振動分析案例

1、1故障診斷應用實例精選故障診斷應用實例精選 -(48例例)-2Contents目錄實例實例No.1某壓縮機組振動頻譜分析某壓縮機組振動頻譜分析實例實例No.2某某 30萬噸萬噸/年乙烯裝置裂解氣壓縮機組轉子年乙烯裝置裂解氣壓縮機組轉子 動不平衡故障動不平衡故障實例實例No.3某汽輪機某汽輪機葉片斷裂故障葉片斷裂故障實例實例No.4某透平膨脹機某透平膨脹機葉片斷裂故障葉片斷裂故障實例實例No.5某鍋爐風機某鍋爐風機地腳螺栓松動故障地腳螺栓松動故障實例實例No.6某大型風機某大型風機軸承座松動故障軸承座松動故障實例實例No.7某油氣田平臺中甲板壓縮機某油氣田平臺中甲板壓縮機平臺振動故障平臺振動故障

2、診斷診斷實例實例No.8某循環(huán)氣壓縮機某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障管道振動和噪聲故障實例實例No.9某原油泵進口某原油泵進口管道共振故障管道共振故障的診斷和排除的診斷和排除實例實例No.10某立式泵嚴重某立式泵嚴重共振共振引起葉輪軸疲勞斷裂引起葉輪軸疲勞斷裂故障故障的診斷的診斷實例實例No.11某往復式空壓機的出口某往復式空壓機的出口管道共振故障管道共振故障的診斷的診斷實例實例No.12某鍋爐給水泵的某鍋爐給水泵的流體動力振動故障流體動力振動故障的診斷的診斷實例實例No.13某除塵風機組某除塵風機組軸承座剛性差及流體動力激振振動故障軸承座剛性差及流體動力激振振動故障的診斷的診斷實例實例No

3、.14某汽輪機轉子某汽輪機轉子摩擦和滾動軸承故障摩擦和滾動軸承故障實例實例No.15某送風機電動機轉子與定子某送風機電動機轉子與定子相磨故障相磨故障的診斷的診斷實例實例No.16某螺桿式壓縮機某螺桿式壓縮機轉子磨損故障轉子磨損故障的診斷的診斷3Contents目錄實例實例No.17若干壓縮機組齒輪箱若干壓縮機組齒輪箱齒輪擺動頻率齒輪擺動頻率實測實測實例實例No.18某離心機某離心機行星齒輪偏擺行星齒輪偏擺振動故障振動故障實例實例No.19某驅動箱傘某驅動箱傘齒輪齒輪高噪聲和振動高噪聲和振動故障故障的診斷的診斷實例實例No.20某電動機某電動機轉子條故障轉子條故障實例實例No.21某紙機滾動軸承

4、某紙機滾動軸承外環(huán)故障外環(huán)故障實例實例No.22某紙機滾動軸承某紙機滾動軸承外環(huán)故障外環(huán)故障實例實例No.23某紙機滾動軸承某紙機滾動軸承內環(huán)故障內環(huán)故障實例實例No.24某紙機滾動軸承某紙機滾動軸承滾動體故障滾動體故障實例實例No.25某紙機滾動軸承某紙機滾動軸承保持架故障保持架故障實例實例No.26某紙機滾動某紙機滾動軸承松動故障軸承松動故障實例實例No.27某紙機滾動某紙機滾動軸承軸承同時出現(xiàn)同時出現(xiàn)若干故障若干故障實例實例No.28某紙機滾動某紙機滾動軸承松動故障軸承松動故障實例實例No.29某紙機滾動軸承某紙機滾動軸承外環(huán)故障外環(huán)故障實例實例No.30某紙機滾動軸承某紙機滾動軸承內環(huán)

5、故障內環(huán)故障實例實例No.31某紙機滾動軸承某紙機滾動軸承外環(huán)故障外環(huán)故障實例實例No.32某紙機滾動軸承某紙機滾動軸承外環(huán)故障外環(huán)故障4Contents目錄實例實例No.33某紙機輥子某紙機輥子SKF23260SKF23260滾動軸承滾動軸承外環(huán)故障外環(huán)故障實例實例No.34某鍋爐給水泵某鍋爐給水泵SKF7310滾動滾動軸承內環(huán)故障軸承內環(huán)故障實例實例No.35某水環(huán)式壓縮機某水環(huán)式壓縮機滾動軸承同時出現(xiàn)若干故障滾動軸承同時出現(xiàn)若干故障實例實例No.36某水環(huán)式壓縮機滾動軸承某水環(huán)式壓縮機滾動軸承內環(huán)故障內環(huán)故障分析診斷分析診斷實例實例No.37某齒輪箱輸入齒輪某齒輪箱輸入齒輪軸承內環(huán)嚴重磨

6、損故障軸承內環(huán)嚴重磨損故障的診斷的診斷的診斷的診斷實例實例No.38某螺桿式壓縮機滾動軸承某螺桿式壓縮機滾動軸承外環(huán)嚴重磨損故障外環(huán)嚴重磨損故障的診斷的診斷實例實例No.39某引風機某引風機 LinkBelt22232軸承軸承保持架故障保持架故障的診斷的診斷實例實例No.40某電動機某電動機 FAG6215C3軸承內環(huán)和外環(huán)故障軸承內環(huán)和外環(huán)故障的診斷的診斷實例實例No.41一次風機一次風機電動機電動機轉子與定子之間轉子與定子之間氣隙變化故障氣隙變化故障的診斷的診斷實例實例No.42某離心式冷水機某離心式冷水機(約克約克)電動機定子偏心或定子絕緣層短路故障電動機定子偏心或定子絕緣層短路故障診斷

