旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)案例分析

1、旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)案例分析一、水流作用引起的振動(dòng)1、異常情況簡介：7 號(hào)機(jī) 1 號(hào)、 2 號(hào)循環(huán)泵并列運(yùn)行時(shí)， 2 號(hào)循環(huán)泵電機(jī)上機(jī)架振動(dòng)變化不大， 1 號(hào)循環(huán)泵 電機(jī)上機(jī)架水平振動(dòng)最高達(dá)到 0.17mm站在電機(jī)上機(jī)架的平臺(tái)上有很強(qiáng)的晃動(dòng)感，1號(hào)循環(huán)泵電機(jī)電流為185a, 2號(hào)循環(huán)泵電流為225a;兩臺(tái)泵的出口壓力均為 0.22mpa1號(hào)循環(huán)泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的參數(shù)：電流225227a,出口壓力0.155mpa（2號(hào)泵單獨(dú)運(yùn)行出口壓力也為0.155mpa） ，電機(jī)上機(jī)架水平振動(dòng)最大0.04mm。2、振動(dòng)分析：當(dāng) 1 號(hào)循環(huán)泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)電流，電機(jī)上機(jī)架振動(dòng)，泵出口壓力均處于正常狀態(tài)。當(dāng)與 2 號(hào)泵并列

2、運(yùn)行時(shí)，此時(shí)1 號(hào)泵性能不如 2 號(hào)泵性能好， 2 號(hào)泵的出口水壓對(duì)1 號(hào)泵產(chǎn)生影響，即水力沖擊或1 號(hào)泵入口產(chǎn)生渦流現(xiàn)象， 1 號(hào)泵的流量大幅度降低，出現(xiàn)1 號(hào)泵在并列運(yùn)行時(shí)電機(jī)上機(jī)架水平振動(dòng)大和電機(jī)電流低的現(xiàn)象。分析原因?yàn)?1 號(hào)循環(huán)泵的泵體密封環(huán)與葉輪密封環(huán)由于磨損間隙過大，泵的軸套與導(dǎo)向橡膠軸承間隙由于磨損超標(biāo)。3、結(jié)論：3 個(gè)月后利用機(jī)組小修的機(jī)會(huì)對(duì)7 號(hào)機(jī) 1 號(hào)循環(huán)泵解體檢查，橡膠軸承磨損嚴(yán)重與軸套的總間隙達(dá)2.5 毫米，葉輪密封環(huán)間隙達(dá)7 毫米。導(dǎo)葉室內(nèi)積聚有許多細(xì)砂。二、由于處理缺陷工藝程序不正確引起的振動(dòng)1、詳細(xì)經(jīng)過2012年8月30日9時(shí)20分，1號(hào)機(jī)汽泵轉(zhuǎn)速5140r/

3、min ,機(jī)組負(fù)荷280mw點(diǎn)檢員現(xiàn)場(chǎng) 點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)汽泵振動(dòng)增大，振動(dòng)產(chǎn)生的聲音也很大，用聽針進(jìn)行聽診，驅(qū)動(dòng)端聲音比非驅(qū)動(dòng)端聲音偏大，由于振動(dòng)太大，沒有聽到有摩擦的聲音，用點(diǎn)檢儀測(cè)定振動(dòng)主要以工頻振動(dòng)為主。點(diǎn)檢員申請(qǐng)降低汽泵轉(zhuǎn)速運(yùn)行觀察，晚上低負(fù)荷時(shí)停汽泵檢查，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，振動(dòng)的振幅值也在下降。 8 月 31 日 4 時(shí) 50 分停泵檢查，解體聯(lián)軸器罩發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器膜片出現(xiàn)多處對(duì)稱裂紋，此時(shí)由于電泵偶合器潤滑油濾網(wǎng)堵塞，潤滑油壓不斷降低，偶合器軸瓦溫度在不斷上升，切換濾網(wǎng)操作有斷油危險(xiǎn)，為了防止發(fā)生引起停機(jī)事故，因此沒有進(jìn)一步檢查，更換聯(lián)軸器膜片后恢復(fù)運(yùn)行。 13 時(shí) 15 分汽泵沖轉(zhuǎn)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速在

