设备故障的振动识别方法与实例(7)

2019-01-07 18:03

图3-6 BCL-304型压缩机示意图 1—压缩机;2—变速箱;3—电机

(2)诊断

①用示波器观察C、D及其他测点振动波形,无异常。

②用磁带记录仪记录各测点信号,进行频谱分析并与运行正常时的频谱比较,发现:工频(255Hz)振幅明显增大,D点增大1.9倍,C点增大1.73倍。其他频率分量振幅变化不大,小于工频的低频部分和大于工频部分均未出现新的峰值。

据此诊断为压缩机转子出现了显著的不平衡。估计不平衡由转子上结垢所致。排除油膜振荡、不对中、干磨擦的可能性。 (3)采取措施

①暂不停机,再维持运行4~5天,直至催化剂再生工作完成。 ②密切监视振动状态。

③再生完成后解体检查。 (4)验证

停机解体检查证实,转子和机壳气体流道结垢十分严重,最厚达20mm,第一级吸入口处约3/4的流道被堵,垢的主要成分是烧蚀下来的催化剂。清垢后起动,各点振动值均正常。

工厂机动科据此提出建议:鉴于催化剂再生工作容易产生结垢,此项工作应安排在压缩机大修前进行,以避免重复检修。

3.2 不对中

3.2.1 故障原因

两个相连接的机器轴线不平行或不重合,一个或多个轴承安装倾斜或偏心,即为不对中。造成不对中的原因可以是装配不当,调整不够,基础损坏,热胀或联轴节锁死。 3.2.2 频谱和波形特征(图3-7) (1)轴向振动大

①1×RPM、2×RPM甚至3×RPM处有稳定的高峰,一般达到径向振动的50%以上,若与径向振动一样大或比径向振动更大,表明情况严重。

②4~10×RPM分量小。 (2)径向振动大

①1×RPM、2×RPM甚至3×RPM处有稳定的高峰,特别2×RPM分量有可能超过1×RPM分量。

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图3-7 不对中时的振动频谱和波形

a—不对中时振动频谱;b—不对中时振动波形

②4~10×RPM分量小。

(3)时域波形稳定,每转出现1个、2个或3个峰,无大的加速度冲击现象。 3.2.3 仪器设置

(1)最高分析频率:低转速:200Hz。高转速:1000Hz; (2)波形,频谱,振动速度或加速度显示。

3.2.4诊断 (1)频域

①确认轴向和径向在1×RPM、2×RPM及3×RPM处有稳定的高峰,特别注意2×RPM分量。

②4~10×RPM分量很小。 (2)时域

确认以稳定的周期波形为主,每转出现1个、2个或3个峰值。没有大的加速度冲击现象。若轴向振动与径向振动一样大或比径向更大,表明问题严重。

3.2.5 说明

(1)在确认不对中的若干特征时,若显示出下列现象之一,则可能是机械松动: 轴向振动小;

4~10×RPM分量较大;

时域波形杂乱,无明显峰值。

(2)在诊断为不对中时,若1×RPM分量比其他分量占优势,可能是角不对中。 (3)若时域波形不稳定或显示出有较大冲击现象,可能是其他故障。

(4)对于电机,若基频及其他倍频分量大的同时,其振动波形有调制现象,或基频处出现边频,可能存在机电方面的故障,如转子断条或轴承倾斜导致的偏心(详见3.10.2)。

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(5)关于皮带轮不对中问题见3.8.4。

实例1 压缩机组对中不良 (1)故障情况

某化工厂压缩机组如图3-8所示。电动机转速1500r/min,压缩机转速7758r/min。3号测点位移150μm,速度峰值9mm/s,均超过允许值。

(2)诊断:

3号测点位于齿轮箱顶盖上,由于顶盖不直接压在轴承盖上,而且箱盖刚度不很高,所以传递途径对振动影响较大。为此,将测点调整到轴承座的基座8号测点位置。8号测点的位移和速度频谱图如图3-9所示。

图3-8 压缩机组示意图

图3-9 8号测点频谱 a—位移频谱;b—速度频谱

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由图可知,2×RPM(50Hz)分量幅值很大,甚至超过l×RPM ,3×RPM幅值也较大,说明该轴承座振动异常。考虑到8号测点前面有联轴节,故诊断为电机与齿轮箱的联轴节对中不良。

(3)验证: 停机后对联轴节测量发现,对中超差甚大,垂直方向两轴中心偏移达0.15mm,电机中心较高。降低电机中心后开机,3号点位移减为6μm,速度峰值减为3mm/s,其他各点振幅也平均降低25%。8号测点对中以后的位移和速度频谱如图3-l0所示,可以看到,2×RPM和3×RPM分量已基本消失。

图3-10 对中后8号测点频谱 a—位移频谱;b—速度频谱

实例2 电机—发电机组对中故障 (1)故障情况

某煤矿-电机-发电机(M-G)机组(图-11)7#轴承处温度监测指示超标,操作者将温度升高归因于不平衡增大,要求作现场动平衡。

(2)诊断

①首先用测振仪测量总振动水平,并与ISO2372速度标准对照,以确定机器状态。测量结果列入表3-3中。虽然总的振动水平并不能表明温度超标的原因,但7#、8#轴承轴向振动大于径向振动,值得注意。

表3-3机组状态评定

ISO2372F组标准 良好:Vrms<1.8mm/s 较允好许::0.7 0.9 1.4 1.3 1.6 2.5 1.5 0.3 0.5 1.8mm/s11mm/s 7#轴承 (mm/s) 水平 垂直 轴向 水平 8#轴承 (mm/s) 垂直 轴向 水平 9#轴承 (mm/s) 垂直 轴向 34

状态评定 较 好

图3-11 电机-发电机组示意图

②对轴承振动作频谱分析,如图3-12所示。由谱图可以看出,轴向振动各频率分量分别大于水平振动各频率分量,轴向振动3×RPM分量甚至超过基频分量。

综合以上两点,诊断结论为:机组对中不良,造成轴承上产生很大的卡紧力,它相当于一个单向载荷,是温度升高的根源所在。

图3-12 机组轴承振动频谱(工作转速748r/min)

a—水平振动频谱;b—轴向振动频谱

(3)验证

停机检查对中情况,发现机座一端下沉,造成转子轴颈轴线不对中超标。经重新对中后,开机运行正常,7#轴承处温度超标问题得以解除。

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