第二章振動(dòng)測(cè)試技術(shù)及儀器

第二章振動(dòng)測(cè)試技術(shù)及儀器本章主要介紹和分析如下內(nèi)容：第一節(jié)振動(dòng)測(cè)試內(nèi)容第二節(jié)傳感器的種類和選擇第三節(jié)振動(dòng)傳感器的安裝第四節(jié)機(jī)組振動(dòng)測(cè)試第五節(jié)機(jī)組振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要掌握機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)，診斷振動(dòng)故障，進(jìn)行轉(zhuǎn)子平衡，分析振動(dòng)事故，首先要對(duì)機(jī)組振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試并搜集振動(dòng)數(shù)據(jù)，因此熟悉和掌握機(jī)組振動(dòng)測(cè)試方法是完成這四項(xiàng)工作的基礎(chǔ)。要熟悉振動(dòng)測(cè)量原理、機(jī)組振動(dòng)測(cè)試要求和方法，熟悉儀表使用方法和功能。第一節(jié)振動(dòng)測(cè)試內(nèi)容機(jī)組振動(dòng)測(cè)試包含振動(dòng)測(cè)量和振動(dòng)試驗(yàn)。振動(dòng)測(cè)量是一項(xiàng)專門技術(shù)，本章主要就有關(guān)的傳感器、儀表原理、正確使用方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。振動(dòng)測(cè)量目的描述機(jī)器工作狀態(tài)，有振動(dòng)位移、速度和加速度。高頻或較大沖擊的用加速度測(cè)量；低頻用振動(dòng)位移測(cè)量；機(jī)組振動(dòng)測(cè)試內(nèi)容運(yùn)行中的振動(dòng)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期檢測(cè)，數(shù)據(jù)采集、比對(duì)。轉(zhuǎn)軸裂紋、汽輪機(jī)葉片損壞、靜子部件松動(dòng)等。新機(jī)投運(yùn)中的振動(dòng)測(cè)試低轉(zhuǎn)速振動(dòng)、各階臨界轉(zhuǎn)速的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和通過臨界轉(zhuǎn)速后的相關(guān)數(shù)據(jù)、額定轉(zhuǎn)速振動(dòng)數(shù)據(jù)、超速試驗(yàn)振動(dòng)數(shù)據(jù)、帶負(fù)荷和滿負(fù)荷振動(dòng)數(shù)據(jù)。振動(dòng)試驗(yàn)中的振動(dòng)測(cè)試存在問題時(shí)進(jìn)行的試驗(yàn)，有針對(duì)性的嘗試。反復(fù)性強(qiáng)，不確定因素多。動(dòng)平衡中的振動(dòng)測(cè)試為了計(jì)算平衡重量提供可靠依據(jù)，需要測(cè)量基頻振幅和相位及通頻振幅，一階臨界轉(zhuǎn)速的振幅和行為的測(cè)量尤為重要。研究型振動(dòng)測(cè)試有針對(duì)性的進(jìn)行測(cè)振。例如有的機(jī)組發(fā)生基礎(chǔ)共振，需要對(duì)機(jī)組的結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、大梁等進(jìn)行模態(tài)分析試驗(yàn)，需要眾多單位協(xié)同工作。第二節(jié)振動(dòng)傳感器的種類和選擇測(cè)量振動(dòng)早期采用機(jī)械振動(dòng)表，如50年代千分表振動(dòng)儀，這種表存在磨損、讀數(shù)不便、精確度差、振動(dòng)信號(hào)不能遠(yuǎn)距離傳輸。曾采用普通光和激光測(cè)量振動(dòng)，但是造價(jià)高、振動(dòng)信號(hào)不能遠(yuǎn)距離傳送，未廣泛使用?，F(xiàn)在多數(shù)使用電氣式振動(dòng)儀表進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量。主要由振動(dòng)傳感器和儀表本體兩部分組成。振動(dòng)傳感器按工作原理分為：

