數(shù)設(shè)計(jì)不合理n軸承制造不符合技術(shù)要求n安裝不當(dāng)n油溫或油壓不當(dāng)n潤(rùn)滑不良n軸承磨損、疲勞損壞、腐蝕、氣蝕等旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜振蕩的防治措施油膜振蕩的防治措施n設(shè)計(jì)上盡量避開(kāi)油膜共振區(qū) (應(yīng)使避免為2c1)n增加軸承比壓 軸承比壓是指軸

36、瓦工作面上單位面積所承受的載荷 增加軸承比壓，即提高軸承承載能力系數(shù)，增大軸頸偏心率，以提高油膜穩(wěn)定性 常用的方法是減小軸瓦的長(zhǎng)度n減小軸承間隙 試驗(yàn)表明，減小軸承間隙，可提高發(fā)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速 減小間隙，相當(dāng)于增大了軸承的偏心率=e/c旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承dlPp 油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜振蕩的防治措施油膜振蕩的防治措施n控制適當(dāng)?shù)妮S瓦預(yù)負(fù)荷 軸承的預(yù)負(fù)荷定義為 對(duì)于圓柱軸承，c =Rp-Rs，預(yù)負(fù)荷為0 預(yù)負(fù)荷為正值，表示軸瓦內(nèi)表面上的曲率半徑大于軸頸半徑，相當(dāng)于起到了增大偏心率的作用 橢圓軸承的穩(wěn)定性?xún)?yōu)于圓柱軸承 多油楔軸承的穩(wěn)定

37、性較好spkRRcP1油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜振蕩的防治措施油膜振蕩的防治措施n選用抗振性好的軸承 對(duì)于高速轉(zhuǎn)子，通常采用多油楔可傾瓦軸承n調(diào)整油溫 適當(dāng)?shù)厣哂蜏兀瑴p小油的黏度，可以增加偏心率 對(duì)于已經(jīng)不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)子，降低油溫，增加油膜對(duì)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)的阻尼作用，有時(shí)對(duì)降低轉(zhuǎn)子的振幅有利。油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例1n某氣體壓縮機(jī)運(yùn)行期間，蒸汽透平時(shí)常有短時(shí)強(qiáng)振發(fā)生。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承1#軸承測(cè)點(diǎn)頻譜變化趨勢(shì)油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例1旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故

38、障診斷油膜軸承油膜軸承測(cè)點(diǎn)強(qiáng)振時(shí)的波形和頻譜測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值較小時(shí)的波形與頻譜油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例1n振動(dòng)特征分析 正常時(shí)，機(jī)組各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)均以工頻成分(143.3Hz)幅值最大，同時(shí)存在豐富的低次諧波成分,并有幅值較小但不穩(wěn)定的69.8Hz(相當(dāng)于0.49)成分存在，時(shí)域波形存在單邊削頂現(xiàn)象，呈現(xiàn)動(dòng)靜件碰磨的特征。 振動(dòng)異常時(shí)振動(dòng)異常時(shí)，工頻及其它低次諧波的幅值基本不變，但透平前后兩端透平前后兩端測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)很大的測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)很大的0.49成分，其幅度大大超過(guò)了工頻幅值成分，其幅度大大超過(guò)了工頻幅值 分頻成分隨轉(zhuǎn)速改變而改變，與轉(zhuǎn)速頻率保持分頻成分隨轉(zhuǎn)速改變而改

39、變，與轉(zhuǎn)速頻率保持0.49左右的比例關(guān)系左右的比例關(guān)系 強(qiáng)振時(shí)，提純軸心軌跡的重復(fù)性明顯變差 隨著強(qiáng)振的發(fā)生，機(jī)組聲響明顯異常，有時(shí)油溫也明顯升高n診斷意見(jiàn)：故障原因?yàn)橛湍u動(dòng)，建議降低負(fù)荷和轉(zhuǎn)速，然后監(jiān)測(cè)運(yùn)行n生產(chǎn)驗(yàn)證：機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行到機(jī)組大檢修，檢修中將軸瓦形式由原來(lái)的圓筒瓦改為橢圓瓦圓筒瓦改為橢圓瓦后，運(yùn)行一直正常旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例2n某壓縮機(jī)組氣壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中軸振動(dòng)突然報(bào)警，軸振動(dòng)值和軸承座振動(dòng)值明顯增大。停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)零部件無(wú)明顯損壞，測(cè)量轉(zhuǎn)子對(duì)中數(shù)據(jù)、前后軸承的間隙、瓦背緊力和轉(zhuǎn)子彎曲度，

