大唐馬頭熱電公司轉(zhuǎn)機振動培訓(xùn).ppt

轉(zhuǎn) 機 振 動,振動在設(shè)備故障中占了很大比重，是影響設(shè)備安全、穩(wěn)定運行的重要因素。振動又是設(shè)備的“體溫計”，直接反映了設(shè)備健康狀況，是設(shè)備安全評估的重要指標(biāo)。一臺機組正常運行時，其振動值和振動變化值都應(yīng)該比較小。一旦機組振動值變大，或振動變得不穩(wěn)定，都說明設(shè)備出現(xiàn)了一定程度的故障。 振動的危害： 1、轉(zhuǎn)機動靜部件碰磨；2、部件的疲勞損壞；3、連接或緊固件的斷裂與松脫；4、損壞基礎(chǔ)和周圍的建筑物；5、降低機組的經(jīng)濟型；6、影響運行人員健康(噪音等)。,第一節(jié)、認(rèn)識振動,振動：是指物體圍繞其平衡位置作往復(fù)交替的運動。,振動的表達(dá)： 完整的表達(dá)一個振動，通常需要三個方面： 振幅 頻率 相位,振幅：振動的幅度，表明了振動的強度和振動能量水平，是判斷設(shè)備運行狀態(tài)優(yōu)劣的主要指標(biāo)。,實際工作中測量的振動幅度分別用振動位移、振動烈度、振動加速度的值加以度量，三者之間可通過微分和積分相互換算。 一般常用到的是振動位移值，量值用峰峰值表示，單位是微米（m），其反映了振動間隙的大小； 振動烈度又稱為振動速度，量值用有效值表示，單位是毫米/秒（mm/s），其反映了振動能量的大??； 振動加速度量值是單峰值，單位是米/秒平方（m/s2），其反映了振動沖擊力的大小。,振動的幅度和振動的速度（烈度）之間的關(guān)系，可以想象為一個人在一條中心線的兩邊來回走動。 1振動幅度一定時，頻率越高，振動的烈度值越大。 可以理解為：振幅一定（需要往返走相同的距離），頻率越高（往返次數(shù)越多，要求的時間越短），振動速度越大（走的越快）。 2振動烈度一定時，頻率越高，振動值越小。 可以理解為：烈度一定時（走的速度固定），頻率越高（往返次數(shù)越多），振動值越小（離中心線兩邊的距離越短）。,在低頻范圍內(nèi)，振動強度與位移成正比；f1000hz,頻率低意味著振動體在單位時間內(nèi)振動的次數(shù)少、過程時間長，速度和加速度的數(shù)值相對較小且變化量更小，因此位移值能更好的反映振動強度的大小。 頻率高意味著振動體在單位時間內(nèi)振動的次數(shù)多、過程時間短，速度、尤其是加速度的數(shù)值及變化量較大，因此加速度值能更好的反映振動強度的大小。,振動頻率：振動體每秒鐘振動循環(huán)的次數(shù)，單位是赫茲（hz）。 振動周期：振動體完成一個振動循環(huán)所需要的時間，單位是秒（s）。 1、振動周期t：單位s（秒） 2、振動頻率f：單位hz（赫茲）,振動頻率也可以用轉(zhuǎn)速頻率的倍數(shù)來表示，稱為倍頻。 倍頻就是轉(zhuǎn)速頻率的倍數(shù)，如1倍頻（1x）、2倍頻（2x）、0.5倍頻（0.5x）n倍頻（nx）。 例如：汽輪機轉(zhuǎn)速是3000r/min，則其 轉(zhuǎn)速頻率=3000r/min60s=50hz 1倍頻為50hz（也叫工頻、基頻）； 2倍頻為100hz； 0.5倍頻為25hz（也叫半頻）,通頻振動：原始振動波形，未經(jīng)過傅里葉變換分解處理（fft）的、由各種振動頻率分量相互疊加后的總振動，其振動波形是復(fù)雜的、疊加的波形。,選頻振動：經(jīng)過fft處理后從通頻振動中分解出來的、有規(guī)律的單一正弦波的各種不同頻率的振動。,相位：在給定時刻振動體被測點相對于固定參考點的角位置，單位是度（）。 相位是振動在時間先后和空間位置關(guān)系上相互差異的體現(xiàn)。用于確定振動點之間相對運動的方位、激振力與響應(yīng)之間在時間和空間上的相差，在判斷故障類型時（特別是不平衡）往往起到關(guān)鍵作用。,第二節(jié)、振動來源,振動產(chǎn)生的原因分類： 機器產(chǎn)生振動的根本原因在于存在一個或幾個力的激勵，不同性質(zhì)的力會引起不同的振動類型，通過歸納，總結(jié)出主要有三種類型： 1、自由振動：給系統(tǒng)一定的能量后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的振動。若系統(tǒng)無阻尼，系統(tǒng)維持等振幅振動；若系統(tǒng)有阻尼，則為衰減振動。 2、受迫振動：元件或系統(tǒng)的振動是由周期變化的外力作用所引起的，如轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量不平衡、軸系不對中等。 