4、4100r/min 以下時(shí)運(yùn)行較穩(wěn)定，振動(dòng)值不是很大，汽泵繼續(xù)升速時(shí)，汽泵軸瓦的振動(dòng)值隨著轉(zhuǎn)速升高振幅值增加。 8 月 30 日晚上更換電泵偶合器的所有潤滑油，清理潤滑油濾網(wǎng)， 9 月 1 日進(jìn)行第二次停運(yùn)汽泵檢查，檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器中心偏差較大，非驅(qū)動(dòng)端軸承室油封有摩擦的痕跡。采取了更換新油封，重新調(diào)整驅(qū)動(dòng)端、非驅(qū)動(dòng)端軸瓦抬量和左右方向的對(duì)中，重新對(duì)聯(lián)軸器找中心。當(dāng)天晚上18 時(shí)沖小機(jī)運(yùn)行，汽泵運(yùn)行正常。2、原因分析2.1 汽泵聯(lián)軸器中心跑偏的原因分析1 號(hào)機(jī)汽泵在最后一次檢修找中心后，進(jìn)行了多次機(jī)械密封更換工作，由于每次都是更換單套機(jī)械密封，在更換時(shí)必須把需要更換機(jī)械密封端的軸承架拆卸下來，當(dāng)

5、汽泵的一端軸承架拆掉，另一端不動(dòng)的情況下，汽泵轉(zhuǎn)子垂直支撐點(diǎn)為：有軸瓦一端的軸承支撐和靠近另一端某一級(jí)葉輪入口對(duì)應(yīng)導(dǎo)葉密封環(huán)的支撐。對(duì)于更換驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封時(shí)， 雖然拆卸軸瓦時(shí)進(jìn)行了解體前軸瓦抬量的記錄， 但由于進(jìn)行的是一端單抬，在回裝過程中由于測(cè)量的誤差和單抬的誤差，轉(zhuǎn)子中心的上下方向位置是不可能恢復(fù)到原來位置，這樣就會(huì)產(chǎn)生聯(lián)軸器中心上下方向相對(duì)原來的中心跑偏。轉(zhuǎn)子的左右對(duì)中，是把下瓦翻到軸頸上，進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)，憑借手感的緊力來確定左右對(duì)中，由于在更換機(jī)械密封前后為不同檢修人員，手感緊力是不一樣的，這樣就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子左右對(duì)中位置發(fā)生變化。并且還會(huì)出現(xiàn)當(dāng)葉輪入口與對(duì)應(yīng)導(dǎo)葉的密封環(huán)有磨損現(xiàn)象時(shí)，葉輪入

6、口外圓和導(dǎo)葉密封環(huán)內(nèi)圓產(chǎn)生不規(guī)則橢圓，撤掉軸瓦時(shí)，轉(zhuǎn)子著落的左右位置要發(fā)生修前和修后左右位置發(fā)生變化，這樣就會(huì)產(chǎn)生聯(lián)軸器中心左右方向相對(duì)原來的中心更嚴(yán)重的跑偏。在更換非驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封，驅(qū)動(dòng)端的膜片聯(lián)軸器處于連接狀態(tài)，由于存在著中心偏差，把非驅(qū)動(dòng)端軸承架拆卸后， 膜片聯(lián)軸器具有一定的剛性作用， 轉(zhuǎn)子有可能還會(huì)出現(xiàn)憋勁現(xiàn)象，這樣就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子中心位置與檢修前發(fā)生更大的變化。1.1 非驅(qū)動(dòng)端軸承室油封碰磨分析對(duì)于本次非驅(qū)動(dòng)端軸承室油封發(fā)生左右方向碰磨，是由于1 號(hào)機(jī)汽泵已進(jìn)行了多次更換機(jī)械密封，聯(lián)軸器中心已經(jīng)有較大的不同心，因此在調(diào)整非驅(qū)動(dòng)端軸瓦對(duì)中時(shí)，由于聯(lián)軸器對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生憋勁，以及葉輪入口外圓和導(dǎo)葉