7、診斷實例實例No.43某干燥機排風機某干燥機排風機電動機轉子條松動故障電動機轉子條松動故障的診斷的診斷實例實例No.44某變速交流感應電動機某變速交流感應電動機轉子條松動故障轉子條松動故障的診斷的診斷實例實例No.45某離心式冷水機某離心式冷水機(約克約克)電動機相位故障電動機相位故障的診斷的診斷實例實例No.46某電廠大型引風機電動機多根某電廠大型引風機電動機多根轉子條斷裂故障轉子條斷裂故障的診斷的診斷實例實例No.47某往復式空壓機的同步電動機某往復式空壓機的同步電動機線圈松動故障線圈松動故障的診斷的診斷實例實例No.48某直流電動機某直流電動機可控硅整流器可控硅整流器 起動卡故障起動卡故

8、障的診斷的診斷5 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 一一 Case History #1 Compressor Vibration Spectrum 某壓縮機組振動頻譜分析某壓縮機組振動頻譜分析6機器狀態(tài)檢修的基礎機器狀態(tài)檢修的基礎 振動頻譜中包含振動頻譜中包含機器零部件的機器零部件的 機械狀態(tài)信息機械狀態(tài)信息7 9999999 Case History #1 Compressor Vibration Spectrum 振動頻譜中包含機器零部件的機械狀態(tài)信息振動頻譜中包含機器零部件的機械狀態(tài)信息電機轉速N0=1480轉/分=24.6667赫茲壓縮機轉速N1=6854.7轉/

9、分=114.245赫茲小齒輪齒數(shù)Z0=38 大齒輪齒數(shù)Z1=176齒輪嚙合頻率Fm=N0 Z0 =N1 Z =4341.3赫茲齒輪邊帶頻率Fb=Fmi N0或 Fm i N18振動頻譜中包含機器零部件的機械狀態(tài)信息振動頻譜中包含機器零部件的機械狀態(tài)信息某壓縮機組振動頻譜實例壓縮機電動機齒輪箱振動速度頻率電動機轉子動平衡電動機與大齒輪軸聯(lián)軸器對中壓縮機轉子動平衡壓縮機與小齒輪軸聯(lián)軸器對中齒輪嚙合，齒缺陷電機轉速N0=1480轉/分=24 . 6667赫茲壓縮機轉速N1=6854 .7轉/分=114 . 245赫茲小齒輪齒數(shù)Z0=38 大齒輪齒數(shù)Z1=176齒輪嚙合頻率Fm=N0 Z0=N1 Z1

10、 =4341 . 3赫茲齒輪邊帶頻率Fb=Fmi N0或 Fm i N1N02N03N0N12N13N1FmN1N1N1N1N0N0N0N1N1N1高速齒輪左邊帶族高速齒輪右邊帶族低速齒輪左邊帶族低速齒輪右邊帶族1234659 這這 個個 實實 例例 的的 振振 動動 頻頻 譜譜 中中 包包 含含 了了 (1)(1)電電 動動 機機 轉轉 子子 動動 平平 衡衡 (2)(2)電電 動動 機機 轉轉 子子 與與 定定 子子 等等 小小 間間 隙隙 摩摩 擦擦 (3)(3)電電 動動 機機 與與 低低 速速 齒齒 輪輪 軸軸 之之 間間 聯(lián)聯(lián) 軸軸 器器 對對 中中 (4)(4)壓壓 縮縮 機機

11、轉轉 子子 動動 平平 衡衡 (5)(5)壓壓 縮縮 機機 轉轉 子子 與與 殼殼 體體 間間 摩摩 擦擦 (6)(6)壓壓 縮縮 機機 與與 高高 速速 齒齒 輪輪 軸軸 之之 間間 聯(lián)聯(lián) 軸軸 器器 對對 中中 (7)(7)齒齒 輪輪 嚙嚙 合合 和和 齒齒 輪輪 缺缺 陷陷 (8)(8)各各 軸軸 承承 運運 行行 狀狀 況況 等等 等等 機機 器器 主主 要要 零零 部部 件件 的的 機機 械械 狀狀 態(tài)態(tài) 信信 息息 等等 等等 10 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 二二 Case History #2 Rotor Unbalance某某 30萬噸萬噸/年乙烯裝

12、置裂解氣年乙烯裝置裂解氣壓縮機組轉子壓縮機組轉子動不平衡故障動不平衡故障羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門 )有限公司有限公司大連分公司大連分公司11Case History #2 Rotor Unbalance實例實例NO.2 30萬噸萬噸/年乙烯裝置裂解氣年乙烯裝置裂解氣壓縮機組轉子動不平衡故障壓縮機組轉子動不平衡故障 1996年年11月月2日某大型裂解氣壓縮機中壓缸兩端軸承座振動突日某大型裂解氣壓縮機中壓缸兩端軸承座振動突增數(shù)倍，診斷為轉子嚴重不平衡增數(shù)倍，診斷為轉子嚴重不平衡!開缸檢查證實，因進口過濾開缸檢查證實，因進口過濾器支承塊斷裂，刮下大量積焦，堆積在器支承塊斷裂，刮下大量積