40、各項(xiàng)數(shù)據(jù)均符合要求。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承氣壓機(jī)軸承振動(dòng)頻譜油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例2旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承前軸承升速過(guò)程振動(dòng)瀑布圖油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例2n振動(dòng)特征分析 前后軸承振動(dòng)頻譜圖均有47Hz低頻峰值存在 觀察升速過(guò)程中的三維譜圖，發(fā)現(xiàn)升速到4260r/min時(shí)出現(xiàn)半速渦動(dòng) 隨著轉(zhuǎn)速的上升，渦動(dòng)頻率和振幅不斷增加 渦動(dòng)頻率達(dá)到47Hz時(shí)不再隨轉(zhuǎn)速而上升，轉(zhuǎn)速提高到7500r/min工作轉(zhuǎn)速時(shí)，振動(dòng)頻率仍為47Hz，但振幅非常大n診斷意見(jiàn) 轉(zhuǎn)子第一臨

41、界轉(zhuǎn)速為2820r/min(47Hz)，振動(dòng)特征與典型的高速輕載轉(zhuǎn)子的油膜振蕩故障現(xiàn)象完全吻合，建議立即停機(jī)檢修n生產(chǎn)驗(yàn)證 解體檢查發(fā)現(xiàn)，軸瓦巴氏合金表面發(fā)黑，上瓦有磨損并伴有大量小氣孔，前軸承巴氏合金有部分脫落 更換新軸承后，重啟機(jī)組，47Hz低頻分量不再出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷油膜軸承油膜軸承旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析l轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)不對(duì)中故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷l(xiāng)油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷l(xiāng)動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)

42、理與診斷l(xiāng)轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)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l(xiāng)轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)概述概述n離心式、軸流式的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，因設(shè)計(jì)工況范圍窄、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等因素，使氣流在機(jī)器內(nèi)產(chǎn)生不穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)氣流在機(jī)器內(nèi)產(chǎn)生不穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)，引起流道內(nèi)和管道內(nèi)的氣流壓力脈動(dòng)，從機(jī)電導(dǎo)致機(jī)器和管道的強(qiáng)烈振動(dòng)。n氣流不穩(wěn)定現(xiàn)象主要表現(xiàn)的故障形式為 旋轉(zhuǎn)失速 喘振n旋轉(zhuǎn)失速旋轉(zhuǎn)失速和喘振喘振是高速離心壓縮機(jī)特有的一種振動(dòng)故障n故障是由于流體流動(dòng)分離造成，設(shè)備本身無(wú)明顯結(jié)構(gòu)缺陷，因而不需要停工檢修，通過(guò)調(diào)節(jié)流量即可使振

43、動(dòng)減到允許值 因此，更能體現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)更能體現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)n喘振會(huì)對(duì)機(jī)器造成很大危害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲，聯(lián)軸器損壞旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速與喘振氣體流動(dòng)分離氣體流動(dòng)分離l氣流脈動(dòng)力氣流脈動(dòng)力主要來(lái)自主要來(lái)自氣體流氣體流動(dòng)分離動(dòng)分離l幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念n速度三角形 實(shí)際流動(dòng)模式：三元流動(dòng) 簡(jiǎn)單分析時(shí)：一元流動(dòng) 流體一方面相對(duì)于葉面流動(dòng)，另一方面又隨葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，流體真正流體真正的流動(dòng)為兩者的矢量和的流動(dòng)為兩者的矢量和，即速度三角形 為防止氣流沖擊，葉片的入口安入口安裝角應(yīng)與入口氣流角相等裝角應(yīng)與入口氣流角相等。出口氣流角則由出口安裝角決定。 流量

