旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷2 2 齒輪箱故障診斷齒輪箱故障診斷3 3 滾動(dòng)軸承故障診斷滾動(dòng)軸承故障診斷6.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷n旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試n旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)n旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障分析常用方法旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障分析常用方法n轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要故障及其診斷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要故障及其診斷6.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷n 旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指主要功能由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來完成的機(jī)械，旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指主要功能由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來完成的機(jī)械，尤其是指主要部件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的

2、、轉(zhuǎn)速較高的機(jī)尤其是指主要部件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的、轉(zhuǎn)速較高的機(jī)械。械。n旋轉(zhuǎn)機(jī)械種類繁多，有汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、離心旋轉(zhuǎn)機(jī)械種類繁多，有汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、離心式壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、水泵、水輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)以及式壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、水泵、水輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)等。這類設(shè)備的主要部件有轉(zhuǎn)子、軸承系電動(dòng)機(jī)等。這類設(shè)備的主要部件有轉(zhuǎn)子、軸承系統(tǒng)、定子和機(jī)組殼體、聯(lián)軸器等組成，轉(zhuǎn)速從每統(tǒng)、定子和機(jī)組殼體、聯(lián)軸器等組成，轉(zhuǎn)速從每分鐘幾十到幾萬、幾十萬轉(zhuǎn)。分鐘幾十到幾萬、幾十萬轉(zhuǎn)。6.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷n 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷，是在獲取機(jī)器的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷，是在獲取機(jī)器的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、瞬態(tài)數(shù)

3、據(jù)以及過程參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)等信息的基礎(chǔ)瞬態(tài)數(shù)據(jù)以及過程參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)等信息的基礎(chǔ)上，通過信號(hào)分析和數(shù)據(jù)處理提取機(jī)器特有的故上，通過信號(hào)分析和數(shù)據(jù)處理提取機(jī)器特有的故障癥兆及故障敏感參數(shù)等，經(jīng)過綜合分析判斷，障癥兆及故障敏感參數(shù)等，經(jīng)過綜合分析判斷，才能確定故障原因，做出符合實(shí)際的診斷結(jié)論，才能確定故障原因，做出符合實(shí)際的診斷結(jié)論，提出治理措施。提出治理措施。6.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)故障診斷n旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)（轉(zhuǎn)軸組件），它包轉(zhuǎn)子系統(tǒng)（轉(zhuǎn)軸組件），它包括：括：轉(zhuǎn)子（軸、齒輪傳動(dòng)件、葉輪、聯(lián)軸器）；轉(zhuǎn)子（軸、齒輪傳動(dòng)件、葉輪、聯(lián)軸器）；滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承；滑動(dòng)軸

4、承、滾動(dòng)軸承；支座（定子、機(jī)座）；支座（定子、機(jī)座）；密封、密封裝置。密封、密封裝置。1）轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)分類：）轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)分類：n橫向振動(dòng)橫向振動(dòng)-振動(dòng)發(fā)生在包括轉(zhuǎn)軸的橫向振動(dòng)發(fā)生在包括轉(zhuǎn)軸的橫向xoy平面內(nèi)，大多平面內(nèi)，大多數(shù)故障所激發(fā)的振動(dòng)為此類振動(dòng)；數(shù)故障所激發(fā)的振動(dòng)為此類振動(dòng)；n軸向振動(dòng)軸向振動(dòng)-振動(dòng)發(fā)生在轉(zhuǎn)軸軸線振動(dòng)發(fā)生在轉(zhuǎn)軸軸線z方向上，某些故障如不方向上，某些故障如不對(duì)中將會(huì)激發(fā)軸向?qū)χ袑?huì)激發(fā)軸向 振動(dòng)；振動(dòng)；n扭轉(zhuǎn)振動(dòng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)-沿轉(zhuǎn)軸軸線發(fā)生的扭振，多盤轉(zhuǎn)子的柔性軸將沿轉(zhuǎn)軸軸線發(fā)生的扭振，多盤轉(zhuǎn)子的柔性軸將會(huì)產(chǎn)生扭振。會(huì)產(chǎn)生扭振。yxz0最簡單的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)最簡單的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)2

5、）系統(tǒng)分類）系統(tǒng)分類以臨界轉(zhuǎn)速分類以臨界轉(zhuǎn)速分類 剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)-工作轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以下的工作轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以下的系統(tǒng)：系統(tǒng)：n一階臨界轉(zhuǎn)速一階臨界轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有多個(gè)自振頻率，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸增：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有多個(gè)自振頻率，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸增大到橫向振動(dòng)的一階自振頻率時(shí)，將發(fā)生一階共振，所對(duì)大到橫向振動(dòng)的一階自振頻率時(shí)，將發(fā)生一階共振，所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為一階臨界轉(zhuǎn)速。應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為一階臨界轉(zhuǎn)速。n判別依據(jù)：判別依據(jù)：一般工作頻率一般工作頻率100Hz的機(jī)械系統(tǒng)屬于柔性轉(zhuǎn)的機(jī)械系統(tǒng)屬于柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。子系統(tǒng)。n振動(dòng)特點(diǎn)：振動(dòng)頻率（自激振動(dòng)）振動(dòng)特點(diǎn)：振動(dòng)頻率（自激振動(dòng)）工作頻率，并與一階工作頻率，

6、并與一階橫向自振頻率有關(guān)。橫向自振頻率有關(guān)。n自激振動(dòng)：振動(dòng)過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部不斷有能量輸入而自激振動(dòng)：振動(dòng)過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部不斷有能量輸入而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象，在設(shè)備診斷中又稱為亞同步振動(dòng)。產(chǎn)生的共振現(xiàn)象，在設(shè)備診斷中又稱為亞同步振動(dòng)。n一般采用滑動(dòng)軸承。一般采用滑動(dòng)軸承。兩種系統(tǒng)振動(dòng)特點(diǎn)比較兩種系統(tǒng)振動(dòng)特點(diǎn)比較強(qiáng)迫振動(dòng)（剛性系統(tǒng)）強(qiáng)迫振動(dòng)（剛性系統(tǒng)）自激振動(dòng)（柔性系統(tǒng)）自激振動(dòng)（柔性系統(tǒng)）激振原因激振原因由于外部激振力由于外部激振力或激振位移引起的或激振位移引起的在振動(dòng)過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部有能在振動(dòng)過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部有能量輸入而引起的。量輸入而引起的。頻率與工作頻率與工作頻率的關(guān)系頻率的

7、關(guān)系振動(dòng)頻率與工作頻率同步振動(dòng)頻率與工作頻率同步振動(dòng)頻率一般低于工頻振動(dòng)頻率一般低于工頻頻率與轉(zhuǎn)速頻率與轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系變化的關(guān)系振動(dòng)頻率隨轉(zhuǎn)速之變化而變化，振動(dòng)頻率隨轉(zhuǎn)速之變化而變化，顯比例關(guān)系。顯比例關(guān)系。振動(dòng)頻率在一定范圍內(nèi)可能存在某振動(dòng)頻率在一定范圍內(nèi)可能存在某種比例關(guān)系，但超過一定范圍后則種比例關(guān)系，但超過一定范圍后則主要與轉(zhuǎn)子的一階自振頻率有關(guān)主要與轉(zhuǎn)子的一階自振頻率有關(guān)振幅與轉(zhuǎn)速振幅與轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系變化的關(guān)系振幅隨轉(zhuǎn)速之增加而增加，達(dá)到振幅隨轉(zhuǎn)速之增加而增加，達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振幅出現(xiàn)峰值，然后臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振幅出現(xiàn)峰值，然后則隨轉(zhuǎn)速之增加而減小，趨于某則隨轉(zhuǎn)速之增加而減小，趨于某定值。定

8、值。隨轉(zhuǎn)速的變化振幅有突發(fā)變化的可隨轉(zhuǎn)速的變化振幅有突發(fā)變化的可能（增大或減?。┠埽ㄔ龃蠡驕p小）3）故障分類）故障分類旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障分類頂隙激振喘振旋轉(zhuǎn)失速油膜振蕩油膜渦動(dòng)）亞同步振動(dòng)（自激振動(dòng)轉(zhuǎn)子橫向裂紋轉(zhuǎn)子與定子摩擦裝配件或基礎(chǔ)松動(dòng)軸彎曲不對(duì)中不平衡同步振動(dòng)（強(qiáng)迫振動(dòng)）柔性轉(zhuǎn)子剛性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障 1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)1、振幅、振幅 2、振動(dòng)頻率、振動(dòng)頻率3、相位、相位 4、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速5、時(shí)域波形、時(shí)域波形 6、軸心軌跡、軸心軌跡7、軸向位置（軸位移）、軸向位置（軸位移）1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋

9、轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試1、振幅、振幅 振幅是描述設(shè)備振動(dòng)大小的一個(gè)重要參數(shù)。運(yùn)行正振幅是描述設(shè)備振動(dòng)大小的一個(gè)重要參數(shù)。運(yùn)行正常的設(shè)備，其振動(dòng)幅值通常穩(wěn)定在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，常的設(shè)備，其振動(dòng)幅值通常穩(wěn)定在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，如果振幅發(fā)生了變化，便意味著設(shè)備的狀態(tài)有了改變。如果振幅發(fā)生了變化，便意味著設(shè)備的狀態(tài)有了改變。因此對(duì)振幅的監(jiān)測可以用來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。因此對(duì)振幅的監(jiān)測可以用來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 振幅可以分為位移振幅、速度振幅、加速度振幅。振幅可以分為位移振幅、速度振幅、加速度振幅。 在旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測實(shí)際應(yīng)用中，位移振幅通常用在旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測實(shí)際應(yīng)用中，位移振幅通常用雙振幅，即

10、雙振幅，即峰峰-峰值（峰值（P-P值）值）來表示；速度振幅通常用來表示；速度振幅通常用單振幅有效值單振幅有效值，即振動(dòng)烈度（，即振動(dòng)烈度（Vrms）來表示；加速度）來表示；加速度振幅通常用振幅通常用最大單峰值最大單峰值來表示。來表示。1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試2振動(dòng)頻率振動(dòng)頻率 振動(dòng)頻率可分為基頻（周期的倒數(shù)）和倍頻（各次諧波振動(dòng)頻率可分為基頻（周期的倒數(shù)）和倍頻（各次諧波頻率），它是描述機(jī)器狀態(tài)的另一個(gè)特征參量，也是測量和頻率），它是描述機(jī)器狀態(tài)的另一個(gè)特征參量，也是測量和分析的主要參數(shù)。分析的主要參數(shù)。 因?yàn)樘囟ǖ恼駝?dòng)頻率往往對(duì)應(yīng)一定的故障，所以對(duì)振動(dòng)因?yàn)?/p>

11、特定的振動(dòng)頻率往往對(duì)應(yīng)一定的故障，所以對(duì)振動(dòng)頻率的監(jiān)測和分析在評(píng)定設(shè)備狀態(tài)過程中是必不可少的。頻率的監(jiān)測和分析在評(píng)定設(shè)備狀態(tài)過程中是必不可少的。 在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，振動(dòng)頻率多以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，振動(dòng)頻率多以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍形式出現(xiàn)，因此振動(dòng)頻率除了可表示為每分鐘的周期數(shù)倍形式出現(xiàn)，因此振動(dòng)頻率除了可表示為每分鐘的周期數(shù)（r/min）或每秒鐘的周期數(shù)）或每秒鐘的周期數(shù)(Hz)表示外，還可以簡單地表示表示外，還可以簡單地表示為轉(zhuǎn)速的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍。為轉(zhuǎn)速的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍。1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試3相位相位 許多設(shè)備故障單從幅值譜圖上判斷是不

12、易區(qū)分的，這時(shí)許多設(shè)備故障單從幅值譜圖上判斷是不易區(qū)分的，這時(shí)需要對(duì)相位信息進(jìn)行進(jìn)一步的分析，以做出正確判斷。需要對(duì)相位信息進(jìn)行進(jìn)一步的分析，以做出正確判斷。 例如，對(duì)于轉(zhuǎn)子臨時(shí)弓形彎曲、轉(zhuǎn)子缺損和滑動(dòng)軸承故例如，對(duì)于轉(zhuǎn)子臨時(shí)弓形彎曲、轉(zhuǎn)子缺損和滑動(dòng)軸承故障，其頻譜都以一倍頻為主，不易區(qū)分。障，其頻譜都以一倍頻為主，不易區(qū)分。 如果進(jìn)一步對(duì)其相位進(jìn)行監(jiān)測分析，則可以比較容易地如果進(jìn)一步對(duì)其相位進(jìn)行監(jiān)測分析，則可以比較容易地將它們區(qū)分開：將它們區(qū)分開： 轉(zhuǎn)子臨時(shí)弓形彎曲時(shí)相位比較穩(wěn)定地變化；轉(zhuǎn)子臨時(shí)弓形彎曲時(shí)相位比較穩(wěn)定地變化； 轉(zhuǎn)子缺損時(shí)相位會(huì)發(fā)生突變，然后保持穩(wěn)定；轉(zhuǎn)子缺損時(shí)相位會(huì)發(fā)生突變，

13、然后保持穩(wěn)定； 軸承故障時(shí)相位在一定范圍內(nèi)不穩(wěn)定地變化。軸承故障時(shí)相位在一定范圍內(nèi)不穩(wěn)定地變化。1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試4轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速變化與設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有著非常密切的關(guān)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速變化與設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有著非常密切的關(guān)系，它不僅表明了設(shè)備的負(fù)荷，而且當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，通常系，它不僅表明了設(shè)備的負(fù)荷，而且當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，通常轉(zhuǎn)速也會(huì)有相應(yīng)的變化。轉(zhuǎn)速也會(huì)有相應(yīng)的變化。例如：例如： 當(dāng)離心式壓縮機(jī)組發(fā)生喘振時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)有大幅度的波動(dòng)；當(dāng)離心式壓縮機(jī)組發(fā)生喘振時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)有大幅度的波動(dòng)； 當(dāng)轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生碰磨時(shí)，轉(zhuǎn)速也會(huì)表現(xiàn)得不穩(wěn)定。當(dāng)轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)

14、生碰磨時(shí)，轉(zhuǎn)速也會(huì)表現(xiàn)得不穩(wěn)定。 因此，轉(zhuǎn)速通常是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中比較重要的因此，轉(zhuǎn)速通常是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中比較重要的參數(shù)。參數(shù)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)檢測旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)檢測 大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)子振動(dòng)的變化比軸大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)子振動(dòng)的變化比軸承座要敏感，其振動(dòng)信息更為直接、有效。對(duì)于軸承承座要敏感，其振動(dòng)信息更為直接、有效。對(duì)于軸承和齒輪等零部件的故障，軸系的振動(dòng)反映也明顯得多。和齒輪等零部件的故障，軸系的振動(dòng)反映也明顯得多。因此在對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行振動(dòng)檢測時(shí)，測量轉(zhuǎn)子振動(dòng)是因此在對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行振動(dòng)檢測時(shí)，測量轉(zhuǎn)子振動(dòng)是首選，但在不具備條件時(shí)也可以測量外殼或軸承座的首選，

15、但在不具備條件時(shí)也可以測量外殼或軸承座的振動(dòng)情況。振動(dòng)情況。1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試測點(diǎn)數(shù)量與布置測點(diǎn)數(shù)量與布置 原則：原則：通過對(duì)整個(gè)機(jī)組結(jié)構(gòu)特性的全面了解和認(rèn)真分通過對(duì)整個(gè)機(jī)組結(jié)構(gòu)特性的全面了解和認(rèn)真分析，以最少的傳感器，最靈敏地測出整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)的工況。析，以最少的傳感器，最靈敏地測出整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)的工況。 注意：注意：對(duì)于在機(jī)殼（軸承座）上的振動(dòng)測量，測點(diǎn)的對(duì)于在機(jī)殼（軸承座）上的振動(dòng)測量，測點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮環(huán)境因素，避免選擇高溫、高濕度、出風(fēng)口和選擇應(yīng)考慮環(huán)境因素，避免選擇高溫、高濕度、