13、焦，堆積在轉子轉子上造成上造成嚴重不平嚴重不平衡衡!經清焦處理，開車證實：振動恢復正常。經清焦處理，開車證實：振動恢復正常。12Case History #2 Rotor Unbalance實例實例NO.2 30萬噸萬噸/年乙烯裝置裂解氣年乙烯裝置裂解氣壓縮機組轉子動不平衡故障壓縮機組轉子動不平衡故障Typical Spectrum典型的頻譜典型的頻譜 Typical spectrum shows dominant GMF典型頻譜表明轉子典型頻譜表明轉子轉速頻率突增，這是典型的轉速頻率突增，這是典型的轉子不平衡轉子不平衡的特征的特征!嚴重不平衡的典型頻譜嚴重不平衡的典型頻譜13 故故 障障 診

14、診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 三三 某汽輪機某汽輪機葉片斷裂故障葉片斷裂故障 (轉子不平衡故障轉子不平衡故障)羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門 )有限公司有限公司大連分公司大連分公司14 實例實例No.3 某汽輪機葉片斷裂故障某汽輪機葉片斷裂故障上海石化自備電廠上海石化自備電廠5#汽輪機軸承座振動速度突增至汽輪機軸承座振動速度突增至5. 25毫米毫米/ 秒秒，有效值，而有效值，而6#機僅為機僅為0. 466毫米毫米/秒，有效值；振動速度頻譜均為秒，有效值；振動速度頻譜均為一倍轉速頻率一倍轉速頻率50赫茲。診斷為赫茲。診斷為轉子不平衡轉子不平衡，據(jù)歷史經驗，汽輪，據(jù)歷史經驗，汽輪

15、機葉片又斷了機葉片又斷了!停機檢查證實的確停機檢查證實的確斷了五片轉子葉片斷了五片轉子葉片!轉子不平衡轉子不平衡 !15 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 四四 某透平膨脹機某透平膨脹機葉片斷裂故障葉片斷裂故障 (轉子不平衡和流體動力激振故障轉子不平衡和流體動力激振故障)羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門 )有限公司有限公司大連分公司大連分公司16 實例實例No.4某透平膨脹機葉輪葉片斷裂故障某透平膨脹機葉輪葉片斷裂故障1989年年1月月27日某透平膨脹日某透平膨脹機振動和噪聲機振動和噪聲突增。頻譜顯突增。頻譜顯示示1 RPM和和8 RPM頻率頻率分量最大分別分量最大分

16、別達達5.91和和4.68毫米毫米/秒，有秒，有效值，比正常效值，比正常機分別大機分別大18和和25倍。診斷為倍。診斷為轉子不平衡，轉子不平衡，并且已斷一片并且已斷一片葉片葉片(出口導出口導葉為葉為8片葉片，片葉片，即靜子葉片通即靜子葉片通過頻率為過頻率為 8 RPM)。轉轉 子子 不不 平平 衡衡 17 故 障 診 斷 實 例 分 析 之 四 轉轉 子子 不不 平平 衡！衡！ ！ 振振動動超超標標!轉轉子子不不平平衡衡!18 故 障 診 斷 實 例 分 析 之 四 診斷結論：BPFS靜子葉片通過頻率證實，離心葉輪斷一片葉片斷一片葉片!(流流體動力激振故障體動力激振故障)導導 流流 葉葉 片片

17、 數(shù)數(shù) 為為 8片片 19 實例實例No.4某透平膨脹機葉輪葉片斷裂故障某透平膨脹機葉輪葉片斷裂故障離心葉輪離心葉輪14片轉子葉片已斷一片葉片的透平膨脹機葉輪照片片轉子葉片已斷一片葉片的透平膨脹機葉輪照片斷了一片葉片！斷了一片葉片！ 20 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 五五 某鍋爐風機某鍋爐風機 地腳螺栓松動故障地腳螺栓松動故障羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門 )有限公司有限公司大連分公司大連分公司21 實例實例No.5某鍋爐風機基礎地腳螺栓松動故障某鍋爐風機基礎地腳螺栓松動故障3#3#和和4#4#測點處地腳螺栓松動測點處地腳螺栓松動 松松 動動 22 某大型風機

18、某大型風機 軸承座松動故障軸承座松動故障故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 六六 羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門 )有限公司有限公司大連分公司大連分公司23 實例實例No.6 5#風機軸承座松動故障風機軸承座松動故障汽輪機軸流式風機YISA106A(軸水平振動)YISA106B(軸垂直振動)YISA105(軸水平振動YISA105B(軸垂直振動)YISA103A(軸水平振動)YISA103B(軸垂直振動YISA102A(軸水平振動)YISA102B(軸垂直振動)1#軸承座振動1H，1V，1AZISA104(軸向振動)ZISA101(軸向振動)2#軸承座振動2H，2V，

19、2A3#軸承座振動3H，3V，3A4#軸承座振動4H，4V，4A5#風機是汽輪機驅動的14級軸流式風機，功率為22，247千瓦，最高轉速為4463轉/分2434V33V39V310V37V38V36V35V312V311V31V32V32A33A34A汽輪機側風機側35A36A31A37A38A39A310A311A31H32H33H34H35H36H汽輪機側風機側H-水平方向V-垂直方向A-軸向方向3#軸軸承座承座3#軸承座振動監(jiān)測點位置軸承座振動監(jiān)測點位置實例實例No. 6武漢鋼鐵公司武漢鋼鐵公司5#風機軸承座松動故障風機軸承座松動故障25實例實例No. 6武漢鋼鐵公司武漢鋼鐵公司5#風機

