狀態(tài)檢修中的振動分析應(yīng)用實例

1、狀態(tài)檢修中的振動分析應(yīng)用實例1 兩臺輔機(jī)振動分析診斷實例1.1 1B循環(huán)水泵電機(jī)故障振動分析設(shè)備名稱：1B循泵，三相異步電機(jī)（湘潭電機(jī)廠制造），功率：2300KW，額定轉(zhuǎn)速：297r/min，混流泵（上海凱士比泵公司）。測試工況：額定流量，300r/min。測點位置1 電機(jī)殼體下部外緣，水平方向，南北2電機(jī)殼體下部外緣，水平方向，東西3電機(jī)殼體上部軸承外殼，水平方向，南北4電機(jī)殼體下部軸承外殼，水平方向，東西5電機(jī)殼體中部，水平方向，南北6電機(jī)殼體中部，水平方向，5.1.1 測試結(jié)果（1） 1B循泵 圖1 1B循泵測點示意圖測點123456振動值（位移，峰峰值，微米）45-7124-13269

2、-78110-11842-49 測點3、4、5、6頻譜分析結(jié)果如下。圖2 測點3頻譜分析結(jié)果 圖3 測點4頻譜分析結(jié)果 圖4 測點5頻譜分析結(jié)果 圖5 測點6頻譜分析結(jié)果（2） 1A、2A循泵對比性測試結(jié)果圖6 1A循泵測點5頻譜分析結(jié)果 圖7 2A循泵測點5頻譜分析結(jié)果（3） 1A、2A循泵測點123456振動值（位移，峰峰值，微米）1A循泵15-18 10-18 31-452A循泵17-20 8 55-755.1.2 2B循泵測試結(jié)果分析及處理意見（1） 2B循泵驅(qū)動電機(jī)振動過大，殼體南北方向振動達(dá)110130微米，東西方向略小。（2） 混流泵體部分振動良好。（3） 2B循泵振動信號頻譜分

3、析結(jié)果表明信號中的1倍頻5Hz分量很小，這說明電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量平衡狀況是好的。結(jié)果同時表明，電機(jī)外殼的振動以2倍頻10Hz和3倍頻15Hz的成分為主，測點5還存在較明顯的90Hz的分量，它們都是基頻5Hz的倍頻。造成這種高階倍頻振動大的原因通常是因為電機(jī)存在電氣缺陷導(dǎo)致的高階電磁激振力，電氣缺陷一般是電磁力不均衡、三相電流不平衡、轉(zhuǎn)子存在斷條或匝間短路、定子磁場存在相應(yīng)的電氣缺陷所致。根據(jù)振動信號分析可以推測，電機(jī)軸承出現(xiàn)故障的可能性不大。（4） 分析原因，同時對1A、2A循泵進(jìn)行了對比性測試。測試結(jié)果表明，這兩臺泵電機(jī)部分的振動沒有象2B那樣存在明顯的高頻成分。建議對2B循泵的電機(jī)進(jìn)行電氣檢查

4、，查找并消除缺陷。5.1.3 檢查結(jié)果及處理2001年利用中修機(jī)會由電機(jī)制造廠家來廠對驅(qū)動電機(jī)解體檢查，發(fā)現(xiàn)南北方向定子繞組短路，隨后進(jìn)行了處理，起動后振動正常。本例振動分析采用的是頻譜分析方法，對故障的認(rèn)定除了利用本機(jī)頻譜特征，還用到了同型其他設(shè)備的頻譜，同時需要知道電氣故障一般表現(xiàn)出倍頻分量高。1.2 2A一次風(fēng)機(jī)循泵電機(jī)故障振動分析1.2.1 測試安排該一次風(fēng)機(jī)為美國TLT-BABCOCK公司生產(chǎn)的離心式送風(fēng)機(jī)，1999年投運，運行過程中振動緩慢增大。2001年檢查性大修中進(jìn)行了解體，做了例行消缺，大修結(jié)束后發(fā)現(xiàn)振動仍然偏高，且有逐漸增加的趨勢，接近生產(chǎn)廠家提供的報警值，威脅到#1爐的正