16、出風(fēng)口和溫度變化劇烈的地方作為測量點(diǎn)，以保證測量的有效性。溫度變化劇烈的地方作為測量點(diǎn)，以保證測量的有效性。 注意：注意：為降低系統(tǒng)成本，對(duì)于高頻的隨機(jī)振動(dòng)和沖擊為降低系統(tǒng)成本，對(duì)于高頻的隨機(jī)振動(dòng)和沖擊振動(dòng)可以只確定一個(gè)方向?yàn)闇y量點(diǎn)。但對(duì)于低頻段的確定振動(dòng)可以只確定一個(gè)方向?yàn)闇y量點(diǎn)。但對(duì)于低頻段的確定性振動(dòng)（常為低頻振動(dòng)）必須同時(shí)測量水平和垂直兩個(gè)方性振動(dòng)（常為低頻振動(dòng)）必須同時(shí)測量水平和垂直兩個(gè)方向，有條件時(shí)還應(yīng)增加軸向測點(diǎn)。向，有條件時(shí)還應(yīng)增加軸向測點(diǎn)。1）軸的徑向振動(dòng)測量）軸的徑向振動(dòng)測量 測量軸頸的徑向振動(dòng)通常是在一個(gè)平面內(nèi)相互垂測量軸頸的徑向振動(dòng)通常是在一個(gè)平面內(nèi)相互垂直的兩個(gè)方向分

17、別安裝一個(gè)傳感器。直的兩個(gè)方向分別安裝一個(gè)傳感器。2） 機(jī)殼（軸承座）的振動(dòng)測量機(jī)殼（軸承座）的振動(dòng)測量 測量點(diǎn)應(yīng)盡量靠近軸承的承測量點(diǎn)應(yīng)盡量靠近軸承的承載區(qū)，與被監(jiān)測的轉(zhuǎn)動(dòng)部分最好載區(qū)，與被監(jiān)測的轉(zhuǎn)動(dòng)部分最好只有一個(gè)界面，盡可能避免多層只有一個(gè)界面，盡可能避免多層相隔，使振動(dòng)信號(hào)在傳遞過程中相隔，使振動(dòng)信號(hào)在傳遞過程中減少中間環(huán)節(jié)和衰減量。測量點(diǎn)減少中間環(huán)節(jié)和衰減量。測量點(diǎn)必須有足夠的剛度，軸承座底部必須有足夠的剛度，軸承座底部和側(cè)面往往是較好的測量點(diǎn)。和側(cè)面往往是較好的測量點(diǎn)。3）旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)相位檢測）旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)相位檢測 是指基頻（以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為頻率）信號(hào)相對(duì)于轉(zhuǎn)軸上是指基頻（以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為

18、頻率）信號(hào)相對(duì)于轉(zhuǎn)軸上某一某一確定相位標(biāo)志確定相位標(biāo)志之間的相位差。這樣定義是因?yàn)樾D(zhuǎn)之間的相位差。這樣定義是因?yàn)樾D(zhuǎn)機(jī)械的許多故障都與基頻有關(guān)。確定標(biāo)記在工程上通常機(jī)械的許多故障都與基頻有關(guān)。確定標(biāo)記在工程上通常是鍵相槽位置，而檢測鍵相槽位置所用的傳感器是電渦是鍵相槽位置，而檢測鍵相槽位置所用的傳感器是電渦流傳感器，因此而被稱為流傳感器，因此而被稱為“鍵相位傳感器鍵相位傳感器”。1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試鍵相位傳感器的安裝鍵相位傳感器的安裝 鍵相位信號(hào)是通過對(duì)鍵相標(biāo)記（即在被測軸上設(shè)置的鍵相位信

19、號(hào)是通過對(duì)鍵相標(biāo)記（即在被測軸上設(shè)置的一個(gè)凹槽或凸鍵）測量得到的，當(dāng)這個(gè)凹槽或凸鍵轉(zhuǎn)到探一個(gè)凹槽或凸鍵）測量得到的，當(dāng)這個(gè)凹槽或凸鍵轉(zhuǎn)到探頭安裝位置時(shí)，相當(dāng)于探頭與被測面間距突變，傳感器會(huì)頭安裝位置時(shí)，相當(dāng)于探頭與被測面間距突變，傳感器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。軸每轉(zhuǎn)一圈，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。軸每轉(zhuǎn)一圈，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，通過將脈沖與軸的振動(dòng)信號(hào)比較，可以確定振動(dòng)的相位角，通過將脈沖與軸的振動(dòng)信號(hào)比較，可以確定振動(dòng)的相位角，也可用于軸的動(dòng)平衡分析以及設(shè)備的故障分析與診斷等方也可用于軸的動(dòng)平衡分析以及設(shè)備的故障分析與診斷等方面。面。 凹槽或凸鍵要足夠大，以保證產(chǎn)生的脈沖峰值不小

20、于凹槽或凸鍵要足夠大，以保證產(chǎn)生的脈沖峰值不小于5V。一般若采用。一般若采用8mm探頭，則這一凹槽或凸鍵寬度應(yīng)大探頭，則這一凹槽或凸鍵寬度應(yīng)大于于7.6mm，深度或高度應(yīng)大于，深度或高度應(yīng)大于1.5mm，長度應(yīng)大于，長度應(yīng)大于10mm。鍵相位傳感器的安裝鍵相位傳感器的安裝1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試相位角的定義相位角的定義 定義如下：如圖所示，假設(shè)定義如下：如圖所示，假設(shè)在軸上鍵槽位置為在軸上鍵槽位置為O，傳感器安，傳感器安裝位置為裝位置為O，O轉(zhuǎn)至與轉(zhuǎn)至與O重合時(shí)重合時(shí)得到得到 一鍵相脈沖信號(hào)，這一脈一鍵相脈沖信號(hào)，這一脈沖信號(hào)即作為相位的參考沖信號(hào)即作為

21、相位的參考 脈沖信脈沖信號(hào)。若將任意測點(diǎn)經(jīng)過濾波后的號(hào)。若將任意測點(diǎn)經(jīng)過濾波后的基頻信號(hào)描繪在同一時(shí)間軸上，基頻信號(hào)描繪在同一時(shí)間軸上，就可以按參考脈沖信號(hào)來定出基就可以按參考脈沖信號(hào)來定出基頻信號(hào)的相位。頻信號(hào)的相位。1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試4）旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速檢測）旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速檢測1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試 齒式輪盤測速齒式輪盤測速 轉(zhuǎn)速測量一般是在軸的測量圓周上設(shè)置多個(gè)凹槽轉(zhuǎn)速測量一般是在軸的測量圓周上設(shè)置多個(gè)凹槽或凸鍵標(biāo)己或者在軸上安裝一個(gè)齒輪盤使每轉(zhuǎn)產(chǎn)生多或凸鍵標(biāo)己或者在軸上安裝一個(gè)齒輪盤使每轉(zhuǎn)產(chǎn)生多個(gè)脈沖

22、。個(gè)脈沖。5）軸向位移檢測）軸向位移檢測 測量轉(zhuǎn)子的軸測量轉(zhuǎn)子的軸向位移時(shí)，測量面向位移時(shí)，測量面應(yīng)該與軸是一個(gè)整應(yīng)該與軸是一個(gè)整體，這個(gè)測量面以體，這個(gè)測量面以探頭中心線為中心。探頭中心線為中心。1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試6）軸心軌跡測試）軸心軌跡測試 軸心軌跡非常直觀地顯示了轉(zhuǎn)子在軸承中的旋轉(zhuǎn)軸心軌跡非常直觀地顯示了轉(zhuǎn)子在軸承中的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)情況，是故障診斷中常用的非常重要的特征信和振動(dòng)情況，是故障診斷中常用的非常重要的特征信息。息。1 1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試 正向進(jìn)動(dòng)正向進(jìn)動(dòng)（軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡（軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡轉(zhuǎn)向

23、一致）轉(zhuǎn)向一致）-例如：轉(zhuǎn)子不例如：轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中、油膜失穩(wěn)產(chǎn)生平衡、不對(duì)中、油膜失穩(wěn)產(chǎn)生的亞同步渦動(dòng)、內(nèi)摩擦激發(fā)的的亞同步渦動(dòng)、內(nèi)摩擦激發(fā)的渦動(dòng)等均為正向進(jìn)動(dòng)。絕大多渦動(dòng)等均為正向進(jìn)動(dòng)。絕大多數(shù)為正向進(jìn)動(dòng)。數(shù)為正向進(jìn)動(dòng)。 逆向進(jìn)動(dòng)逆向進(jìn)動(dòng)（軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡（軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡轉(zhuǎn)向相反）轉(zhuǎn)向相反）-干摩擦等少數(shù)干摩擦等少數(shù)情況下發(fā)生。情況下發(fā)生。1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試7）軸承溫度測量）軸承溫度測量 軸承溫度是指示軸承狀軸承溫度是指示軸承狀態(tài)和負(fù)荷變化的最敏感的參態(tài)和負(fù)荷變化的最敏感的參數(shù)，軸承溫度也是一個(gè)快速、數(shù)，軸承溫度也是一個(gè)快速、靈敏、易于測量的參