20、軸承座松動故障風機軸承座松動故障3#軸承座軸向，水平和垂直方向振動監(jiān)測結果3#軸承座靠風機側軸承座，底板垂直振動為7. 2至8. 2毫米毫米/秒有秒有效值效值；而靠汽輪機側軸承座，底板垂直振動僅為0. 5至1. 0毫米毫米/秒有效值秒有效值，兩側振動相差約十倍十倍!導致軸承座軸向振動高達13. 6毫米毫米/秒有效值秒有效值，遠遠超過ISO10816-3標準規(guī)定的極限值7. 1毫米毫米/秒有效值秒有效值!3#軸承座振動大的故障故障原因原因可能是底板底板與混凝土基礎之與混凝土基礎之間的地腳螺栓和間的地腳螺栓和墊鐵固定不可靠，墊鐵固定不可靠，甚至松動甚至松動!8.2mm/s RMS0.7mm/s R

21、MS13.6mm/s RMS7.8mm/s RMS垂直方向振動幅值兩者相差約十倍垂直方向振動幅值兩者相差約十倍!此處松動此處松動!26 某油氣田平臺中甲板壓縮機某油氣田平臺中甲板壓縮機 平臺振動故障平臺振動故障診斷實例診斷實例故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 七七 羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門 )有限公司有限公司大連分公司大連分公司27 某油氣田海上平臺中甲板壓縮機某油氣田海上平臺中甲板壓縮機 平臺振動故障平臺振動故障診斷實例診斷實例某油氣田平臺中甲板天然氣壓縮機甲板振動大，尤其當C 3210A中壓壓縮機和C 3310A低壓壓縮機同時滿負荷工況下，壓縮機甲板振動最

22、劇烈，甚至使相鄰的M C C 配電間振動明顯。經過對壓縮機組本身、壓縮機甲板及壓縮機部分配管進行全面振動監(jiān)測和分析診斷，認為振動的主要原因是中甲板支撐框架設計不合理，其振動的主要原因是中甲板支撐框架設計不合理，其剛性不足，在剛性不足，在C 3210C 3210和和C 3310C 3310壓縮機振動激勵下產生劇烈的強迫壓縮機振動激勵下產生劇烈的強迫振動。振動。由于壓縮機甲板振動劇烈，波及相鄰的M C C 甲板振動。因此，為了消除該振動大的故障，應該加強中甲板的壓縮機甲板的支承框架剛性，同時增加C 3210A和C 3210B的一、二缸的輔助支承，減少振動源的振動。平湖油氣田平臺中甲板天然氣壓縮機甲

23、板經過加固后，2000年5月13日，在相同工況下，對中甲板及其上的壓縮機組進行比較振動測量。實測結果表明，中甲板振動下降中甲板振動下降7070至至84%84% ，整改后的振，整改后的振動僅為整改前的動僅為整改前的1616至至30%30% ；中甲板上的壓縮機組的振動下降；中甲板上的壓縮機組的振動下降5050至至71%71% ，整改后的振動僅為整改前的，整改后的振動僅為整改前的2929至至50%50% ，壓縮機組的振動全，壓縮機組的振動全部達到壓縮機制造廠振動標準的設計標準以及國際標準化組織部達到壓縮機制造廠振動標準的設計標準以及國際標準化組織I S I SO 10816/ 6O 10816/ 6

24、和和I SO 10816/ 3I SO 10816/ 3標準的相當于新機器或可無限長時間安全標準的相當于新機器或可無限長時間安全運行機器的振動品質。運行機器的振動品質?？梢姡駝釉\斷意見正確，整改措施得力，從而較好地排除了中甲板及其上壓縮機組振動大的故障。28 某油氣田中甲板設備布置圖天天 然然 氣氣 壓壓 縮縮 機機 中中 甲甲 板板 29 某油氣田中甲板壓縮機甲板(C3210A/B)天天 然然 氣氣 壓壓 縮縮 機機 中中 甲甲 板板 30 某油氣田中甲板壓縮機甲板(C3310A/B)天天 然然 氣氣 壓壓 縮縮 機機 中中 甲甲 板板 31 ISO10816-6標準規(guī)定的往復式壓縮機振動

25、測量點位置標準規(guī)定的往復式壓縮機振動測量點位置往復式壓縮機往復式壓縮機缸體缸體往復式壓縮機往復式壓縮機缸頭缸頭 往復式壓縮機往復式壓縮機缸頭缸頭 32 壓縮壓縮機制機制造廠造廠振動振動速度速度總量總量標準標準壓壓 縮縮 機機 振振 動動 超超 標標 區(qū)區(qū) 33 中中甲甲板板振振動動測測點點布布置置位位置置34 加加固固前前中中甲甲板板振振動動實實測測結結果果35 中甲板加固布置圖中甲板加固布置圖粉粉 紅紅 粗粗 線線 為為 加加 固固 梁梁 36 某油氣田平臺中甲板壓縮機平臺振動故障診斷實例某油氣田平臺中甲板壓縮機平臺振動故障診斷實例37 加加固固前前后后甲甲板板振振動動結結果果比比較較38

26、故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 某循環(huán)氣壓縮機某循環(huán)氣壓縮機 管道振動和噪聲故障管道振動和噪聲故障 (流體動力激振故障流體動力激振故障)羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門 )有限公司有限公司大連分公司大連分公司39 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓

27、縮機管道振動和噪聲故障出出 口口 導導 流流 葉葉 片片 轉轉 子子 葉葉 輪輪 葉葉 片片 數(shù)數(shù) Zr=20 40 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某某 離離 心心 式式 壓壓 縮縮 機機 組組 及及 其其 測測 量量 系系 統(tǒng)統(tǒng) 示示 意意41 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe

28、 Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某某 離離 心心 式式 壓壓 縮縮 機機 組組 及及 其其 管管 道道 系系 統(tǒng)統(tǒng) 結結 構構 示示 意意 42 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障1975赫茲 (轉子葉片通過頻率)振動幅值振動幅值頻率頻率排故之前排故之前排故之后排故之后19

29、75赫茲 (轉子葉片通過頻率)轉子葉片通過頻率BPFR轉子葉片通過頻率BPFRBPFR=ZRRPM=20 RPM=1975赫茲振振 動動 速速 度度 頻頻 譜譜 43 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障1975赫茲 (轉子葉片通過頻率)噪 聲dBA 頻率頻率排故之前排故之前排故之后排故之后1975赫茲 (轉子葉片通過頻率)轉子葉片通過頻率BPFR轉子葉片通過頻率BPFRBP

30、FR=ZRRPM=20 RPM=1975赫茲 噪 聲dBA 噪噪 聲聲 譜譜 44 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障轉子葉片通過頻率BPFR=1975Hz排故前排故前排故后排故后轉子葉片通過頻率BPFR消消 失失 排排 故故 前前 后后 振振 動動 頻頻 譜譜 比比 較較 45 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 C

31、ompressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障20X轉轉 子子 轉轉 速速 20X轉轉 子子 轉轉 速速 振振 動動 速速 度度 噪噪 聲聲 轉子葉片通過頻轉子葉片通過頻 率率(BPFR=20X轉轉 速速 )振動和噪聲振動和噪聲占絕對優(yōu)勢占絕對優(yōu)勢 46 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障

32、某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障出出 口口 主主 管管 道道 振振 動動 分分 布布 47 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障出出 口口 旁旁 路路 管管 道道 振振 動動 分分 布布 48 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例N

33、o.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障離離 心心 式式 壓壓 縮縮 機機 試試 驗驗 裝裝 置置 模模 型型 壓壓 縮縮 機機 振振 動動 傳傳 感感 器器 (出出 口口 管管 道道 )振振 動動 傳傳 感感 器器 (壓壓 縮縮 機機 殼殼 體體 )消消 音音 器器 小小 孔孔 流流 量量 計計 550千千 瓦瓦 帶帶 內內 置置 齒齒 輪輪 的的 驅驅 動動 器器 扭扭 力力 計計 聲聲 級級 計計 進進 口口 控控 制制 閥閥 出出 口口 49 振動源振動源：1.轉子不平衡1XRPM2.轉子軸心線不對中2XRPM，3XRPM3.齒輪嚙合頻率Fm=Z0XRP

34、M0=Z1XRPM14油膜振蕩(0.43 0.48)RPM5.氣動力激振-葉片通過頻率轉子葉片通過頻率 BPFR=ZRXRPM 定子葉片通過頻率BPFS=ZSXRPM6.管道振動氣流脈動 結構共振，等等噪聲源：1.氣動力激振-葉片通過頻率轉子葉片通過頻率BPFR=ZRXRPM 定子葉片通過頻率BPFS=ZSXRPM2.齒輪嚙合頻率Fm=Z0XRPM0=Z1XRPM1，等等振動源：1.轉子不平衡1XRPM2.轉子軸心線不對中2XRPM，3XRPM3.齒輪嚙合頻率Fm=Z0XRPM0=Z1XRPM14油膜振蕩(0.43 0.48)RPM5.氣動力激振-葉片通過頻率轉子葉片通過頻率BPFR=ZRXR

35、PM BPFR 定子葉片通過頻率BPFS=ZSXRPM6.管道振動氣流脈動 結構共振，等等噪聲源：1.氣動力激振-葉片通過頻率轉子葉片通過頻率BPFR=ZRXRPM BPFR 定子葉片通過頻率BPFS=ZSXRPM2.齒輪嚙合頻率Fm=Z0XRPM0=Z1XRPM1，等等對策-從預測的振動源和噪聲源與實測的響應的對應關系，查找故障源，對癥下藥 調頻改變ZR 修改離心葉輪的葉型設計，等等識別故障源預預測測的的源源響響應應實實測測頻頻譜譜對對癥癥下下藥，藥，排排故故某某離離心心壓壓縮縮機機管管道道振振動，動，噪噪聲聲故故障障診診 斷斷 排排故故思思路路Case History #8 Compres

36、sors Pipe Vibration & Noise Defect 實例實例No.8 某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障某循環(huán)氣壓縮機管道振動和噪聲故障對策-從預測的振動源和噪聲源與實測的響應的對應關系，查找故障源，對癥下藥 調頻改變ZR 修改離心葉輪的葉型設計，等等50 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 九九 某某 原原 油油 泵泵 進進 口口 管管 道道 共共 振振 故故 障障 的的 診診 斷斷 和和 排排 除除 羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門 )有限公司有限公司大連分公司大連分公司51故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 九九 原原 油油 泵泵

37、 電電 動動 機機 進進 口口 管管 道道 6H 5H 4H 1A 1H 1V2H 2V3H 3V某某 原原 油油 泵泵 進進 口口 管管 道道 共共 振振 故故 障障 的的 診診 斷斷 和和 排排 除除 振振 動動 單單 位位 ： 毫毫 米米 /秒秒 ， 峰峰 值值 52 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 九九 進 口 管 道法 蘭測點監(jiān) 測 日期轉 速 基 頻1N ( 毫 米/ 秒 )共 振 頻 率7 74 4. . 7 72 2赫 茲總 量 ( 21KHz)( 毫 米 / 秒 )9 92 2. . 1 12 2. . 1 10 0. . 8 84 43 36 63 3