3、自激振動：在沒有外力作用下，只是由于系統(tǒng)自身的原因所產(chǎn)生的激勵而引起的振動，如油膜振蕩、汽流激振等。 因機械故障而產(chǎn)生的振動，多屬于受迫振動和自激振動。,我們?nèi)粘９ぷ髦谐Ｓ龅降臋C械振動的來源 1、機器零件的制造公差 2、組裝時的間隙、對中情況 3、零件間的摩擦 4、旋轉(zhuǎn)不平衡 等,1x,2x,3x,4x,（一）低頻振動油膜振蕩： 油膜振蕩發(fā)生在油潤滑滑動軸承的旋轉(zhuǎn)設(shè)備中，在轉(zhuǎn)子正常工作時，軸頸中心和軸承中心并不重合，而是存在一個偏心距e，當(dāng)載荷不變、油膜穩(wěn)定時，偏心距e保持不變，機組運行穩(wěn)定，軸頸上的載荷w與油膜壓力保持平衡，若外界給軸頸一擾動力，使軸心o1位置產(chǎn)生一位移e而達(dá)到新位置，這時油膜壓力由p變?yōu)閜，因而不再與此時的載荷w(w-w)平衡，兩者的合力為f，其分力f1將推動軸頸回到起初的平衡位置o1，而在分力f2的作用下，軸頸除了以角速度作自轉(zhuǎn)外，還將繞o1渦動(渦動方向與轉(zhuǎn)動方向相同)，其渦動速度約為角速度的一半，稱為油膜渦動(半速渦動)。油膜渦動產(chǎn)生后就不消失，隨著工作轉(zhuǎn)速的升高，其渦動頻率也不斷增強，振幅也不斷增大，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高到第一臨界轉(zhuǎn)速的2倍時，其渦動頻率與一階臨界轉(zhuǎn)速相同，產(chǎn)生共振，振幅突然驟增，振動非常劇烈，軸心軌跡突然變成擴散的不規(guī)則曲線，半頻諧波振幅值就增加到接近或超過基頻振幅，若繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子的渦動頻率保持不變，始終等于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，這種現(xiàn)象稱為油膜振蕩。,處理方法： 1、在振蕩發(fā)生時，提高油溫，降低潤滑油的粘度。 2、使軸頸處于較大的偏心率下工作，利用上瓦油壓，使下瓦的載荷加大，從而提高軸瓦的穩(wěn)定性。 3、調(diào)整軸承的相對高度。 4、改變軸承寬度或軸承形式。,汽流激振：由于汽輪機葉輪的葉頂間隙、汽封間隙的存在，蒸汽沿間隙流出，在不同間隙位置的泄漏量不均勻，導(dǎo)致蒸汽流動不均勻，形成了不對稱的壓力分布（圓周切向和軸向均存在），導(dǎo)致汽流激振的發(fā)生。主要表現(xiàn)為低頻振動（0.5x），與轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速頻率相吻合。 處理方法：提高檢修工藝，使得間隙值均勻、符合設(shè)計要求；啟動時延長暖機時間，減小脹差；調(diào)整進汽順序，控制好調(diào)門開啟順序、開度和負(fù)荷；使用先進的汽封結(jié)構(gòu)。,（二）不平衡（1x振動）： 不平衡的原因：質(zhì)量不平衡即轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心與軸線中心不重合。 材料內(nèi)部組織不均，如鑄件中有氣孔，鍛件中有些部分組織緊密，有些部分組織工作疏松等,轉(zhuǎn)子不平衡的三種狀態(tài) (1)兩段的重心g1、g2處于轉(zhuǎn)子的同一側(cè)，且在同一軸向截面內(nèi)，如下圖所示。靜止時轉(zhuǎn)子重心g受地心引力的作用，轉(zhuǎn)子不能在某一位置保持穩(wěn)定，這種情況稱為靜不平衡。,轉(zhuǎn)子不平衡的三種狀態(tài) (2)兩段的重心g1、g2處在同一軸向截面內(nèi)轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，如下圖所示。若g1r=c2r則轉(zhuǎn)子處于靜平衡狀態(tài)。但轉(zhuǎn)動時，其離心力形成一個力偶，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動，這種情況稱為動不平衡。,轉(zhuǎn)子不平衡的三種狀態(tài) (3)兩端的重重心g1與g2不在同一軸向截面內(nèi)，如下圖所示。這種情況既存在靜不平衡，又存在動不平衡，稱此情況為混合不平衡。,現(xiàn)場20%的振動是該類型（1x）的振動，這種振動常見也很復(fù)雜。 1、轉(zhuǎn)子彎曲（由于間隙沒有調(diào)整好，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子工況發(fā)生變化時摩擦，在軸局部產(chǎn)生過熱而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的暫時性彎曲、永久性彎曲） 處理方法：轉(zhuǎn)子做動平衡，必要時校直轉(zhuǎn)子。 