44、減小流量減小時(shí)，氣流絕對(duì)速度c變小，氣流相對(duì)速度角速度角也將隨之減小減小。氣體流動(dòng)分離氣體流動(dòng)分離l幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念n收斂流動(dòng)和擴(kuò)壓流動(dòng) 氣流流動(dòng)方向由高壓流向低壓高壓流向低壓，稱(chēng)為收斂流動(dòng)，即減壓 反之，稱(chēng)為擴(kuò)壓流動(dòng)n主流區(qū)和邊界層區(qū) 由于氣體具有粘性，在靠近流道壁面相當(dāng)薄的范圍內(nèi)，氣流受壁面粘滯，流速很快降低到零，在這一薄層中，速度速度梯度極大梯度極大，稱(chēng)為邊界層邊界層 邊界層外的流動(dòng)區(qū)域，速度分布比較均勻速度分布比較均勻，稱(chēng)為主流區(qū)主流區(qū)n沖角 葉片安裝角與進(jìn)口氣流方向角之差稱(chēng)為沖角 沖角是氣流方向與葉片弧線(xiàn)前緣切線(xiàn)間的夾角氣體流動(dòng)分離氣體流動(dòng)分離l氣流分離的原因氣流分離的原因n

45、在氣流擴(kuò)壓流動(dòng)擴(kuò)壓流動(dòng)的過(guò)程中，由于主流區(qū)速度逐漸減弱，不足以帶動(dòng)邊界層氣體向前流動(dòng)，致使邊邊界層在流動(dòng)方向的壓差作用下倒界層在流動(dòng)方向的壓差作用下倒流流，而主流區(qū)仍維持其流向，從而形成旋渦(分離)。n即使是收斂流動(dòng)收斂流動(dòng)，也可能在局部區(qū)域存在擴(kuò)壓區(qū)。n由于彎管內(nèi)流動(dòng)的曲率作用，外外壁彎曲處壓力高、速度低，內(nèi)壁壁彎曲處壓力高、速度低，內(nèi)壁彎曲處壓力低、速度高彎曲處壓力低、速度高。因此，彎管前半部外壁和后半部?jī)?nèi)壁均為局部擴(kuò)壓區(qū)。氣體流動(dòng)分離氣體流動(dòng)分離l由葉輪入口氣流沖擊造成的分離由葉輪入口氣流沖擊造成的分離n沖角的變化沖角的變化將導(dǎo)致氣流對(duì)葉片的沖擊，使葉片入口附近產(chǎn)生葉片入口附近產(chǎn)生局部擴(kuò)

46、壓區(qū)局部擴(kuò)壓區(qū)n葉片的工作面與非工作面n氣流流量減小時(shí)流量減小時(shí)，沖角為正，凹面產(chǎn)生氣流分離凹面產(chǎn)生氣流分離，流量增大流量增大時(shí)，沖角變負(fù)，凸面產(chǎn)生氣流分離凸面產(chǎn)生氣流分離。旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理與特征旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理與特征l旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理n首先由H.W.Emmons在1995年提出n壓縮機(jī)在正常流量下正常流量下工作時(shí)，氣體進(jìn)入葉輪的方向1與葉片進(jìn)口安裝角一致s，氣體可以平穩(wěn)地進(jìn)入葉輪氣體可以平穩(wěn)地進(jìn)入葉輪。n當(dāng)進(jìn)入葉輪的氣體流量小于額定流量流量小于額定流量時(shí)， 1與s不一致，在葉片凹面附近形成旋渦葉片凹面附近形成旋渦n由旋渦組成的氣流堵塞團(tuán)(失速團(tuán)或失速區(qū)失速區(qū))，將沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向

47、在各個(gè)流道中傳播反方向在各個(gè)流道中傳播。n失速區(qū)在反方向傳播速度小于小于葉輪的旋轉(zhuǎn)速度。但從葉輪之外的絕對(duì)參考系絕對(duì)參考系來(lái)看，失速區(qū)還是沿著葉輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)失速區(qū)還是沿著葉輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理與特征旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理與特征l旋轉(zhuǎn)失速頻率旋轉(zhuǎn)失速頻率n經(jīng)驗(yàn)公式nVs：旋轉(zhuǎn)失速區(qū)的傳播速度nQ0p：發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速時(shí)的實(shí)際流量nQ0：壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工況流量nu：轉(zhuǎn)子的周向速度n據(jù)此公式計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)失速區(qū)傳播速度約為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的0.30.45旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速與喘振uQQVps005 . 0旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)