38、5 5. . 1 19 93 35 5. . 3 36 69 92 2. . 1 12 2. . 2 24 40 0. . 4 42 25 57 70 00 0. . 9 92 25 54 45 5H H比比 值值1 1. . 9 98 82 23 38 8. . 2 21 1 進 口 管 道測 點監(jiān) 測 日期轉 速 基 頻1N (毫 米/ 秒 )共 振 頻 率7 74 4. . 7 72 2赫 茲總 量 (21KH z)(毫 米 / 秒 )9 92 2. . 1 12 2. . 1 11 1. . 0 04 45 51 15 59 9. . 3 31 16 62 2. . 6 69 92 2

39、. . 1 12 2. . 2 24 43 3. . 1 13 38 80 04 4. . 9 97 73 36 6H H比比 值值0 0. . 3 33 33 33 32 2. . 7 70 053 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 九九 進 口 管 道 法 蘭測點監(jiān) 測 日期轉 速 基 頻 1N(毫 米 /秒 )共 振 頻 率74.72赫 茲總 量 (21KHz)(毫 米 /秒 )92.12.12. 21726. 4926. 7592.12.241. 30601. 4514H比比 值值1. 67818. 44 泵 體 自 由 端 軸 承 支 承測點監(jiān) 測 日期轉 速 基

40、 頻 1N(毫 米 /秒 )共 振 頻 率74.72赫 茲總 量 (21KHz)(毫 米 /秒 )92.12.10. 78898. 9799. 12092.12.240. 359200. 92281A比比 值值2. 1969. 88392.12.12. 78123. 7524. 1392.12.243. 99004. 1241H比比 值值0. 6975. 85192.12.10. 49992. 2822. 42292.12.240. 282301. 1611V比比 值值1. 7712.08554 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 九九 泵 體 靠 聯(lián) 軸 器 側 軸 承 支

41、 承測點監(jiān) 測 日期轉 速 基 頻 1N(毫 米 /秒 )共 振 頻 率74.72赫 茲總 量 (21KHz)(毫 米 /秒 )92.12.112. 1941. 3543. 7692.12.243. 69405. 2352H比比 值值3. 3008. 35992.12.11. 7801. 8013. 26192.12.240. 807101. 8932V比比 值值2. 2051. 724 電 動 機 靠 聯(lián) 軸 器 側 軸 承 支 承測點監(jiān) 測 日期轉 速 基 頻 1N(毫 米 /秒 )共 振 頻 率74.72赫 茲總 量 (21KHz)(毫 米 /秒 )92.12.10. 80177. 48

42、87. 77792.12.241. 01601. 5243H比比 值值0. 7895. 10392.12.11. 9501. 2772. 61092.12.240. 690300. 87063V比比 值值2. 8252. 99855 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 九九 診診 斷斷 結結 論論 ： 該該 原原 油油 泵泵 進進 口口 管管 道道 水水 平平 方方 向向 共共 振振 56 故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 九九 故故 障障 排排 除除 ： 加加 固固 該該 原原 油油 泵泵 進進 口口 管管 道道 支支 承承 ， 共共 振振 便便 消消

43、除除 57實例10故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 十十 某立式泵嚴重某立式泵嚴重共振共振引起葉輪引起葉輪軸疲勞斷裂軸疲勞斷裂故障故障的診斷的診斷羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門)有限公司有限公司 大連分公司大連分公司58實例 10某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷1C1A1B2B2A2C3H4H3V4V電動機立式泵1#立式泵多次發(fā)生泵軸斷裂，斷裂處緊靠葉輪壓緊螺母處。故障現(xiàn)象是：開始振動大(3V和4V處最大)，葉輪壓緊螺母松動。隨后用環(huán)氧粘住葉輪壓緊螺母，能有效防止螺母松動。然而，之后許多泵出現(xiàn)葉輪軸斷裂的災難性

44、破壞。于是，決定進行監(jiān)測分析：1.測定振動；2.評定振動嚴重程度；3.診斷潛在的故障；4.提出有效的排故措施。電動機驅動長度為1879.6毫米，軸徑為88.9毫米，壁厚為2.4毫米的軸。葉輪的葉片數(shù)為2片。59實例 10某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷4.6mm/s 1770rpm=1*RPM16.51mm/s 3570rpm=2*RPM振動速度毫米/秒峰值頻率(轉/分)1#泵 3V測點振動總量18.14mm/s 峰值振動實測表明：3V和4V測點振動最大。3V測點頻譜中，2*RPM頻率3570rpm分量的幅值達16.51mm/s峰值，而1

45、*RPM頻率分量的幅值僅為4.60mm/s峰值。注意：該葉輪的葉片數(shù)為2片，葉片通過頻率BPF=2*RPM。這這 是是 什什 么么 原原 因因 引引 起起 的的 ？ 60實例 10某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷振動速度毫米/秒峰值0 . 43mm/s 2009rpm(軸防護罩自振頻率)0 . 42mm/s 3780rpm (泵系統(tǒng)自振頻率)頻率(轉/分)用錘擊法錘擊法測試電動機，軸和泵的自振頻率。4V測點的自振頻率測試頻譜表明：占優(yōu)勢的自振頻率3780rpm，它與運行中測到的頻譜的最大振動頻率分量3570rpm=2*RPM=BPF泵葉輪

