大唐馬頭熱電公司轉(zhuǎn)機振動培訓(xùn)

1、 振動在設(shè)備故障中占了很大比重，是影響設(shè)備安振動在設(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)備的全、穩(wěn)定運行的重要因素。振動又是設(shè)備的“體溫體溫 計計”，直接反映了設(shè)備健康狀況，是設(shè)備安全評估的，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。一臺機組正常運行時，其振動值和振動變重要指標。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。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：振動的危害： 1 1、轉(zhuǎn)機動靜部件碰磨；、轉(zhuǎn)機

2、動靜部件碰磨；2 2、部件的疲勞損壞；、部件的疲勞損壞；3 3、連、連 接或緊固件的斷裂與松脫；接或緊固件的斷裂與松脫；4 4、損壞基礎(chǔ)和周圍的建、損壞基礎(chǔ)和周圍的建 筑物；筑物；5 5、降低機組的經(jīng)濟型；、降低機組的經(jīng)濟型；6 6、影響運行人員健康、影響運行人員健康 ( (噪音等噪音等) )。 振動：振動：是指物體圍繞其平衡位置作是指物體圍繞其平衡位置作 往復(fù)交替的運動。往復(fù)交替的運動。 振動的表達：振動的表達： 完整的表達一個振動，通常需要三個方面：完整的表達一個振動，通常需要三個方面： 振幅振幅 頻率頻率 相位相位 振幅振幅：振動：振動 的幅度，表的幅度，表 明了振動的明了振動的 強度和

3、振動強度和振動 能量水平，能量水平， 是判斷設(shè)備是判斷設(shè)備 運行狀態(tài)優(yōu)運行狀態(tài)優(yōu) 劣的主要指劣的主要指 標。標。 實際工作中測量的振動幅度分別用振動位移、振動烈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。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（位是微米（m），其反映了振動間隙的大小；），其反映了振動間隙的大??； 振動烈度又稱為振動速度，量值用有效值表示，單位振動烈度又稱為振動速度，量值用有效值表示，單

4、位 是毫米是毫米/秒（秒（mm/s），其反映了振動能量的大?。唬?，其反映了振動能量的大?。?振動加速度量值是單峰值，單位是米振動加速度量值是單峰值，單位是米/秒平方（秒平方（m/s2） ，其反映了振動沖擊力的大小。，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。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。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），頻可以理解為：振幅一定（需要往返走相同的距

5、離），頻 率越高（往返次數(shù)越多，要求的時間越短），振動速度率越高（往返次數(shù)越多，要求的時間越短），振動速度 越大（走的越快）。越大（走的越快）。 2振動烈度一定時，頻率越高，振動值越小。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（往返次數(shù)越多），振動值越?。x中心線兩邊的距離 越短）。越短）。 在低頻范圍內(nèi)，振動強度與位移成正比；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、過頻率低意味著振動體在單位時

6、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。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。，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)，單位振動頻率：振動體每秒鐘振動循環(huán)的次數(shù)，單位 是赫茲（是赫茲（hz）。）。 振動周期

7、：振動體完成一個振動循環(huán)所需要的時振動周期：振動體完成一個振動循環(huán)所需要的時 間，單位是秒（間，單位是秒（s）。）。 1、振動周期、振動周期t：單位：單位s（秒）（秒） 2、振動頻率、振動頻率f：單位：單位hz（赫茲）（赫茲） 12 t f 1 2 f t 振動頻率也可以用轉(zhuǎn)速頻率的倍數(shù)來表示，稱為倍頻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)，如倍頻就是轉(zhuǎn)速頻率的倍數(shù)，如1倍頻（倍頻（1x）、）、2倍頻（倍頻（ 2x）、）、0.5倍頻（倍頻（0.5x）n倍頻（倍頻（nx）。）。 例如：汽輪機轉(zhuǎn)速是例如：汽輪機轉(zhuǎn)速是3000r/min，則其，則其 轉(zhuǎn)速頻率轉(zhuǎn)速頻

8、率=3000r/min60s=50hz 1倍頻為倍頻為50hz（也叫工頻、基頻）；（也叫工頻、基頻）； 2倍頻為倍頻為100hz； 0.5倍頻為倍頻為25hz（也叫半頻）（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（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）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。振動波形是復(fù)雜的、疊加的波形。 選頻振動：經(jīng)過選頻振動：經(jīng)過 fft處理后從通處理后從通 頻振動中分解出頻振動中分解出 來的、有規(guī)律的來的、有規(guī)律的 單一正弦波的各單一正弦波的各 種不

