第二章振動測試技術(shù)及儀器

第二章振動測試技術(shù)及儀器本章主要介紹和分析如下內(nèi)容：第一節(jié)振動測試內(nèi)容第二節(jié)傳感器的種類和選擇第三節(jié)振動傳感器的安裝第四節(jié)機組振動測試第五節(jié)機組振動標準及規(guī)范要掌握機組振動狀態(tài)，診斷振動故障，進行轉(zhuǎn)子平衡，分析振動事故，首先要對機組振動進行測試并搜集振動數(shù)據(jù)，因此熟悉和掌握機組振動測試方法是完成這四項工作的基礎(chǔ)。要熟悉振動測量原理、機組振動測試要求和方法，熟悉儀表使用方法和功能。第一節(jié)振動測試內(nèi)容機組振動測試包含振動測量和振動試驗。振動測量是一項專門技術(shù)，本章主要就有關(guān)的傳感器、儀表原理、正確使用方法進行簡單介紹。振動測量目的描述機器工作狀態(tài)，有振動位移、速度和加速度。高頻或較大沖擊的用加速度測量；低頻用振動位移測量；機組振動測試內(nèi)容運行中的振動監(jiān)測長期檢測，數(shù)據(jù)采集、比對。轉(zhuǎn)軸裂紋、汽輪機葉片損壞、靜子部件松動等。新機投運中的振動測試低轉(zhuǎn)速振動、各階臨界轉(zhuǎn)速的實測數(shù)據(jù)和通過臨界轉(zhuǎn)速后的相關(guān)數(shù)據(jù)、額定轉(zhuǎn)速振動數(shù)據(jù)、超速試驗振動數(shù)據(jù)、帶負荷和滿負荷振動數(shù)據(jù)。振動試驗中的振動測試存在問題時進行的試驗，有針對性的嘗試。反復(fù)性強，不確定因素多。動平衡中的振動測試為了計算平衡重量提供可靠依據(jù)，需要測量基頻振幅和相位及通頻振幅，一階臨界轉(zhuǎn)速的振幅和行為的測量尤為重要。研究型振動測試有針對性的進行測振。例如有的機組發(fā)生基礎(chǔ)共振，需要對機組的結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、大梁等進行模態(tài)分析試驗，需要眾多單位協(xié)同工作。第二節(jié)振動傳感器的種類和選擇測量振動早期采用機械振動表，如50年代千分表振動儀，這種表存在磨損、讀數(shù)不便、精確度差、振動信號不能遠距離傳輸。曾采用普通光和激光測量振動，但是造價高、振動信號不能遠距離傳送，未廣泛使用?，F(xiàn)在多數(shù)使用電氣式振動儀表進行振動測量。主要由振動傳感器和儀表本體兩部分組成。振動傳感器按工作原理分為：

電渦流型速度型加速度型電容型電感型

一、電渦流傳感器

當頭部感應(yīng)線圈通上高頻（1~2MHZ）電流時，線圈周圍產(chǎn)生高頻磁場，與周圍金屬導體產(chǎn)生電渦流。這種傳感器的線性范圍隨感應(yīng)線圈直徑增大而加大，而傳感器靈敏度減小。必須在電渦流傳感器附件設(shè)置放大器、檢波器和濾波器，將振動信號放大并檢出后送到振動儀。這裝置稱為電渦流傳感器的前置器。二、速度傳感器目前較常見的振動傳感器，工作原理就是一個往復(fù)式的永磁小發(fā)電機。按其支承系統(tǒng)工作原理分絕對式和相對式。相對式速度傳感器動線圈采用較硬的簧片和外殼固定，與動線圈連接的拾振桿直接壓在振動物體上，傳感器外殼固定在支架上，測量的振動是表示支架相對于物體的振動。傳感器輸出信號必須經(jīng)積分回路——速度/位移轉(zhuǎn)換器（VDC）。三、加速度傳感器只能做動態(tài)測量。為了減少阻抗，導線盡量做短。四、傳感器的選擇考慮兩方面因素：傳感器性能；被測對象的條件和要求。一般測試中電渦流安裝麻煩、費時，用速度傳感器代替。合理選擇不但可以獲得滿意的測量結(jié)果、節(jié)省勞力時間，而且對于盡快查明振動故障原因、提高轉(zhuǎn)子平衡精度和減少機組啟停次數(shù)，都有很重要的作用。1.電渦流傳感器可直接測量轉(zhuǎn)軸振動，非接觸式。能做靜態(tài)和動態(tài)測量，能測2HZ以下的低頻振動，而且適用于大多數(shù)機器環(huán)境條件。價格便宜為速度傳感器的1/5。結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，沒有活動部件。測量振動物體材料不同時，須重新標定。需外加電源，安裝麻煩，必須配前置器。2.速度傳感器安裝簡單，適用絕大多數(shù)機器環(huán)境條件。不需外加電源，振動信號可不處理傳輸。體積重量較大，活動部件易損壞，低頻響應(yīng)不好，測量15HZ以下振動時，誤差大。標定較麻煩，只能做動態(tài)測量，價格較貴。3.加速度傳感器體積小、重量輕。結(jié)構(gòu)緊湊、牢靠，不易損壞。環(huán)境噪聲、傳感器安裝方法和導線敷設(shè)方式，對測量結(jié)果影響較大。標定困難，只能做動態(tài)測量，價格較貴，需設(shè)前置放大器。第三節(jié)振動傳感器的安裝1.渦流傳感器——安裝最復(fù)雜最高允許溫度180度，國產(chǎn)的一般在120度。避免交叉感應(yīng)和過小的側(cè)向間隙。交叉感應(yīng)使傳感器輸出靈敏度降低。間隙過小，傳感器頭部兩側(cè)存在導體靈敏度顯著降低。避免支架共振和松動。自振頻率必須高于機器的最高轉(zhuǎn)速對應(yīng)的頻率。支架一定要牢固安裝。正確初始間隙。2.速度傳感器安裝簡單。有手扶、橡皮泥粘接、永磁吸盤固定、螺絲固定等。工作溫度120度以下。避免傳感器固定不穩(wěn)和共振。測點位置前后一致。傳感器互換性。安裝方向與要求測量方向應(yīng)一致。第四節(jié)機組振動測試一、新機啟動調(diào)試中的振動測試

1.防止轉(zhuǎn)軸碰磨引起彎軸是振動監(jiān)測的第一要點。汽輪機彎軸事故86%是轉(zhuǎn)軸碰磨產(chǎn)生，其中80%是機組熱態(tài)啟動中發(fā)生。

2.測取機組主要軸瓦的波德曲線。

3.不同負荷下軸瓦和轉(zhuǎn)軸振動測量。二、振動故障診斷的振動測試

1.測取通頻、基頻或振動頻譜。

2.測取振動較大軸瓦和轉(zhuǎn)軸振動波德曲線。

3.不同工況和不同時間的振動測試。

4.檢測振動較大軸瓦的支承動剛度。先檢測軸承座動剛度。

5.測試經(jīng)驗：全面檢測找出重點；振動參數(shù)；頻繁振動要先測頻譜，重點檢測聯(lián)軸器兩側(cè)軸瓦振動與運行時間關(guān)系；第五節(jié)機組振動標準及規(guī)范一、運行機組振動標準與評定產(chǎn)品質(zhì)量的振動標準1.產(chǎn)品出廠時的振動標準至少比