5、常運行。振動測試?yán)迷鋫涞谋咎乩?300軸振監(jiān)測系統(tǒng)，并臨時加裝了速度傳感器和用于測取相位的鍵相傳感器，將上述信號引入本特利 ADIU-208測振表。5.2.2 測試結(jié)果及分析2001年11月25日進(jìn)行了第一次測試，工況：工作轉(zhuǎn)速1495r/min，主機(jī)負(fù)荷550MW，根據(jù)測試結(jié)果分析，一般情況導(dǎo)致2A風(fēng)機(jī)工頻振動大的可能原因有：質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子原始彎曲、風(fēng)機(jī)內(nèi)部存在動靜碰摩造成的熱彎曲、軸承存在大的缺陷、葉輪積灰或結(jié)構(gòu)共振。葉輪上積灰可以造成轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量狀況發(fā)生變化，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)積灰很少，對轉(zhuǎn)軸振動影響可以不予考慮。該廠在大修過程中曾對此風(fēng)機(jī)進(jìn)行例行檢查和消缺，軸承間隙調(diào)整符合運行要求，

6、若風(fēng)機(jī)軸承存在軸瓦瓦面磨損、瓦蓋松動、軸承間隙過大等缺陷，頻譜分析應(yīng)該發(fā)現(xiàn)明顯的低頻或高頻成分，但現(xiàn)有結(jié)果這一特征不明顯，故排除軸承存在缺陷的可能。軸承瓦溫正常（入口油溫42、出口油溫50），可排除軸承供油不足。定轉(zhuǎn)速情況下，測試數(shù)據(jù)顯示各個測點的間隙電壓基本保持不變，瀑布圖顯示低頻和高頻分量很小，瓦振趨勢圖顯示振幅和相位具有一定的波動性，但波動幅值比較小。據(jù)此判斷，風(fēng)機(jī)內(nèi)部動靜碰摩的可能性存在，但不是引起振動大的主要原因。然后對地腳螺栓進(jìn)行了緊固，振動有少許下降。又進(jìn)行改變出力試驗，振動沒有明顯變化，說明不是風(fēng)壓的原因。對連軸器的檢查發(fā)現(xiàn)對中在廠家規(guī)定之內(nèi)，又進(jìn)行了可能的精確調(diào)整，但振動依然

7、偏大。于是決定11月29日做動平衡。首先對升降速過程進(jìn)行了測試。圖8為升速過程固定端和浮動端軸振Bode圖。根據(jù)測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸原始晃度偏大、風(fēng)機(jī)軸段兩端相位相差100度。據(jù)此估計質(zhì)量不平衡不是振動的主要原因，不平衡效果不一定好。Bode圖顯示升速過程中沒有出現(xiàn)共振峰，可知風(fēng)機(jī)在運行過程中不存在結(jié)構(gòu)共振的問題。1.2.3 故障最后的確定為進(jìn)一步確定原因，又對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行了仔細(xì)地分析，發(fā)現(xiàn)剛升速到工作轉(zhuǎn)速1495r/min時，振動相位發(fā)生大幅度變化，圖9顯示兩端測點相位的變化量有2025度，這是不正常的。圖8 固定端、浮動端軸振剛定速（1495r/min）振動趨勢圖圖9 固定端、浮動端軸振剛定速（1495r/min）振動趨勢圖該風(fēng)機(jī)與驅(qū)動電機(jī)之間采用齒形撓性聯(lián)軸器依靠內(nèi)外齒接觸受力傳遞扭矩，這樣的結(jié)構(gòu)可以減小主動端與被動端之間對中偏差對振動的影響；如果驅(qū)動電機(jī)存在大的振動，對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的影響也不會很大。對電機(jī)轉(zhuǎn)子兩個軸承的振動測試表明電動機(jī)本是振動良好。根據(jù)分析，最終得出結(jié)論：振動原因是對輪齒面磨損，造成傳遞扭矩不均，進(jìn)一步引起類似質(zhì)量不平衡的一倍頻的高振動。1.2.4 處理及效