7、密封環(huán)內(nèi)圓可能發(fā)生過碰磨，形成不規(guī)則橢圓，由于以上兩種原因，在進(jìn)行非驅(qū)動(dòng)端左右對(duì)中雖然調(diào)整合格，但回裝后非驅(qū)動(dòng)端的對(duì)中不一定合格，這樣就會(huì)產(chǎn)生油封碰磨現(xiàn)象。三、立式旋轉(zhuǎn)設(shè)備部件自身的激振力引起的振動(dòng)2009年 6 月前， 6號(hào)機(jī) 2號(hào)循環(huán)泵電機(jī)上機(jī)架垂直振動(dòng)一直在0.015mm 以下，水平振動(dòng) 在0.045mm以下，運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)數(shù)值比較穩(wěn)定。在 6月份的設(shè)備點(diǎn)檢和通過設(shè)備的劣化分 析中發(fā)現(xiàn)電機(jī)上機(jī)架垂直振動(dòng)在不斷的增大，水平振動(dòng)也在增大但不太明顯，到 7月份垂直 振動(dòng)最大可達(dá)0.08mm,水平0.06mm。2、振動(dòng)的分析：根據(jù)實(shí)際的振動(dòng)情況，在現(xiàn)場(chǎng)分別對(duì)電機(jī)上機(jī)架及下滾動(dòng)軸承座的多個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行

8、了測(cè)量。下表為振動(dòng)測(cè)量值。表1振動(dòng)單位：11 m (mm/s)方向測(cè)點(diǎn)1測(cè)點(diǎn)2x61 (1.3)15(0.46)y68(1.56)17(0.61)a72 (3.43)31 (1.61)注：測(cè)點(diǎn)1為電機(jī)上機(jī)架測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)2為電機(jī)下軸承座測(cè)點(diǎn)。x、y為互相垂直的兩個(gè) 水平方向振動(dòng)值，a為軸向振動(dòng)值。表中數(shù)值()外為振動(dòng)位移，()內(nèi)為振動(dòng)速度。根據(jù) gb/t 6075.3-2001振動(dòng)烈度在 b區(qū)(2.34.5mm/s)可長期運(yùn)行，在 c區(qū) (4.57.1mm/s)不宜長期運(yùn)行，在 d區(qū)(7.1mm/s以上)不宜運(yùn)行。從表1可以看到，測(cè)點(diǎn)1、2各方向振動(dòng)位于b區(qū)，可長期運(yùn)行。以上振動(dòng)數(shù)值雖然符合標(biāo)準(zhǔn)，

9、但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的歷史記 錄，電機(jī)上機(jī)架的垂直振動(dòng)有了較大幅度的增加，并且由于垂直方向的載荷力相對(duì)水平方向 大的多，振動(dòng)破壞力度會(huì)更大，是屬于不安全的振動(dòng)。通過頻譜分析儀，對(duì)振動(dòng)結(jié)果進(jìn)行了頻譜分析。下面為測(cè)量的振動(dòng)頻譜圖。f h !i(，*c4 ：jfil q._1. . j i_ i_i. _ju. . i_ . .ii . i一一.l !mriujksm$nhprmsq1q0圖1 測(cè)點(diǎn)1x向速度頻譜圖seeru -母鼠tl-996 親zl 一 圖4 測(cè)點(diǎn)2x向速度頻譜圖5a1001150.200圖2 測(cè)點(diǎn)1y向速度頻譜圖rturuw：&nmhprmsm 的圖3 測(cè)點(diǎn)1a向速度頻譜圖nrii/tt

10、tsrn arl hprmsmiigspm ?圖5 測(cè)點(diǎn)2y向速度頻譜圖rflrimstcggrl hpd.皿11 do.15d.圖6 測(cè)點(diǎn)2a向速度頻譜圖200.通過分析，可以看到測(cè)點(diǎn)1、2的頻譜圖存在如下的特征：(1)在徑向方向占優(yōu)勢(shì)的是1x轉(zhuǎn)速頻率，同時(shí)存在著高達(dá)10階以上的諧波成分，前5 階成分較為明顯；(2)在軸向占優(yōu)勢(shì)的是4x轉(zhuǎn)速頻率，且其數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基頻成分，其他成分很少。分析以上振動(dòng)特征并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，6號(hào)機(jī)2號(hào)循環(huán)泵電機(jī)振動(dòng)大的可能原因?yàn)椋?(1)徑向方向的振動(dòng)頻譜為典型的機(jī)械松動(dòng)特征，同時(shí)不能排除對(duì)中不良及軸瓦磨損； (2)軸向4x轉(zhuǎn)速頻率(即25hz成分)的特征，根