24、數(shù)。靈敏、易于測量的參數(shù)。 測量徑向軸承軸瓦溫度測量徑向軸承軸瓦溫度的熱電偶溫度傳感器或者熱的熱電偶溫度傳感器或者熱電阻溫度傳感器應(yīng)安裝在軸電阻溫度傳感器應(yīng)安裝在軸承下瓦塊的最大負(fù)荷區(qū)，一承下瓦塊的最大負(fù)荷區(qū)，一般在旋轉(zhuǎn)方向上偏離中心線般在旋轉(zhuǎn)方向上偏離中心線大約大約20處。處。1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試現(xiàn)場測試的準(zhǔn)備步驟及測試中應(yīng)注意的問題現(xiàn)場測試的準(zhǔn)備步驟及測試中應(yīng)注意的問題 (1)了解測試對(duì)象的原理和結(jié)構(gòu)，例如，被測對(duì)象是旋轉(zhuǎn)機(jī)了解測試對(duì)象的原理和結(jié)構(gòu)，例如，被測對(duì)象是旋轉(zhuǎn)機(jī)械還是往復(fù)機(jī)械或其他

25、機(jī)械，是滾動(dòng)軸承還是滑動(dòng)軸承，是否械還是往復(fù)機(jī)械或其他機(jī)械，是滾動(dòng)軸承還是滑動(dòng)軸承，是否存在外來激勵(lì)振動(dòng)，可能出現(xiàn)的故障及故障反映在哪些部位，存在外來激勵(lì)振動(dòng)，可能出現(xiàn)的故障及故障反映在哪些部位，哪些參數(shù)的變化上最為敏感。哪些參數(shù)的變化上最為敏感。 (2)了解被測對(duì)象的運(yùn)行狀況，例如，易發(fā)故障，曾經(jīng)發(fā)生了解被測對(duì)象的運(yùn)行狀況，例如，易發(fā)故障，曾經(jīng)發(fā)生過的故障履歷。過的故障履歷。 (3)確定滿足測量的目的需要哪些數(shù)據(jù)，應(yīng)對(duì)哪些參量進(jìn)行確定滿足測量的目的需要哪些數(shù)據(jù)，應(yīng)對(duì)哪些參量進(jìn)行測定。測定。 (4)估計(jì)被測對(duì)象的振動(dòng)類型、振級(jí)和可能產(chǎn)生的最低和最估計(jì)被測對(duì)象的振動(dòng)類型、振級(jí)和可能產(chǎn)生的最低和最

26、高頻率，同時(shí)根據(jù)環(huán)境條件高頻率，同時(shí)根據(jù)環(huán)境條件(如溫度、濕度、電磁場等如溫度、濕度、電磁場等)確定傳確定傳感器類型及與其相配套的中間變換器和顯示記錄儀器。感器類型及與其相配套的中間變換器和顯示記錄儀器。1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試 (5)畫出測試系統(tǒng)的工作框圖及儀器的連接草圖，標(biāo)出所用畫出測試系統(tǒng)的工作框圖及儀器的連接草圖，標(biāo)出所用儀器的型號(hào)和序號(hào)，以便于測試系統(tǒng)的安裝、校準(zhǔn)和編制測試儀器的型號(hào)和序號(hào)，以便于測試系統(tǒng)的安裝、校準(zhǔn)和編制測試報(bào)告。報(bào)告。 (6)標(biāo)定和檢測整個(gè)測試系統(tǒng)，特別是傳感器和與其相連的標(biāo)定和檢測整個(gè)測試系統(tǒng)，特別是傳感器和與其相連的前置放大

27、器。前置放大器。 (7)確定傳感器的安裝位置、方法以及安裝固定件結(jié)構(gòu)，確定傳感器的安裝位置、方法以及安裝固定件結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)是否會(huì)因傳感器附加質(zhì)量的影響對(duì)測試對(duì)象造成影響評(píng)價(jià)是否會(huì)因傳感器附加質(zhì)量的影響對(duì)測試對(duì)象造成影響(例例如：改變?cè)姓駝?dòng)頻率、振幅如：改變?cè)姓駝?dòng)頻率、振幅)。 (8)做好測試準(zhǔn)備，包括安裝傳感器、連接各儀器的連線、做好測試準(zhǔn)備，包括安裝傳感器、連接各儀器的連線、確認(rèn)各儀器控制旋鈕的位置、檢查電源等。確認(rèn)各儀器控制旋鈕的位置、檢查電源等。1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)特征參數(shù)與測試 (9)測試過程中應(yīng)對(duì)測試環(huán)境做出詳細(xì)記錄，以便在數(shù)據(jù)分測試過程中應(yīng)對(duì)測試環(huán)境做出

28、詳細(xì)記錄，以便在數(shù)據(jù)分析時(shí)參考和及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些偶然因素。析時(shí)參考和及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些偶然因素。 (10)在測試過程中應(yīng)經(jīng)常檢查測試系統(tǒng)的在測試過程中應(yīng)經(jīng)常檢查測試系統(tǒng)的“背景噪聲背景噪聲”，在分析時(shí)再除掉這部分因素，在實(shí)測中，背景噪聲至少應(yīng)小于在分析時(shí)再除掉這部分因素，在實(shí)測中，背景噪聲至少應(yīng)小于所測振動(dòng)的所測振動(dòng)的13。也就是說，。也就是說， “背景噪聲背景噪聲”至少應(yīng)低于所測振至少應(yīng)低于所測振級(jí)的級(jí)的10dB。 (11)對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析時(shí)，應(yīng)查閱測試過程的原對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析時(shí)，應(yīng)查閱測試過程的原始記錄，如有特殊影響因素，應(yīng)采取手段消除其影響或剔除混始記錄，如有特殊影響因素，應(yīng)采取手

29、段消除其影響或剔除混有偽信號(hào)的數(shù)據(jù)，以保證得到正確的結(jié)果。有偽信號(hào)的數(shù)據(jù)，以保證得到正確的結(jié)果。2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1）以軸承振動(dòng)位移峰峰值作評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)）以軸承振動(dòng)位移峰峰值作評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 位移的峰位移的峰-峰值峰值x p-p可以從一般的可以從一般的測振儀中讀出。測振儀中讀出。 用于汽輪機(jī)、壓用于汽輪機(jī)、壓縮機(jī)初步狀態(tài)評(píng)判。縮機(jī)初步狀態(tài)評(píng)判。x(t)t0 峰-峰值的測量方法x p-p1）以軸承振動(dòng)位移峰峰值作評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)）以軸承振動(dòng)位移峰峰值作評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)2）以軸承振動(dòng)烈度作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)）以軸承振動(dòng)烈度作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 能力。表征振動(dòng)的威力或破壞

30、分量能量的綜合影響，表示振動(dòng)信號(hào)中各頻率成分時(shí)：中只含一個(gè)單一的頻率特殊情況下，當(dāng)由此可導(dǎo)出：為各組成分量的幅值，其中：設(shè)：曲線樣本長度；式中：rmsrmsnnkkrmsknkkkTrmsVvvVtvvvvvTVnvtfvtvtvTdttvTV 707. 02 )( 2113212sin)()( 1 22221121022）以軸承振動(dòng)烈度作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)）以軸承振動(dòng)烈度作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)3）以軸振動(dòng)的位移峰峰值作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。）以軸振動(dòng)的位移峰峰值作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。美國石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)：中小型渦輪機(jī)械軸美國石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)：中小型渦輪機(jī)械軸3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障分析常用方法旋