46、的葉片通過頻率(BPF)僅差210rpm或5.9%。此外，還有2009rpm軸防護罩自振頻率。由于自振頻率由于自振頻率3780rpm太靠近泵葉輪的葉片通過頻率或泵轉速的二倍頻率太靠近泵葉輪的葉片通過頻率或泵轉速的二倍頻率3570rpm，極易激起泵系統(tǒng)共振極易激起泵系統(tǒng)共振。因此，試驗用加固泵系統(tǒng)支承剛度，改變系統(tǒng)自振頻率(“調頻”)，以避免發(fā)生共振。1#泵 4V測點BPF=2*RPM=3570rpm僅差5 . 9%或或210rpm錘錘 擊擊 試試 驗驗 結結 果果 表表 明明 ： 存存 在在 泵泵 系系 統(tǒng)統(tǒng) 自自 振振 頻頻 率率 !61實例 10某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷

47、某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷2根50.8X101.6mm粱加固1#泵1根101.6X101.6mm粱加固2#泵北墻面東墻面對對1#泵加輔助支撐，改變其自振頻率泵加輔助支撐，改變其自振頻率62實例 10某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷某立式泵嚴重共振引起葉輪軸疲勞斷裂故障的診斷4 . 6mm/s 1770rpm=1*RPM16 . 51mm/s 3570rpm=2*RPM=BPF振動速度毫米/秒峰值頻率(轉/分)1#泵 3V測點加固前加固前振動總量18.14mm/s 峰值對泵系統(tǒng)加固前后振動實測比較表明：加固后自振頻率提高到3960rpm,提高了180rpm或4. 8

48、%,使之與BPF=2*RPM激勵頻率有效地錯開，避免共振。3V測點振動總量從18 . 14mm/s峰值減小到5 . 99mm/s峰值，減幅達67%。2*RPM頻率3570rpm分量的幅值從16. 51mm/s峰值減小到4. 98mm/s峰值，減幅達70%。1 . 57mm/s 1770rpm =1*RPM4 . 98mm/s 3570rpm =2*RPM=BPF2.23mm/s 3960rpm (加固后自振頻率)加固后加固后振動總量 5 . 99mm/s 峰值頻率(轉/分)自振頻率提高自振頻率提高 390rpm63故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 十十 一一 某往復式空壓機

49、的出口某往復式空壓機的出口管管道共振故障道共振故障的診斷的診斷羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門)有限公司有限公司 大連分公司大連分公司64某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷實例 111A1V2V1H2H2A3H(E-W)3A3V(N-S)4V4H4A同步電動機一級缸二級缸壓縮機為英格索蘭公司XLE24往復式，一級缸和二級缸成90度配置。電動機為通用電氣公司同步電動機，轉速為450轉轉/分分=7. 5赫茲。65某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷實例 11壓縮機儲氣罐建筑物墻壁此處加支撐此處45度方向加支撐此

50、處垂直方向加支撐2345678910121114131615XLE型6#壓縮機出口管道布置及測點位置示意66某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷實例 114 . 39mm/s 1*RPM =450rpm4 . 98mm/s 2*RPM =900rpm3*RPM4*RPM5*RPM振動速度毫米/秒峰值頻率(轉/分)6#壓縮機3H測點6#機3H測點的頻譜表明：轉速兩倍頻率2*RPM的振動幅值最高，達到4. 98毫米/秒峰值。通常這種類型往復式壓縮機的二次往復力會超過一次轉速頻率激振力，因此引起的二次力2*RPM頻率振動會超過1*RPM轉速基頻分量的幅值。振動

51、總量為6.81毫米/秒峰值，而這種壓縮機的振動允許值為12.70毫米/秒峰值可見，壓縮機本身振動合格壓縮機本身振動合格。振動總量 6.81mm/s 峰值往復式壓縮機振動實測數(shù)據(jù)67某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷實例 1114.4mm/s 1*RPM =450rpm39. 37mm/s 2*RPM =900rpm3*RPM4*RPM5*RPM振動速度毫米/秒峰值頻率(轉/分)6#機出口管道測點96#機測點9處的頻譜表明：轉速兩倍頻率2*RPM的振動幅值最高，達到39. 37毫米/秒峰值。通常這種類型往復式壓縮機的二次往復力會超過一次轉速頻率激振力，因

52、此引起的二次力2*RPM頻率振動會超過1*RPM轉速基頻分量的幅值。振動總量為42 . 42毫米/秒峰值或39. 99毫米/秒有效值，管道振動很大管道振動很大。振動總量42.42mm/s 峰值往復式壓縮機出口配管振動實測數(shù)據(jù)68某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷實例 11往復式壓縮機配管振動往復式壓縮機配管振動與往復式壓縮機相連接的管道常常會受來自壓縮機的強迫振動頻率的激勵而產生共振。由于XLE型往復式壓縮機的一次和二次往復力常會激起轉速基頻1*RPM和轉速二倍2*RPM頻率的明顯振動，所以必需使配管的自振頻率遠離這些一次和二次往復力強激振頻率。不僅這