48、理與特征旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理與特征l旋轉(zhuǎn)失速的振動(dòng)特征旋轉(zhuǎn)失速的振動(dòng)特征n分頻n同時(shí)存在和(-)兩個(gè)頻率成份n全息譜工頻橢圓與脫離團(tuán)橢圓形狀相似，旋轉(zhuǎn)方向相反n振動(dòng)隨負(fù)荷變化、流量變化關(guān)系明顯n振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速、壓力變化而變化l故障原因故障原因n工作流量比設(shè)計(jì)流量小n入口過(guò)濾器堵塞、氣體流道有異物阻塞旋轉(zhuǎn)失速的診斷旋轉(zhuǎn)失速的診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例n某煉鐵廠廢氣風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速n風(fēng)機(jī)2一直工作正常。風(fēng)機(jī)1開(kāi)啟后起初運(yùn)行平穩(wěn)，一段時(shí)間(約半小時(shí))會(huì)因振動(dòng)超過(guò)停機(jī)限而跳閘。n每次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)1都有相同的現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速的診斷旋轉(zhuǎn)失速的診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例n風(fēng)機(jī)

49、1每次啟動(dòng)后初期運(yùn)行穩(wěn)定，但經(jīng)歷一段時(shí)間以后就會(huì)因振動(dòng)過(guò)大而造成跳閘，可以基本排除因機(jī)械故障造成的跳閘基本排除因機(jī)械故障造成的跳閘。n風(fēng)機(jī)流體類(lèi)故障大部分是由于進(jìn)風(fēng)口氣流不暢或氣量不足等原因所致，出風(fēng)口的改造效果并不明顯出風(fēng)口的改造效果并不明顯。 旋轉(zhuǎn)失速的診斷旋轉(zhuǎn)失速的診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例f1=7.42Hzf2=8.72Hzf1+f2=16.14Hz旋轉(zhuǎn)失速的診斷旋轉(zhuǎn)失速的診斷l(xiāng)診斷案例診斷案例n生產(chǎn)驗(yàn)證n管道直徑1m左右，在距離風(fēng)機(jī)1氣體入口約等于1m處有一較大的彎道。n根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，為保證氣流順暢，氣流入口距離彎道的距離應(yīng)大于1.5倍管道直徑。旋轉(zhuǎn)失速的診斷旋轉(zhuǎn)失速的診斷l(xiāng)旋轉(zhuǎn)失速與油

50、膜振蕩的故障甄別旋轉(zhuǎn)失速與油膜振蕩的故障甄別區(qū)別內(nèi)容區(qū)別內(nèi)容旋轉(zhuǎn)失速旋轉(zhuǎn)失速油膜振蕩油膜振蕩振動(dòng)特征頻率與工作轉(zhuǎn)速的關(guān)系振動(dòng)特征頻率隨轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速變化油膜振蕩發(fā)生后，特征頻率不隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)值與機(jī)器進(jìn)口流量的關(guān)系振動(dòng)強(qiáng)烈程度隨流量改變而變化振動(dòng)強(qiáng)烈程度不隨流量變化壓力脈動(dòng)頻率的特點(diǎn)壓力脈動(dòng)頻率與管網(wǎng)容積有關(guān)，非常低壓力脈動(dòng)幅值很小或不存在，頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率相近軸振動(dòng)與機(jī)殼振動(dòng)情況軸振動(dòng)不太高時(shí)，機(jī)殼振動(dòng)已十分明顯軸振動(dòng)十分劇烈，但機(jī)殼振動(dòng)有時(shí)卻并不十分大喘振的機(jī)理與故障特征喘振的機(jī)理與故障特征l喘振是旋轉(zhuǎn)失速的進(jìn)一步發(fā)展喘振是旋轉(zhuǎn)失速的進(jìn)一步發(fā)展l喘振的故障特征喘振的故障特征n壓縮機(jī)接近或進(jìn)