31、轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障分析常用方法n針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械特點(diǎn)，有多種針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械特點(diǎn)，有多種圖形分析方法圖形分析方法：時(shí)域波形圖時(shí)域波形圖波特圖波特圖極坐標(biāo)圖極坐標(biāo)圖瀑布圖瀑布圖軸心位置圖軸心位置圖軸心軌跡圖軸心軌跡圖頻譜圖頻譜圖相位分析圖相位分析圖趨勢分析圖趨勢分析圖1）時(shí)域波形圖）時(shí)域波形圖n波形分析法是通過觀察振動(dòng)波形的特征來波形分析法是通過觀察振動(dòng)波形的特征來獲取診斷信息。獲取診斷信息。n振動(dòng)波形：振動(dòng)位移、速度或加速度隨時(shí)振動(dòng)波形：振動(dòng)位移、速度或加速度隨時(shí)間變化的曲線。間變化的曲線。1）時(shí)域波形圖）時(shí)域波形圖n與同步振動(dòng)有關(guān)的各種故障所激發(fā)的振動(dòng)都屬于周期函數(shù)，其基本成與同步振動(dòng)有關(guān)的各種故障所激

32、發(fā)的振動(dòng)都屬于周期函數(shù)，其基本成分是以基頻（工作頻率）成分為主及若干高次諧波函數(shù)再附加隨機(jī)噪分是以基頻（工作頻率）成分為主及若干高次諧波函數(shù)再附加隨機(jī)噪聲所組成。聲所組成。x(t)to含有周期成分及隨機(jī)噪聲的振動(dòng)波形例：對(duì)曲線經(jīng)平滑處理后的振動(dòng)波形，如圖所示。若其例：對(duì)曲線經(jīng)平滑處理后的振動(dòng)波形，如圖所示。若其頻率頻率f=1/T與轉(zhuǎn)子的工作頻率相等，則可初步判定振動(dòng)與與轉(zhuǎn)子的工作頻率相等，則可初步判定振動(dòng)與不平衡有關(guān)。不平衡有關(guān)。x(t)to 經(jīng)平滑處理后的振動(dòng)波形T2）波特圖）波特圖n 波德圖是描述某一波德圖是描述某一頻帶下振幅和相位與頻帶下振幅和相位與頻率的關(guān)系曲線。頻率的關(guān)系曲線。3）極

33、坐標(biāo)圖）極坐標(biāo)圖n極坐標(biāo)圖實(shí)質(zhì)上就是振動(dòng)向極坐標(biāo)圖實(shí)質(zhì)上就是振動(dòng)向量圖。極坐標(biāo)圖除了記錄轉(zhuǎn)量圖。極坐標(biāo)圖除了記錄轉(zhuǎn)子在升速或降速過程中系統(tǒng)子在升速或降速過程中系統(tǒng)幅值與相位的變化規(guī)律外，幅值與相位的變化規(guī)律外，也可以描述在定速情況下，也可以描述在定速情況下，由于工作條件或負(fù)荷變化而由于工作條件或負(fù)荷變化而導(dǎo)致的基頻或其他諧波幅值導(dǎo)致的基頻或其他諧波幅值與相位的變化規(guī)律。與相位的變化規(guī)律。4）軸心軌跡圖）軸心軌跡圖n軸心軌跡軸心軌跡-轉(zhuǎn)子軸心點(diǎn)相對(duì)于軸承座運(yùn)動(dòng)而形成的軌跡。轉(zhuǎn)子軸心點(diǎn)相對(duì)于軸承座運(yùn)動(dòng)而形成的軌跡。放大器高通濾波器放大器高通濾波器軸心軌跡Y向渦流傳感器x向渦流傳感器y4）軸心軌跡圖

34、）軸心軌跡圖n 一般情況下，軸心軌跡保持穩(wěn)定，一旦發(fā)生形狀大小的變化或軌跡紊亂。則揭示機(jī)器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)已發(fā)生變化或進(jìn)入異常。5）軸心位置圖）軸心位置圖6）瀑布圖）瀑布圖n瀑布圖是將振動(dòng)信號(hào)的功率譜或幅值譜隨著轉(zhuǎn)速的瀑布圖是將振動(dòng)信號(hào)的功率譜或幅值譜隨著轉(zhuǎn)速的變化疊置而成的三維譜圖變化疊置而成的三維譜圖.它可以顯示各種諧波成它可以顯示各種諧波成分譜圖隨著轉(zhuǎn)速變化的情況。分譜圖隨著轉(zhuǎn)速變化的情況。機(jī)器在不同轉(zhuǎn)速下的功率譜疊置成的瀑布圖頻率分量轉(zhuǎn)速07）趨勢圖）趨勢圖旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障多種多樣，常見故障類型包括：旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障多種多樣，常見故障類型包括：1、轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不平衡2、轉(zhuǎn)子不對(duì)中、轉(zhuǎn)子不對(duì)中3

35、、轉(zhuǎn)子彎曲、轉(zhuǎn)子彎曲4、油膜振蕩（滑動(dòng)軸承）、油膜振蕩（滑動(dòng)軸承）5、動(dòng)靜件摩擦、動(dòng)靜件摩擦6、轉(zhuǎn)軸裂紋、轉(zhuǎn)軸裂紋3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要故障及其診斷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要故障及其診斷 3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要故障及其診斷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要故障及其診斷 3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要故障及其診斷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要故障及其診斷 1、不平衡的種類、不平衡的種類 （1）原始不平衡原始不平衡是由于轉(zhuǎn)子制造誤差、裝配誤差以及是由于轉(zhuǎn)子制造誤差、裝配誤差以及材質(zhì)不均勻等原因造成的，如出廠時(shí)動(dòng)平衡沒有達(dá)到平衡材質(zhì)不均勻等原因造成的，如出廠時(shí)動(dòng)平衡沒有達(dá)到平衡精度要求，在投用之初，便會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。精度要求，在投用之初，便會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。 （2）漸發(fā)性不平

36、衡漸發(fā)性不平衡是由于轉(zhuǎn)子上不均勻結(jié)垢，介質(zhì)中是由于轉(zhuǎn)子上不均勻結(jié)垢，介質(zhì)中粉塵的不均勻沉積，介質(zhì)中顆粒對(duì)葉片及葉輪的不均勻磨粉塵的不均勻沉積，介質(zhì)中顆粒對(duì)葉片及葉輪的不均勻磨損以及工作介質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)子的磨蝕等因素造成的。其表現(xiàn)為振損以及工作介質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)子的磨蝕等因素造成的。其表現(xiàn)為振值隨運(yùn)行時(shí)間的延長而逐漸增大。值隨運(yùn)行時(shí)間的延長而逐漸增大。 （3）突發(fā)性不平衡突發(fā)性不平衡是由于轉(zhuǎn)子上零部件脫落或葉輪流是由于轉(zhuǎn)子上零部件脫落或葉輪流道有異物附著、卡塞造成，機(jī)組振值突然顯著增大后穩(wěn)定道有異物附著、卡塞造成，機(jī)組振值突然顯著增大后穩(wěn)定在在定水平上。定水平上。1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理

37、與診斷2、不平衡的故障機(jī)理、不平衡的故障機(jī)理 由于有偏心質(zhì)量由于有偏心質(zhì)量m和偏心距和偏心距e的存在，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將的存在，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生離心力、離心力矩或兩者兼而有之。離心力的大小與產(chǎn)生離心力、離心力矩或兩者兼而有之。離心力的大小與偏心質(zhì)量偏心質(zhì)量m、偏心距、偏心距e及旋轉(zhuǎn)角速度及旋轉(zhuǎn)角速度有關(guān)，即有關(guān)，即F=me2。交變的力（方向、大小均周期性變化）會(huì)引起振動(dòng)，這就交變的力（方向、大小均周期性變化）會(huì)引起振動(dòng)，這就是不平衡引起振動(dòng)的原因。是不平衡引起振動(dòng)的原因。1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷F（t） te c（a）轉(zhuǎn)子系統(tǒng)MFsin ty( t)ck(b)振動(dòng)

38、模型 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及其振動(dòng)模型轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及其振動(dòng)模型n設(shè)：偏心距設(shè)：偏心距e，轉(zhuǎn)子質(zhì)量，轉(zhuǎn)子質(zhì)量M，軸剛度，軸剛度k，阻尼系數(shù)，阻尼系數(shù)c，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n（r/min）,角角速度速度 =2 n/60,離心力離心力F=Me 2,分解為兩方向的力為：分解為兩方向的力為： .602, 10 ,2sin2sin90sinsincoscos22022nMkMceyyytMekyycyMtMetFtFtMetFtFnnnnyx；激振頻率自振頻率其中：阻尼系數(shù)歸一化后：振動(dòng)方程式為：，兩力相差 )sin( sin1sin2tYtytYDetyntn，是強(qiáng)迫振動(dòng)：公式第二部分為穩(wěn)態(tài)解很快消失；，是衰減的自由振動(dòng)，公式