轉(zhuǎn)子發(fā)生暫時性彎曲時須增加暖機時間，切不可動平衡。 2、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡（轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均勻、加工精度低、葉輪結(jié)垢、葉片脫落等） 處理方法：除垢、修復(fù)，做轉(zhuǎn)子動平衡,3、軸裂紋（由于應(yīng)力集中或疲勞導(dǎo)致軸產(chǎn)生裂紋） 處理方法：修復(fù)、消除裂紋，做轉(zhuǎn)子動平衡。 4、軸承壓蓋松動（螺栓緊力不足在振動下松動，并導(dǎo)致間隙增大） 處理方法：復(fù)測軸承間隙和緊力，鎖緊各部件螺栓。,（三）軸系不對中： 1、聯(lián)軸器對中不良，導(dǎo)致張口大、軸線中心不平衡，使軸系產(chǎn)生同步振動，主要表現(xiàn)為2x為主，1x和3x為輔的波形。 處理方法：首先檢查聯(lián)軸器對中情況，重新找中心； 其次檢查各軸瓦標(biāo)高，看是否有基礎(chǔ)或臺板下沉不均勻現(xiàn)象，根據(jù)不同軸瓦的支撐情況調(diào)整高度，平均分配軸瓦的負(fù)荷。,2、轉(zhuǎn)子徑向裂紋（較為嚴(yán)重時），由于應(yīng)力集中或疲勞產(chǎn)生裂紋而沒有及時處理，使裂紋加重致使軸系產(chǎn)生同步振動，主要表現(xiàn)為2x為主，1x和3x為輔的波形。 處理方法：處理裂紋、修復(fù)軸；或換軸。 3、徑向軸承嚴(yán)重?fù)p壞，由于安裝工藝、設(shè)計承載能力過低、潤滑不良、潤滑劑中含有雜質(zhì)或軸承質(zhì)量問題導(dǎo)致軸承受交變力沖擊，導(dǎo)致軸承載荷剛度下降，造成軸系不能對中，主要表現(xiàn)為2x為主，1x和3x為輔的波形。 處理方法：更換軸承，并檢查供油管道（潤滑劑）。,第三節(jié)、平衡方法,平衡方法： 1.靜平衡：在轉(zhuǎn)子一個校正面上進行校正平衡,又稱單面平衡.,2.動平衡：在轉(zhuǎn)子兩個校正面上同時進行校正平衡,又稱雙面平衡.,平衡原則：只要在滿足轉(zhuǎn)子平衡后用途需要地前提下，能做靜平衡地，則不要做動平衡，能做動平衡地,則不要做靜動平衡。 因為，靜平衡要比動平衡容易做，動平衡消除振動效果比靜平衡好。,平衡方法地確定 1）徑寬比： 靜平衡 (徑寬比(d/b )5) 動平衡 (徑寬比(d/b )5 ),轉(zhuǎn)子靜不平衡的種類有兩種： 顯著不平衡（明顯不平衡） 不顯著不平衡（隱性不平衡）,顯著不平衡當(dāng)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生質(zhì)量偏心時，若轉(zhuǎn)子承受的轉(zhuǎn)動力矩大于軸和導(dǎo)軌之間的滾動摩擦力矩，則轉(zhuǎn)子就要轉(zhuǎn)動，使原有的不平衡重量位于軸的正下方，這種不平衡稱為顯著不平衡。 不顯著不平衡當(dāng)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生質(zhì)量偏心時，若轉(zhuǎn)子承受的轉(zhuǎn)動力矩小于軸和導(dǎo)軌之間的滾動摩擦力矩，轉(zhuǎn)子雖有轉(zhuǎn)動趨勢，但不能使不平衡重量轉(zhuǎn)向軸的正下方，這種不平衡稱為不顯著不平衡。,找靜平衡：兩次加重法 1、找轉(zhuǎn)子不平衡重量的方向，確定應(yīng)加重的位置。,轉(zhuǎn)子放在靜平衡臺的軌道上,往復(fù)滾動數(shù)次, 則重的一側(cè)必然垂直向下,如數(shù)次的結(jié)果均一致,即下方就是轉(zhuǎn)子不平衡重量g的置，定此點為a。a的對稱方向,為試加平衡重量的位置,定該點為b（即為加平衡重量的位置）。,（2）做第一次試加重，求s值。 將ab置于水平位置，在b點加s，使ao向下轉(zhuǎn)動300450，將s取下稱重，并做好記錄。,（3）做第二次試加重，求p值。 把s置值還回原位，并讓ab線轉(zhuǎn)180，在b點加重s的基礎(chǔ)上再加重量p，使ob線向下轉(zhuǎn)動、該角度與第一次轉(zhuǎn)動角度一致。取下p稱重，并做好記錄。,（4）計算應(yīng)加加平衡重量 （5）檢驗：清除所有試加重。將q加在b點，用手輕輕盤動轉(zhuǎn)子，讓其自由停下，在轉(zhuǎn)子的最下方作個記號，并重復(fù)數(shù)次，若停的位置比較分散，則說明顯著