51、入喘振工況時(shí)，缸體和軸承都會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，其振幅要比正常運(yùn)行時(shí)大大增加n喘振頻率一般較低，通常為130Hzn壓縮機(jī)在穩(wěn)定工況下運(yùn)行時(shí)，其出口壓力和進(jìn)口流量變化不大，所測(cè)得的數(shù)據(jù)在平均值附近波動(dòng)，幅度很??；當(dāng)接近或接近或進(jìn)入喘振工況時(shí)進(jìn)入喘振工況時(shí)，出口壓力和進(jìn)口流量的變化都很大出口壓力和進(jìn)口流量的變化都很大，會(huì)發(fā)生周期性大幅度的脈動(dòng)，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)氣體從壓縮機(jī)進(jìn)口倒流倒流的現(xiàn)象n壓縮機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其噪聲較小且是連續(xù)性的；當(dāng)接近喘振工況時(shí)，在氣流管道中，氣流發(fā)出的噪聲時(shí)高時(shí)低噪聲時(shí)高時(shí)低，產(chǎn)生周期性變化；當(dāng)進(jìn)入喘振工況時(shí)，噪聲劇增，甚至有爆聲出現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘

52、振旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速與喘振l旋轉(zhuǎn)失速與喘振的治理措施旋轉(zhuǎn)失速與喘振的治理措施n開(kāi)大回流閥，保證入口流量和壓力n調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速，嚴(yán)格遵循“降速先降壓、升壓先升速”的操作原則n檢查入口冷卻器，保證入口溫度不超過(guò)允許值n檢查入口濾網(wǎng)、流道、清理堵塞的異物n保證出口暢通，出口壓力不高于設(shè)計(jì)值動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)轉(zhuǎn)子與靜止件摩擦的分類(lèi)轉(zhuǎn)子與靜止件摩擦的分類(lèi)n徑向摩擦：轉(zhuǎn)子在渦動(dòng)過(guò)程中軸頸或轉(zhuǎn)子外緣與靜止件接觸 偶然性或周期性的局部碰磨局部碰磨 轉(zhuǎn)子與靜子的摩擦接觸弧度較大，甚至發(fā)生360的全周向接觸摩擦全周向接觸摩擦n軸向摩擦：轉(zhuǎn)子在軸向與靜止件接觸l故

53、障原因故障原因n設(shè)計(jì)原因n制造原因n安裝維修n操作運(yùn)行n狀態(tài)劣化旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦徑向摩擦徑向摩擦l局部動(dòng)靜件碰磨的故障特征局部動(dòng)靜件碰磨的故障特征n轉(zhuǎn)子剛度在接觸與非接觸兩者之間變化，變化的頻率就是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)頻率子渦動(dòng)頻率。n轉(zhuǎn)子橫向自由振動(dòng)與強(qiáng)迫的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加在一起，會(huì)產(chǎn)生一些特有的、復(fù)雜的振動(dòng)響應(yīng)頻率。 不平衡引起的轉(zhuǎn)速頻率 摩擦振動(dòng)的非線(xiàn)性性，引起高次諧波(2、3) 非線(xiàn)性性還引起低次諧波/i(i=2,3,4) 重摩擦?xí)r，i=2；輕摩擦?xí)r，i=2,3,4旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦徑向摩擦徑向摩擦l動(dòng)靜件摩擦接觸弧增大

54、時(shí)的故障特征動(dòng)靜件摩擦接觸弧增大時(shí)的故障特征n動(dòng)靜件間具有很大的摩擦力，可使轉(zhuǎn)子由正向渦動(dòng)變?yōu)榉聪蛘驕u動(dòng)變?yōu)榉聪驕u動(dòng)渦動(dòng)n時(shí)域波形出現(xiàn)單邊單邊“削波削波”n頻譜上出現(xiàn)渦動(dòng)頻率與旋轉(zhuǎn)頻率的和頻和頻與差頻差頻，即會(huì)產(chǎn)生(n n )的頻率成分旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦局部摩擦削波效應(yīng)摩擦產(chǎn)生的組合頻率徑向摩擦徑向摩擦l動(dòng)靜件摩擦接觸弧增大時(shí)的故障特征動(dòng)靜件摩擦接觸弧增大時(shí)的故障特征n剛開(kāi)始碰摩階段，旋轉(zhuǎn)頻率成分幅值較高(不平衡)，二次諧波必大于三次諧波n隨摩擦接觸弧的增加，由于摩擦接觸的附加支撐作用，旋轉(zhuǎn)頻率幅值下降，二、三次諧波幅值二、三次諧波幅值由于附加的非線(xiàn)性作用而