電渦流型速度型加速度型電容型電感型

一、電渦流傳感器

當(dāng)頭部感應(yīng)線圈通上高頻（1~2MHZ）電流時(shí)，線圈周圍產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，與周圍金屬導(dǎo)體產(chǎn)生電渦流。這種傳感器的線性范圍隨感應(yīng)線圈直徑增大而加大，而傳感器靈敏度減小。必須在電渦流傳感器附件設(shè)置放大器、檢波器和濾波器，將振動(dòng)信號(hào)放大并檢出后送到振動(dòng)儀。這裝置稱為電渦流傳感器的前置器。二、速度傳感器目前較常見的振動(dòng)傳感器，工作原理就是一個(gè)往復(fù)式的永磁小發(fā)電機(jī)。按其支承系統(tǒng)工作原理分絕對(duì)式和相對(duì)式。相對(duì)式速度傳感器動(dòng)線圈采用較硬的簧片和外殼固定，與動(dòng)線圈連接的拾振桿直接壓在振動(dòng)物體上，傳感器外殼固定在支架上，測(cè)量的振動(dòng)是表示支架相對(duì)于物體的振動(dòng)。傳感器輸出信號(hào)必須經(jīng)積分回路——速度/位移轉(zhuǎn)換器（VDC）。三、加速度傳感器只能做動(dòng)態(tài)測(cè)量。為了減少阻抗，導(dǎo)線盡量做短。四、傳感器的選擇考慮兩方面因素：傳感器性能；被測(cè)對(duì)象的條件和要求。一般測(cè)試中電渦流安裝麻煩、費(fèi)時(shí)，用速度傳感器代替。合理選擇不但可以獲得滿意的測(cè)量結(jié)果、節(jié)省勞力時(shí)間，而且對(duì)于盡快查明振動(dòng)故障原因、提高轉(zhuǎn)子平衡精度和減少機(jī)組啟停次數(shù)，都有很重要的作用。1.電渦流傳感器可直接測(cè)量轉(zhuǎn)軸振動(dòng)，非接觸式。能做靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量，能測(cè)2HZ以下的低頻振動(dòng)，而且適用于大多數(shù)機(jī)器環(huán)境條件。價(jià)格便宜為速度傳感器的1/5。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，沒有活動(dòng)部件。測(cè)量振動(dòng)物體材料不同時(shí)，須重新標(biāo)定。需外加電源，安裝麻煩，必須配前置器。2.速度傳感器安裝簡(jiǎn)單，適用絕大多數(shù)機(jī)器環(huán)境條件。不需外加電源，振動(dòng)信號(hào)可不處理傳輸。體積重量較大，活動(dòng)部件易損壞，低頻響應(yīng)不好，測(cè)量15HZ以下振動(dòng)時(shí)，誤差大。標(biāo)定較麻煩，只能做動(dòng)態(tài)測(cè)量，價(jià)格較貴。3.加速度傳感器體積小、重量輕。結(jié)構(gòu)緊湊、牢靠，不易損壞。環(huán)境噪聲、傳感器安裝方法和導(dǎo)線敷設(shè)方式，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大。標(biāo)定困難，只能做動(dòng)態(tài)測(cè)量，價(jià)格較貴，需設(shè)前置放大器。第三節(jié)振動(dòng)傳感器的安裝1.渦流傳感器——安裝最復(fù)雜最高允許溫度180度，國產(chǎn)的一般在120度。避免交叉感應(yīng)和過小的側(cè)向間隙。交叉感應(yīng)使傳感器輸出靈敏度降低。間隙過小，傳感器頭部?jī)蓚?cè)存在導(dǎo)體靈敏度顯著降低。避免支架共振和松動(dòng)。自振頻率必須高于機(jī)器的最高轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的頻率。支架一定要牢固安裝。正確初始間隙。2.速度傳感器安裝簡(jiǎn)單。有手扶、橡皮泥粘接、永磁吸盤固定、螺絲固定等。工作溫度120度以下。避免傳感器固定不穩(wěn)和共振。測(cè)點(diǎn)位置前后一致。傳感器互換性。安裝方向與要求測(cè)量方向應(yīng)一致。第四節(jié)機(jī)組振動(dòng)測(cè)試一、新機(jī)啟動(dòng)調(diào)試中的振動(dòng)測(cè)試

1.防止轉(zhuǎn)軸碰磨引起彎軸是振動(dòng)監(jiān)測(cè)的第一要點(diǎn)。汽輪機(jī)彎軸事故86%是轉(zhuǎn)軸碰磨產(chǎn)生，其中80%是機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)中發(fā)生。

2.測(cè)取機(jī)組主要軸瓦的波德曲線。

3.不同負(fù)荷下軸瓦和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量。二、振動(dòng)故障診斷的振動(dòng)測(cè)試

1.測(cè)取通頻、基頻或振動(dòng)頻譜。

2.測(cè)取振動(dòng)較大軸瓦和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)波德曲線。

3.不同工況和不同時(shí)間的振動(dòng)測(cè)試。

4.檢測(cè)振動(dòng)較大軸瓦的支承動(dòng)剛度。先檢測(cè)軸承座動(dòng)剛度。

5.測(cè)試經(jīng)驗(yàn)：全面檢測(cè)找出重點(diǎn)；振動(dòng)參數(shù)；頻繁振動(dòng)要先測(cè)頻譜，重點(diǎn)檢測(cè)聯(lián)軸器兩側(cè)軸瓦振動(dòng)與運(yùn)行時(shí)間關(guān)系；第五節(jié)機(jī)組振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范一、運(yùn)行機(jī)組振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)1.產(chǎn)品出廠時(shí)的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)至少比