39、第一部分為瞬態(tài)解上式的通解為： 222221221nnnnnarctgHH（ ）-幅頻響應(yīng)函數(shù)，表示振幅幅頻響應(yīng)函數(shù)，表示振幅Y隨頻率比隨頻率比 / n的變的變化而變化的放大系數(shù)，當(dāng)化而變化的放大系數(shù)，當(dāng) / n 1時(shí)出現(xiàn)共振峰；時(shí)出現(xiàn)共振峰； （ ）-相頻響應(yīng)函數(shù)，表示強(qiáng)迫振動(dòng)的相角隨轉(zhuǎn)速變相頻響應(yīng)函數(shù)，表示強(qiáng)迫振動(dòng)的相角隨轉(zhuǎn)速變化情況?；闆r。3、轉(zhuǎn)子不平衡故障的主要振動(dòng)特征：、轉(zhuǎn)子不平衡故障的主要振動(dòng)特征： （1）振動(dòng)的時(shí)域波形近似為正弦波。）振動(dòng)的時(shí)域波形近似為正弦波。 （2）頻譜圖中，諧波能量集中于基頻。并且會(huì)出現(xiàn)較）頻譜圖中，諧波能量集中于基頻。并且會(huì)出現(xiàn)較小的高次諧波。小的高次諧

40、波。1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷 (3)當(dāng)當(dāng)n后，即在臨界轉(zhuǎn)速以上，轉(zhuǎn)速增加時(shí)振后，即在臨界轉(zhuǎn)速以上，轉(zhuǎn)速增加時(shí)振幅趨于一個(gè)較小的穩(wěn)定值；當(dāng)幅趨于一個(gè)較小的穩(wěn)定值；當(dāng)接近于接近于n時(shí)，即轉(zhuǎn)速接近時(shí)，即轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)生共振，振幅具有最大峰值。振動(dòng)幅值對(duì)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)生共振，振幅具有最大峰值。振動(dòng)幅值對(duì)轉(zhuǎn)速的變化很敏感。轉(zhuǎn)速的變化很敏感。 (4)當(dāng)工作轉(zhuǎn)速一定時(shí)，相位穩(wěn)定。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速一定時(shí)，相位穩(wěn)定。 (5)從軸心軌跡觀察其進(jìn)動(dòng)特征為同步正進(jìn)動(dòng)。從軸心軌跡觀察其進(jìn)動(dòng)特征為同步正進(jìn)動(dòng)。1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷4、診斷方法、診斷方法

41、對(duì)于對(duì)于原始不平衡、漸變不平衡和突發(fā)性原始不平衡、漸變不平衡和突發(fā)性不平衡這三不平衡這三種形式，其共同點(diǎn)較多，但可以通過以下方法對(duì)其進(jìn)行種形式，其共同點(diǎn)較多，但可以通過以下方法對(duì)其進(jìn)行甄別。甄別。 (1)振動(dòng)趨勢不同振動(dòng)趨勢不同 原始不平衡：在運(yùn)行初期機(jī)組的振動(dòng)就處于較高的原始不平衡：在運(yùn)行初期機(jī)組的振動(dòng)就處于較高的水平，見圖水平，見圖(a)； 漸變不平衡：運(yùn)行初期機(jī)組振動(dòng)較低，隨著時(shí)間的漸變不平衡：運(yùn)行初期機(jī)組振動(dòng)較低，隨著時(shí)間的推移，振值逐步升高，見圖推移，振值逐步升高，見圖(b)； 突發(fā)不平衡：振動(dòng)值突然升高，然后穩(wěn)定在一個(gè)較突發(fā)不平衡：振動(dòng)值突然升高，然后穩(wěn)定在一個(gè)較高的水平，見圖高的

42、水平，見圖(c)。1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷5、轉(zhuǎn)子不平衡故障原因分析及治理措施、轉(zhuǎn)子不平衡故障原因分析及治理措施 1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷6、診斷實(shí)例、診斷實(shí)例1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷

43、的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1）轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1、不對(duì)中的類型、不對(duì)中的類型 軸承不對(duì)中：軸承不對(duì)中：軸頸在軸承中偏斜。軸頸在軸承中偏斜。 軸系不對(duì)中：軸系不對(duì)中：機(jī)組各轉(zhuǎn)子之間用聯(lián)軸節(jié)連接時(shí)，中心線機(jī)組各轉(zhuǎn)子之間用聯(lián)軸節(jié)連接時(shí)，中心線不處在同一直線上。不處在同一直線上。 危害：危害：滾動(dòng)軸承：滾動(dòng)軸承：振動(dòng)噪聲、過度磨損、振動(dòng)噪聲、過度磨損、“卡死卡死”等；等；滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承：油膜承載失穩(wěn)，半速渦動(dòng)

44、，油膜振蕩，嚴(yán)重：油膜承載失穩(wěn)，半速渦動(dòng)，油膜振蕩，嚴(yán)重時(shí)油膜破裂而燒損軸瓦。時(shí)油膜破裂而燒損軸瓦。2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷(1) 平行不對(duì)中平行不對(duì)中軸系不對(duì)中一般可分為三種情況：軸系不對(duì)中一般可分為三種情況：2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷(2) 角度不對(duì)中角度不對(duì)中 (3) 綜合不對(duì)中綜合不對(duì)中2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷2、不對(duì)中振動(dòng)的機(jī)理、不對(duì)中振動(dòng)的機(jī)理 大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械常用齒式聯(lián)軸器；大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械常用齒式聯(lián)軸器； 中小設(shè)備多用固定式剛性聯(lián)軸器。中小設(shè)備多用固定式剛性聯(lián)軸器。 1）齒式聯(lián)軸器連接

45、不對(duì)中的振動(dòng)機(jī)理）齒式聯(lián)軸器連接不對(duì)中的振動(dòng)機(jī)理2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷 (1)平行不對(duì)中平行不對(duì)中 正常時(shí)：中間齒套與半聯(lián)軸器組成移動(dòng)副。正常時(shí)：中間齒套與半聯(lián)軸器組成移動(dòng)副。 存在徑向位移時(shí)：中間齒套作平面圓周運(yùn)動(dòng)，圓存在徑向位移時(shí)：中間齒套作平面圓周運(yùn)動(dòng)，圓周直徑為徑向位移周直徑為徑向位移y。2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷 設(shè)設(shè)A為主動(dòng)轉(zhuǎn)子的軸心投影；為主動(dòng)轉(zhuǎn)子的軸心投影； B為從動(dòng)轉(zhuǎn)子的軸心投影；為從動(dòng)轉(zhuǎn)子的軸心投影； K為中間齒套的軸心；為中間齒套的軸心； 2cos2121coscos2sin21cossinDDDyDDx B

46、KAK AB長為長為D, K點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為K (x，y），?。?，取為自變量，為自變量，則有則有2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷對(duì)對(duì)求導(dǎo)，得求導(dǎo)，得 dDdydDdx2sin2cos K點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為轉(zhuǎn)子角速度的點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為轉(zhuǎn)子角速度的2倍，其徑向振動(dòng)頻倍，其徑向振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子工頻的兩倍。率為轉(zhuǎn)子工頻的兩倍。 dtDddtdydtdxVK/)/()/(22 2/2 DVKK 由于中間齒套平面運(yùn)動(dòng)的角速度由于中間齒套平面運(yùn)動(dòng)的角速度( )等于轉(zhuǎn)軸的等于轉(zhuǎn)軸的角速度，即角速度，即 ，所以，所以K點(diǎn)繞圓周中心運(yùn)動(dòng)的角速點(diǎn)繞圓周中心運(yùn)動(dòng)的角速度度K為為 dtd/ dtd/K點(diǎn)