55、有所增加增加n轉(zhuǎn)子在超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，若發(fā)生全摩擦全摩擦，可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)子的完全失穩(wěn)，振動(dòng)響應(yīng)中具有很高的亞異步成分亞異步成分，一般為轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦?xí)r的一階自振頻率；此外，會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頻率和振動(dòng)頻率之間的和差頻率，高次諧波消失。n利用示波器監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的進(jìn)動(dòng)方向，若進(jìn)動(dòng)方向由正向變成反正向變成反向，則發(fā)生了全摩擦接觸向，則發(fā)生了全摩擦接觸。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦軸向摩擦軸向摩擦l振動(dòng)特征振動(dòng)特征n轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生軸向摩擦?xí)r，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特征幾乎與正常狀況一致，沒(méi)有明顯的異常特征n系統(tǒng)阻尼的變化可作為診斷軸向摩擦的識(shí)別特征n摩擦?xí)斐晒纳仙托氏陆?，同時(shí)局部會(huì)有溫升，因此工藝參

56、數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子與靜止件軸向摩擦的故障診斷非常重要 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例n某大型透平壓縮機(jī)組，在開(kāi)車(chē)啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)生異常振動(dòng)，導(dǎo)致無(wú)法升速旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦壓縮機(jī)振動(dòng)頻譜圖與軸心軌跡動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)診斷實(shí)例診斷實(shí)例n振動(dòng)特征分析 振動(dòng)波形有削波現(xiàn)象 頻譜圖中有豐富的次諧波及高頻諧波 軸心軌跡的渦動(dòng)方向?yàn)榉聪驕u動(dòng)n診斷意見(jiàn) 機(jī)組在升速過(guò)程中發(fā)生了嚴(yán)重摩擦故障n處理措施 由于機(jī)組振動(dòng)值非常高，表明內(nèi)部動(dòng)靜件摩擦比較嚴(yán)重，為安全起見(jiàn)，決定

57、停機(jī)拆檢n生產(chǎn)驗(yàn)證 解體檢修發(fā)現(xiàn)，機(jī)組轉(zhuǎn)子彎曲，動(dòng)平衡精度嚴(yán)重超差，在升速過(guò)程中因振動(dòng)大造成轉(zhuǎn)子與密封之間摩擦。不僅密封損壞，且轉(zhuǎn)子嚴(yán)重偏磨旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)小結(jié)小結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦故障原因及對(duì)策支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)支承部件連接松動(dòng)支承部件連接松動(dòng)n指系統(tǒng)結(jié)合面存在間隙或連接剛度不足n造成機(jī)械阻尼偏低，機(jī)組振動(dòng)加大l主要原因主要原因n支承系統(tǒng)結(jié)合面的緊力不足n在外力或溫升作用下產(chǎn)生間隙n固定螺栓強(qiáng)度不足n缺乏防松措施支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障機(jī)理故障機(jī)理n支承部件一旦松動(dòng)，會(huì)使連接剛度下降，機(jī)械阻尼降低n典型轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)，設(shè)其右端軸承配合松動(dòng)，間隙量為旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷支承部件松動(dòng)支承部件松動(dòng))()()()()(000000CxkCCxCkxCxkCxFQxFxkxmx 轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方程為彈性恢復(fù)力支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷l(xiāng)故障機(jī)理故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷支承部件松動(dòng)支承部件松動(dòng)設(shè)轉(zhuǎn)子靜變形bbnnbNntinxnxCCCemkRmgCnneQQ00/), 3 , 2 , 1 ,21,31, 1(轉(zhuǎn)子固有頻