11、據(jù)電機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，該成分的可能 來源為推力瓦的“瓦塊通過頻率”成分，即在運(yùn)行中由于某些原因?qū)е峦屏ν邉傂越档汀?、申請(qǐng)停泵解體檢查2009年8月9日申請(qǐng)6號(hào)機(jī)2號(hào)循環(huán)泵停泵檢查，主要檢查項(xiàng)目包括：泵與電機(jī)的聯(lián)軸器中心復(fù)查，導(dǎo)瓦間隙和空氣間隙復(fù)查，電機(jī)上機(jī)架解體拔推力頭對(duì)推力瓦檢查等。解體檢查結(jié)果：（1）聯(lián)軸器中心圓周偏差0.09mm,端面偏差0.07mm,有輕微超標(biāo)，不是主要振源。（2）空氣間隙合格，偏差小于10%,導(dǎo)瓦總間隙最大0.25mm,有輕微超標(biāo)，但不是主 要振源。（3）推力頭與鏡板的連接螺栓有四條松動(dòng)，推力瓦塊后頂絲槽內(nèi)的銀銅片有五個(gè)出現(xiàn) 脆裂，是引起振動(dòng)的主要來源。采取的修復(fù)措施：

12、把八塊推力瓦后頂絲槽內(nèi)的銀銅片進(jìn)行全部更換，更換了推力頭與鏡板間的絕緣墊 板，鏡板與推力頭組裝后調(diào)整了鏡板平面與推力頭軸心的垂直度，其它各部位在回裝時(shí) 都進(jìn)行了調(diào)整合格。修復(fù)后試運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試結(jié)果：表2振動(dòng)單位：mm方向測(cè)點(diǎn)1 （上機(jī)架）測(cè)點(diǎn)2 （下軸承座）x （水平）0.0310.008y （水平）0.0280.007a （垂直）0.0110.009四、典型的動(dòng)靜碰磨振動(dòng)1、振動(dòng)概況2號(hào)機(jī)給水泵小汽機(jī)前后軸瓦均為可傾瓦，該小汽機(jī)在大修前，振動(dòng)很好。大修后啟動(dòng)給水泵小汽機(jī)，出現(xiàn)了軸振和瓦振增大，并且振動(dòng)大幅波動(dòng)，沒有規(guī)律。前瓦軸振1x波動(dòng)范圍52-121微米，前瓦軸振1y波動(dòng)范圍33-63微米

13、。后瓦軸振2x波動(dòng)范圍12-18微米, 后瓦軸振2y波動(dòng)范圍12-49微米。就地實(shí)測(cè)瓦振，前瓦瓦振水平振動(dòng) 12微米、垂直振動(dòng) 16微米，后瓦瓦振水平振動(dòng)125微米、垂直振動(dòng)46微米。軸振是前瓦大，后瓦小，瓦振是 前瓦小，后瓦大。就地做瓦振頻譜分析：就地瓦振頻譜主要是一倍頻分量，有一定的低頻分量。tn8000系統(tǒng)上看，主要是一倍頻。振動(dòng)波形上2y有點(diǎn)毛刺。軸心軌跡前瓦是立橢圓，后瓦是橫橢圓。振動(dòng)趨勢(shì)與轉(zhuǎn)速趨 勢(shì)相近。通過分析給水泵小汽機(jī)存在動(dòng)靜摩擦問題，懷疑軸彎曲。需要停給水泵汽輪機(jī)檢查處理，揭瓦檢查、揭缸檢查，必要時(shí)做動(dòng)平衡或直軸。申請(qǐng)停2號(hào)機(jī)給水泵小汽機(jī)，揭瓦檢查，前后可傾瓦沒發(fā)現(xiàn)異常。解