9、同頻率的振種不同頻率的振 動。動。 相位：在給定時刻振動體被測點相對于固定相位：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（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。衡）往往起到關(guān)鍵作用。 振動產(chǎn)生的原因分類：振動產(chǎn)生的原因分類： 機器產(chǎn)生振動的根本原因在

10、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械振動的來源我們?nèi)粘９ぷ髦谐Ｓ龅降臋C械振動的來源 1 1、機器零件的制造公差、機器零件的制造公差 2

11、2、組裝時的間隙、對中情況、組裝時的間隙、對中情況 3 3、零件間的摩擦、零件間的摩擦 4 4、旋轉(zhuǎn)不平衡、旋轉(zhuǎn)不平衡 等等 頻 譜 分 析 儀 振 動 計 對 心 不 良 軸 承 異 常 轉(zhuǎn) 子 不 平 衡 軸 彎 曲 合 成 分 解 振 動 計 實 際 所 測 得 的 振 動 波 形 頻 譜 分 析 軸 彎 曲 轉(zhuǎn) 子 不 平 衡 軸 承 異 常 對 心 不 良 頻 率 振 幅 油膜振動油膜振動 不平衡不平衡 軸中心不對中軸中心不對中 或零件松動或零件松動零件松動的諧波零件松動的諧波 軸承故障的邊頻軸承故障的邊頻 軸承故障軸承故障 摩擦摩擦 1x2x3x4x （一）低頻振動油膜振蕩： 油膜

12、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 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而達到新位置，這時油膜壓力由p變 為p，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

13、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

14、，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

15、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

16、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

17、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， 平均分配軸瓦的負荷。 2、轉(zhuǎn)子徑向裂紋（較為嚴重時），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、徑向軸承嚴重損壞，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

18、）。 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靜平衡：在轉(zhuǎn)子一個校正面上進行校正平 衡衡,又稱單面平衡又稱單面平衡. 2.動平衡：在轉(zhuǎn)子兩個校正面上同時進行校動平衡：在轉(zhuǎn)子兩個校正面上同時進行校 正平衡正平衡,又稱雙面平衡又稱雙面平衡. 平衡原則：只要在滿足轉(zhuǎn)子平衡后用平衡原則：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，能做動平衡地不要做動平衡，能做動平衡地,則不要則不要 做靜動平衡。做靜動平衡。 因為，靜平衡要比動平衡容易做，動因為，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。平衡消除振動效果比靜

19、平衡好。 平衡方法地確定平衡方法地確定 1 1）徑寬比：）徑寬比： 靜平衡靜平衡 ( (徑寬比徑寬比(d/b )(d/b )5)5) 動平衡動平衡 ( (徑寬比徑寬比(d/b )(d/b )5 )5 ) 轉(zhuǎn)子靜不平衡的種類轉(zhuǎn)子靜不平衡的種類 有兩種：有兩種： 顯著不平衡（明顯顯著不平衡（明顯 不平衡）不平衡） 不顯著不平衡（隱不顯著不平衡（隱 性不平衡）性不平衡） 顯著不平衡顯著不平衡當轉(zhuǎn)子產(chǎn)生質(zhì)量偏心時，若轉(zhuǎn)子承當轉(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，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則轉(zhuǎn)子就要轉(zhuǎn)動，

20、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。下方，這種不平衡稱為顯著不平衡。 不顯著不平衡不顯著不平衡當轉(zhuǎn)子產(chǎn)生質(zhì)量偏心時，若轉(zhuǎn)子當轉(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，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。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、找轉(zhuǎn)子不平衡重量的方向，確定應(yīng)加重的位 置。置。 轉(zhuǎn)子放在靜平衡臺的軌道上轉(zhuǎn)子放在靜平衡臺的軌道上, ,往復(fù)滾動數(shù)次往復(fù)滾動數(shù)次 , , 則重的一側(cè)必然垂直向下則重的一側(cè)必然垂直向下, ,如數(shù)次的結(jié)果均如數(shù)次的結(jié)果均 一致一致, ,即下方就是轉(zhuǎn)子不平衡重量即下方就是轉(zhuǎn)子不平衡重量g g的置，定此的置，定此 點為點為a a。a a的對稱方向的對稱方向, ,為試加平衡重量的位置為試加平衡重量的位置, , 定該點為定該點為b b（即為加平衡重量的位置）。（即為