47、的線速度為點(diǎn)的線速度為2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷 (2)角度不對(duì)中角度不對(duì)中 )cossin1/(cos12212 當(dāng)轉(zhuǎn)子軸線之間存在偏角位移時(shí)，從動(dòng)轉(zhuǎn)子與主當(dāng)轉(zhuǎn)子軸線之間存在偏角位移時(shí)，從動(dòng)轉(zhuǎn)子與主動(dòng)轉(zhuǎn)子的角速度是不同的。從動(dòng)轉(zhuǎn)子的角速度為動(dòng)轉(zhuǎn)子的角速度是不同的。從動(dòng)轉(zhuǎn)子的角速度為 為主動(dòng)轉(zhuǎn)子的角速度；為主動(dòng)轉(zhuǎn)子的角速度； 為從動(dòng)轉(zhuǎn)子的角速度；為從動(dòng)轉(zhuǎn)子的角速度； 為從動(dòng)轉(zhuǎn)子的偏斜角；為從動(dòng)轉(zhuǎn)子的偏斜角； 為主動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。為主動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。1 2 式中式中1 2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷 從動(dòng)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動(dòng)一周其轉(zhuǎn)速變化兩次從動(dòng)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)

48、動(dòng)一周其轉(zhuǎn)速變化兩次，如下圖所示，如下圖所示，變化范圍為變化范圍為轉(zhuǎn)速比的變化曲線轉(zhuǎn)速比的變化曲線 cos/cos121 2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷 偏角不對(duì)中使聯(lián)軸器附加一個(gè)彎矩，轉(zhuǎn)軸每旋轉(zhuǎn)一偏角不對(duì)中使聯(lián)軸器附加一個(gè)彎矩，轉(zhuǎn)軸每旋轉(zhuǎn)一周，彎矩作用方向交變一次，因此，偏角不對(duì)中增加了周，彎矩作用方向交變一次，因此，偏角不對(duì)中增加了轉(zhuǎn)子的軸向力，使轉(zhuǎn)子的軸向力，使轉(zhuǎn)子在軸向產(chǎn)生工頻振動(dòng)轉(zhuǎn)子在軸向產(chǎn)生工頻振動(dòng)。 2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷 (3)綜合不對(duì)中綜合不對(duì)中 轉(zhuǎn)子振動(dòng)的機(jī)理是平行不對(duì)中與角度不對(duì)中的綜合轉(zhuǎn)子振動(dòng)的機(jī)理是平行不對(duì)中

49、與角度不對(duì)中的綜合結(jié)果：結(jié)果： 激振頻率為角頻率的激振頻率為角頻率的2倍倍 ；轉(zhuǎn)子軸向振動(dòng)的頻率與角頻率相同。轉(zhuǎn)子軸向振動(dòng)的頻率與角頻率相同。 2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷 2）剛性聯(lián)軸器連接轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理）剛性聯(lián)軸器連接轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理 剛性聯(lián)軸器連接的轉(zhuǎn)子對(duì)中不良時(shí)，由于強(qiáng)制連接剛性聯(lián)軸器連接的轉(zhuǎn)子對(duì)中不良時(shí)，由于強(qiáng)制連接所產(chǎn)生的力矩，使轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲變形。所產(chǎn)生的力矩，使轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲變形。 激振頻率為角頻率的激振頻率為角頻率的2倍倍 ；轉(zhuǎn)子軸向振動(dòng)的頻率與角頻轉(zhuǎn)子軸向振動(dòng)的頻率與角頻率相同。率相同。 軸線平行位移軸線平行位移軸線角度位移軸線角度位移2）

50、轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷3）轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征）轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征 以齒式聯(lián)軸器不對(duì)中為例介紹其故障特征：以齒式聯(lián)軸器不對(duì)中為例介紹其故障特征： (1)故障的特征頻率為角頻率的故障的特征頻率為角頻率的2倍。倍。 (2) 激勵(lì)力隨轉(zhuǎn)速的升高而加大；激勵(lì)力隨轉(zhuǎn)速的升高而加大； 激勵(lì)力與不對(duì)中量成正比。激勵(lì)力與不對(duì)中量成正比。 (3) 平行不對(duì)中：齒套軸心線回轉(zhuǎn)輪廓為圓柱體平行不對(duì)中：齒套軸心線回轉(zhuǎn)輪廓為圓柱體 偏角不對(duì)中：雙錐體偏角不對(duì)中：雙錐體 綜合位移不對(duì)中：綜合體綜合位移不對(duì)中：綜合體 回轉(zhuǎn)范圍由不對(duì)中量決定。回轉(zhuǎn)范圍由不對(duì)中量決定。 (4) 不對(duì)中量很大時(shí)，

51、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異常振動(dòng)，軸承過早損壞，不對(duì)中量很大時(shí)，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異常振動(dòng)，軸承過早損壞，對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)具有較大的破壞性。對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)具有較大的破壞性。2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷4）轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障原因分析及治理措施）轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障原因分析及治理措施 1.設(shè)計(jì)原因：設(shè)計(jì)原因：熱膨脹量計(jì)算不準(zhǔn)熱膨脹量計(jì)算不準(zhǔn)壓力變化對(duì)機(jī)殼的影響計(jì)算不準(zhǔn)壓力變化對(duì)機(jī)殼的影響計(jì)算不準(zhǔn)冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)不準(zhǔn)冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)不準(zhǔn)2.制造原因：制造原因：材質(zhì)不均勻材質(zhì)不均勻3.安裝維修：安裝維修：冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)不符合要求冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)不符合要求檢修失誤造成熱態(tài)膨脹受阻檢修失誤造成熱態(tài)膨脹受阻機(jī)殼保溫不良，熱脹不均勻機(jī)殼保溫

52、不良，熱脹不均勻2）轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷4.操作運(yùn)行：操作運(yùn)行：超負(fù)荷運(yùn)行超負(fù)荷運(yùn)行介質(zhì)溫度偏離設(shè)計(jì)值介質(zhì)溫度偏離設(shè)計(jì)值5.狀態(tài)劣化：狀態(tài)劣化：機(jī)組基礎(chǔ)或基座沉降不均勻機(jī)組基礎(chǔ)或基座沉降不均勻基礎(chǔ)滑板銹蝕，熱脹受阻基礎(chǔ)滑板銹蝕，熱脹受阻機(jī)殼變形機(jī)殼變形治理措施：治理措施：核對(duì)設(shè)計(jì)給出的冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)核對(duì)設(shè)計(jì)給出的冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)按技術(shù)要求檢查調(diào)整軸承對(duì)按技術(shù)要求檢查調(diào)整軸承對(duì)中中檢查熱態(tài)膨脹是否受限檢查熱態(tài)膨脹是否受限檢查保溫是否完好檢查保溫是否完好檢查調(diào)整基檢查調(diào)整基礎(chǔ)沉降礎(chǔ)沉降 1、轉(zhuǎn)子彎曲的種類、轉(zhuǎn)子彎曲的種類 轉(zhuǎn)子彎曲有永久性彎曲和臨時(shí)性彎曲兩種情況。轉(zhuǎn)子彎曲

53、有永久性彎曲和臨時(shí)性彎曲兩種情況。 永久性彎曲是指轉(zhuǎn)子軸呈弓形彎曲后無法恢復(fù)。永久性彎曲是指轉(zhuǎn)子軸呈弓形彎曲后無法恢復(fù)。造成永久彎曲的原因有設(shè)計(jì)制造缺陷（轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)不合造成永久彎曲的原因有設(shè)計(jì)制造缺陷（轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)不合理、材質(zhì)性能不均勻）、長期停放方法不當(dāng)、熱態(tài)停理、材質(zhì)性能不均勻）、長期停放方法不當(dāng)、熱態(tài)停機(jī)時(shí)未及時(shí)盤車或遭涼水急冷等。機(jī)時(shí)未及時(shí)盤車或遭涼水急冷等。 臨時(shí)性彎曲是指可恢復(fù)的彎曲。造成臨時(shí)性彎曲臨時(shí)性彎曲是指可恢復(fù)的彎曲。造成臨時(shí)性彎曲的原因有預(yù)負(fù)荷過大、開機(jī)運(yùn)行時(shí)暖機(jī)不充分、升速的原因有預(yù)負(fù)荷過大、開機(jī)運(yùn)行時(shí)暖機(jī)不充分、升速過快局部碰磨產(chǎn)生溫升等致使轉(zhuǎn)子熱變形不均勻等。過快局部碰磨