53、些壓縮機的強迫振動頻率會激起配管和結構的機械自振頻率振動機械自振頻率振動，而且往復式壓縮機壓縮的空氣的壓力脈動也會激起管道內空氣的聲學自振頻聲學自振頻率振動率振動(聲學自振頻率需要在管道內安裝壓力傳感器，通過FFT分析儀頻譜分析測定)。配管和結構的自振頻率可以用錘擊法等測定。69某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷實例 113.73mm/s 870rpm=Fn3. 37mm/s 675rpm =Fn無支撐時無支撐時 測點9處加支撐后加支撐后 測點9處振動速度毫米/秒峰值振動速度毫米/秒峰值頻率(轉/分)頻率(轉/分)6#壓縮機出口配管壓縮機出口配管自振頻

54、率自振頻率測試結果的比較測試結果的比較無支撐時，在測點9處實測的出口配管的自振頻率為Fn=870rpm=14 . 5赫茲，它比壓縮機2*RPM=900rpm=15赫茲僅低3 . 3%。加支撐后，在測點9處實測的出口配管的自振頻率為Fn=675rpm=11 . 25赫茲，它比壓縮機2*RPM=900rpm=15赫茲低25%，這樣，使出口配管的自振頻率有效地偏離了2*RPM激勵頻率，從而避免發(fā)生配管共振。900rpm900rpm (壓縮機二倍轉速)870rpm僅差30rpm出口配管自振頻率出口配管自振頻率 675rpm相差225rpm70某往復式空壓機的出口管道共振故障的診斷某往復式空壓機的出口管

55、道共振故障的診斷實例 1114.4mm/s 1*RPM =450rpm39.37mm/s 2*RPM =900rpm3*RPM4*RPM5*RPM振動速度毫米/秒峰值頻率(轉/分)6#機出口管道測點9振動總量 42 . 42mm/s 峰值2.17mm/s 1*RPM =450rpm3.58mm/s 2*RPM =900rpm振動速度毫米/秒峰值頻率(轉/分)振動總量7.70mm/s 峰值無支撐時無支撐時加支撐后加支撐后6#壓縮機出口管道增加支撐后，改變了出口管道的自振頻率，避免了出口管道的共振，從而管道振動大幅度下降，2*RPM振動分量幅值從39. 37mm/s峰值下降到3 . 58mm/s峰

56、值，減小91%。排排故故后后的的效效果果71故故 障障 診診 斷斷 實實 例例 分分 析析 之之 十十 二二 某鍋爐給水泵的某鍋爐給水泵的 流體動力振動故障流體動力振動故障的診斷的診斷羅克韋爾羅克韋爾自動化自動化(廈門廈門)有限公司有限公司 大連分公司大連分公司72實例 12某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷汽輪機給水泵1989年8月16日測量時，某給水泵的3H，3V和4V測點處振動總量分別達到9.45mm/s ，11.46mm/s和13.03mm/s峰值，處于報警狀態(tài)。要求診斷振動超標的原因。1#2#3#4#73實例 12某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的

57、診斷某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷4. 32mm/s 峰值峰值1N=6750rpm0. 64mm/s峰值峰值5N=BPF =33300rpm1.27mm/s峰值峰值10N=2BPF =66600rpm6.92mm/s峰值峰值15N=3BPF =100350rpm ?1.78mm/s峰值峰值20N=4BPF =133650rpm0.83mm/s峰值峰值25N=5BPF =166950rpm振動速度毫米/秒峰值頻率 轉/分3H 測點3H測點振動頻譜顯示最高尖峰100350轉/分頻率可能是葉片通過頻率的三次諧波頻率(3BPF=15N)，即可能葉片數(shù)為5片。但是，當時，不知道葉片的確切數(shù)。74實

58、例 12某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷2. 54mm/s 峰值峰值1N=6750rpm0. 635mm/s 峰值峰值 5N=BPF =33300rpm1.21mm/s峰值峰值10N=2BPF =66600rpm7. 62mm/s峰值峰值15N=3BPF =100350rpm ?振動速度毫米/秒峰值頻率 轉/分3V 測點3V測點振動頻譜顯示最高尖峰100350轉/分頻率可能是葉片通過頻率的三次諧波頻率(3BPF=15N)，即可能葉片數(shù)為5片。但是，當時，不知道葉片的確切數(shù)。75實例 12某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的

59、診斷3. 62mm/s 峰值峰值1N=6750rpm1. 08mm/s 峰值峰值 5N=BPF =33300rpm0. 51mm/s峰值峰值10N=2BPF =66600rpm非常小 15N=3BPF =100350rpm振動速度毫米/秒峰值頻率 轉/分4H 測點4H測點振動頻譜顯示尖峰33300轉/分頻率可能是葉片通過頻率 (BPF=15N)，即可能葉片數(shù)為5片。但是，當時，不知道葉片的確切數(shù)。0. 76mm/s 峰值20N=4BPF= 133650rpm76實例 12某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷0. 89mm/s 峰值峰值1N=6750rpm0.

60、 76mm/s 峰值峰值 5N=BPF =33300rpm0. 63mm/s峰值峰值10N=2BPF =66600rpm10. 79mm/s峰值峰值15N=3BPF =100350rpm ?振動速度毫米/秒峰值頻率 轉/分4V 測點4V測點振動頻譜顯示最高尖峰100350轉/分頻率可能是葉片通過頻率的三次諧波頻率(3BPF=15N)，即可能葉片數(shù)為5片。但是，當時，不知道葉片的確切數(shù)。0.51mm/s 峰值20N=4BPF= 133650rpm77實例 12某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷某鍋爐給水泵的流體動力振動故障的診斷該泵內側軸承座(3H，3V)和外側軸承座(4H，4V振動頻譜表明：