14、體盤車時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)上齒輪沒傷害，主軸上盤車齒輪磨損嚴(yán)重，齒頂磨掉約23mm,四周都卷下來了。決定：暫不揭缸，更換主軸上盤車齒輪后轉(zhuǎn)動(dòng)，視情況再進(jìn)行處理。更換齒輪后啟動(dòng)振動(dòng)不大，一切正常。3、結(jié)論該小機(jī)軸振異常波動(dòng)是由盤車齒輪的碰磨引起的，消除碰磨后振動(dòng)恢復(fù)正常。五、熱控測(cè)量探頭振動(dòng)1、振動(dòng)概況2007年5月以來3號(hào)機(jī) 1號(hào)給水泵汽輪機(jī)2號(hào)瓦軸振存在異常，主要現(xiàn)象為在轉(zhuǎn)速為 5100rpm左右的區(qū)間內(nèi) 2號(hào)瓦軸振會(huì)從正常運(yùn)行時(shí)的 40um 左右突增到超過80um 的報(bào)警值，而避開這個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間軸振又會(huì)恢復(fù)到正常數(shù)值。2、振動(dòng)分析及處理在現(xiàn)場(chǎng)對(duì) 3號(hào)機(jī) 1號(hào)給水泵汽輪機(jī)1、 2 瓦軸振進(jìn)行了測(cè)試，通過

15、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，使小機(jī)轉(zhuǎn)速從4900rpm變化到5300rpm。在轉(zhuǎn)速從49005300rpm的變化過程中，1瓦軸振基本保持不變； 2 瓦軸振則發(fā)生了較大的變化，在接近5100rpm 時(shí)振動(dòng)迅速增加，在5112rpm 達(dá)到了最大值，離開這個(gè)區(qū)間則迅速減小。頻譜分析表明， 2 瓦軸振變化主要表現(xiàn)為 2 倍頻的變化，而 1 倍頻則保持穩(wěn)定。通過分析以上2 瓦軸振異常的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)2 瓦軸振在 5100rpm 附近的變化類似于通過臨界轉(zhuǎn)速的情況，而從現(xiàn)場(chǎng)了解到的情況是該轉(zhuǎn)子1 階臨界轉(zhuǎn)速在2600rpm左右， 不是臨界； 而振動(dòng)的變化又表現(xiàn)為兩倍頻的變化， 屬于 2 倍頻共振， 可能的原因?yàn)?2 瓦軸振

16、探頭的自振頻率與軸振2倍頻率靠得太近造成的探頭共振。這種情況下轉(zhuǎn)子的真實(shí)振動(dòng)并不大（相鄰 1 瓦軸振很穩(wěn)定）。申請(qǐng)停運(yùn) 3號(hào)機(jī) 1號(hào)給水泵汽輪機(jī)，對(duì)2瓦軸振探頭進(jìn)行了更換，更換后上述振動(dòng)異?，F(xiàn)象再?zèng)]有出現(xiàn)。3、結(jié)論及評(píng)述該給水泵汽輪機(jī)2瓦軸振在5100rpm區(qū)間的異常增加屬于由于探頭自身安裝問題造成的自振，實(shí)際振動(dòng)并不大，通過更換探頭消除了這一現(xiàn)象。六、轉(zhuǎn)子熱彎曲引起的振動(dòng)1、振動(dòng)概況該電動(dòng)機(jī)系沈陽電機(jī)廠生產(chǎn)的交流電動(dòng)機(jī)， 額定功率 1400kw， 額定轉(zhuǎn)速3000rpm。 2004 年9 月在試運(yùn)過程中，該電機(jī)兩軸承振動(dòng)隨運(yùn)行時(shí)間持續(xù)增加，多次測(cè)試表明，電機(jī)每運(yùn)行4050min 就因振動(dòng)過大不得不停運(yùn)。2、振動(dòng)分析及處理頻譜分析顯示，電機(jī)振動(dòng)以工頻成分為主。每次啟動(dòng)初期振動(dòng)較小，隨著時(shí)間的推移，軸承的軸向振動(dòng)和徑向振動(dòng)同步增大， 特別是軸向振動(dòng)增加的速率更