54、產(chǎn)生溫升等致使轉(zhuǎn)子熱變形不均勻等。3）轉(zhuǎn)子彎曲轉(zhuǎn)子彎曲的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷2、轉(zhuǎn)子彎曲的故障特征、轉(zhuǎn)子彎曲的故障特征 轉(zhuǎn)子永久性彎曲和轉(zhuǎn)子臨時(shí)性彎曲與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心基轉(zhuǎn)子永久性彎曲和轉(zhuǎn)子臨時(shí)性彎曲與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心基本相同。其不同之處是，具有轉(zhuǎn)子永久性彎曲故障的機(jī)器，本相同。其不同之處是，具有轉(zhuǎn)子永久性彎曲故障的機(jī)器，開機(jī)啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)就較大；而轉(zhuǎn)子臨時(shí)性彎曲的機(jī)器，則是開機(jī)啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)就較大；而轉(zhuǎn)子臨時(shí)性彎曲的機(jī)器，則是隨著開機(jī)升速過程振幅增大到某一值后有所減小，其振幅隨著開機(jī)升速過程振幅增大到某一值后有所減小，其振幅矢量域如圖所示。矢量域如圖所示。3）轉(zhuǎn)子彎曲轉(zhuǎn)子彎曲的故障機(jī)理與診斷的故障

55、機(jī)理與診斷3）轉(zhuǎn)子彎曲轉(zhuǎn)子彎曲的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷4、診斷實(shí)例、診斷實(shí)例 3）轉(zhuǎn)子彎曲轉(zhuǎn)子彎曲的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷3）轉(zhuǎn)子彎曲轉(zhuǎn)子彎曲的故障機(jī)理與診斷的故障機(jī)理與診斷1、油膜的形成過程、油膜的形成過程4）油膜振蕩的故障特征與診斷油膜振蕩的故障特征與診斷4）油膜振蕩的故障特征與診斷油膜振蕩的故障特征與診斷軸徑的半速渦動(dòng)軸徑的半速渦動(dòng)當(dāng)軸徑兩端泄漏量為當(dāng)軸徑兩端泄漏量為0時(shí)；時(shí)；2、油膜振蕩的形成過程、油膜振蕩的形成過程 渦動(dòng)頻率在轉(zhuǎn)子一階自振頻率以下時(shí)，半速渦動(dòng)是一種比較平渦動(dòng)頻率在轉(zhuǎn)子一階自振頻率以下時(shí)，半速渦動(dòng)是一種比較平靜的轉(zhuǎn)子渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)，軸心軌跡為一穩(wěn)定的封閉圖形，

56、轉(zhuǎn)子仍能平穩(wěn)靜的轉(zhuǎn)子渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)，軸心軌跡為一穩(wěn)定的封閉圖形，轉(zhuǎn)子仍能平穩(wěn)地工作。地工作。 隨著工作轉(zhuǎn)速的升高，半速渦動(dòng)頻率也不斷升高，頻譜中半頻隨著工作轉(zhuǎn)速的升高，半速渦動(dòng)頻率也不斷升高，頻譜中半頻諧波的振幅不斷增大，使轉(zhuǎn)子振動(dòng)加劇。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高到第諧波的振幅不斷增大，使轉(zhuǎn)子振動(dòng)加劇。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高到第一臨界轉(zhuǎn)速的一臨界轉(zhuǎn)速的2倍以上時(shí)，半速渦動(dòng)頻率有可能達(dá)到第一臨界轉(zhuǎn)速，倍以上時(shí)，半速渦動(dòng)頻率有可能達(dá)到第一臨界轉(zhuǎn)速，此時(shí)會(huì)發(fā)生共振，造成振幅突然驟增，振動(dòng)非常劇烈。同時(shí)軸心軌此時(shí)會(huì)發(fā)生共振，造成振幅突然驟增，振動(dòng)非常劇烈。同時(shí)軸心軌跡突然變成擴(kuò)散的不規(guī)則曲線，頻譜圖中的半頻諧波振幅值增

57、大到跡突然變成擴(kuò)散的不規(guī)則曲線，頻譜圖中的半頻諧波振幅值增大到接近或超過基頻振幅，頻譜會(huì)呈現(xiàn)組合頻率的特征。若繼續(xù)提高轉(zhuǎn)接近或超過基頻振幅，頻譜會(huì)呈現(xiàn)組合頻率的特征。若繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)頻率保持不變，始終等于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，速，則轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)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。這種現(xiàn)象稱為油膜振蕩。4）油膜振蕩的故障特征與診斷油膜振蕩的故障特征與診斷4）油膜振蕩的故障特征與診斷油膜振蕩的故障特征與診斷2、油膜振蕩的特征、油膜振蕩的特征 (1)油膜振蕩在一階臨界轉(zhuǎn)速的二倍以上時(shí)發(fā)生。一旦油膜振蕩在一階臨界轉(zhuǎn)速的二倍以上時(shí)發(fā)生。一旦發(fā)生振蕩，振幅急劇加大，即使

58、再提高轉(zhuǎn)速，振幅也不會(huì)發(fā)生振蕩，振幅急劇加大，即使再提高轉(zhuǎn)速，振幅也不會(huì)下降。下降。 (2)油膜振蕩時(shí)，軸頸中心的渦動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子一階固有油膜振蕩時(shí)，軸頸中心的渦動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子一階固有頻率，方向?yàn)檎M(jìn)動(dòng)。頻率，方向?yàn)檎M(jìn)動(dòng)。 (3)油膜振蕩具有慣性效應(yīng)，升速時(shí)產(chǎn)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)油膜振蕩具有慣性效應(yīng)，升速時(shí)產(chǎn)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速和降速時(shí)油膜振蕩消失時(shí)的轉(zhuǎn)速不同。速和降速時(shí)油膜振蕩消失時(shí)的轉(zhuǎn)速不同。 4）油膜振蕩的故障特征與診斷油膜振蕩的故障特征與診斷3、油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的故障原因及治理措施、油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的故障原因及治理措施 4）油膜振蕩的故障特征與診斷油膜振蕩的故障特征與診斷4、油膜渦動(dòng)與油膜振蕩

59、的診斷實(shí)例、油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的診斷實(shí)例 4）油膜振蕩的故障特征與診斷油膜振蕩的故障特征與診斷4）油膜振蕩的故障特征與診斷油膜振蕩的故障特征與診斷5）動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦的故障特征與診斷的故障特征與診斷n在高速、高壓離心壓縮機(jī)或在高速、高壓離心壓縮機(jī)或蒸汽透平等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，為蒸汽透平等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，為了提高機(jī)組效率，往往把軸了提高機(jī)組效率，往往把軸封、級(jí)間密封和葉片頂隙設(shè)封、級(jí)間密封和葉片頂隙設(shè)計(jì)得較小，以減小氣體泄漏。計(jì)得較小，以減小氣體泄漏。但是，過小的小間隙除了會(huì)但是，過小的小間隙除了會(huì)引起流體動(dòng)力激振之外，還引起流體動(dòng)力激振之外，還會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子與靜止部件的摩會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子與靜止部件的摩擦。擦。

60、5）動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦的故障特征與診斷的故障特征與診斷1. 轉(zhuǎn)子與靜止件摩擦的分類轉(zhuǎn)子與靜止件摩擦的分類 轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生摩擦有兩種情況：轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生摩擦有兩種情況： 徑向摩擦：徑向摩擦：轉(zhuǎn)子在渦動(dòng)過程中軸頸或轉(zhuǎn)子外緣與轉(zhuǎn)子在渦動(dòng)過程中軸頸或轉(zhuǎn)子外緣與靜止件接觸；靜止件接觸； 軸向摩擦：軸向摩擦：轉(zhuǎn)子在軸向與靜止件接觸。轉(zhuǎn)子在軸向與靜止件接觸。 轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生的徑向摩擦分為：轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生的徑向摩擦分為： 局部碰磨：局部碰磨：轉(zhuǎn)子在渦動(dòng)過程中與靜子發(fā)生偶然轉(zhuǎn)子在渦動(dòng)過程中與靜子發(fā)生偶然性或周期性接觸；性或周期性接觸； 全周向接觸摩擦：全周向接觸摩擦：轉(zhuǎn)子與靜子的摩擦接觸弧度轉(zhuǎn)子與靜子