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文檔簡介

1、不對中的故障診斷要點1)頻域:確認軸向和徑向在1、2、3倍頻處有穩(wěn)定的高峰,特別注意2倍頻分量。徑向振動信號以1倍頻和2倍頻分量為主,軸系不對中越嚴重,其2倍頻分量就越大,多數(shù)情況下會超過1倍頻。軸向振動以1倍頻分量幅值較大,幅值和相位穩(wěn)定。聯(lián)軸節(jié)兩側相臨軸承的油膜壓力反方向變化,一個油膜壓力變大,另一個則變小。相位基本上成180度。4-10倍頻分量較小。2)時域:確認以穩(wěn)定的周期波形為主,每轉出現(xiàn)1個、2個或3個峰,沒有大的加速度沖擊現(xiàn)象。如果軸向振動徑向振動一樣大或者比徑向還大,則說明情況非常嚴重。3)振動信號的原始波形是畸變的正弦波。4)軸心軌跡呈香蕉形或8字形,正進動。5)振動對負荷變

2、化較為敏感,一般振動幅值隨負荷的增大而升高。提示:1)在確認不對中的若干特征時,如果出現(xiàn):軸向振動小且4-10倍頻分量較大,則有可能是機械松動。2)在診斷不對中時,如果1倍頻分量比其他分量占優(yōu)勢,可能存在角不對中;2倍頻分量比其他分量占優(yōu)勢,可能存在平行不對中。3)如果時域波形不穩(wěn)定或出現(xiàn)較大的沖擊現(xiàn)象,可能是其他故障o4)對于電機,如果基頻及其他倍頻分量大的同時,其振動時域波形有調制現(xiàn)象,或基頻處出現(xiàn)邊頻,可能存在機電故障,如轉子斷條或軸承傾斜導致的偏心。5)對于齒式聯(lián)軸器在2倍頻下,還可能出現(xiàn)3、4、5等倍頻分量。6)對于目前使用較多的膜片聯(lián)軸器可出現(xiàn)N倍頻(N為螺栓的個數(shù))不平衡的振動診

3、斷1)頻域:i .確認頻譜中以穩(wěn)定的基頻分量為主,其它倍頻幅值很小。ii .軸向振動比徑向小得多。iii .必要時可以改變轉速,在升速過程中當轉速小于臨界轉速時,確認工頻幅值隨轉速升高而增大;當轉速大于臨界轉速后,振幅隨轉速增大反而減小,并趨向一個較小的穩(wěn)定值。當轉速接近臨界轉速時,將產(chǎn)生共振,此時振幅將有最大峰值。2)時域:i.波形以穩(wěn)定的單一頻率為主, 軸每轉一周出現(xiàn)一個峰值。振動信號的原始波形為正弦波。ii .軸向振動比徑向小得多。iii .軸心軌跡呈橢圓形iv .轉子的進動特征為同步正進動。提示:1.造成徑向振動基頻幅值大的其他故障還有:軸彎曲、機械松動及機械共振。要加以區(qū)分,在檢測不

4、平衡前應予以糾正。2.如果1、2、3倍頻等分量大,而且垂直方向振動明顯大于水平方向振動,有可能是基礎松動。3.如果軸向振動較大,并且徑向和軸向的1、2、3倍頻分量較大,有可能存在軸彎曲或角度不對中。4.稍微改變轉速,如果基頻幅值變化很大,可診斷為機械共振。5.對于電機,如果基頻幅值大的同時,其振動時域波形有緩慢的調制現(xiàn)象,可能存在機電故障,如轉子斷條或裂紋。6.軸彎曲與不平衡有相似的頻譜特征。區(qū)分的方法是:低轉速下測量轉子不同部位的徑向跳動量,即可以判斷轉子是否存在初始彎曲;如果有條件,可以測試軸兩端的相位,也可以幫助判斷軸是否存在彎曲。在一定的轉速下改變機組負荷,如果振動隨負荷和時間而變化,

5、則可能存在局部的摩擦、受熱或冷卻不均勻引起的熱彎曲。轉子動不平衡確認步驟(翻譯+個人經(jīng)驗)1、信號錄取方法:(1)最好使用6通道儀器同時記錄1V、2V、1H、2H、1A、2A振動;(2)也可以使用2通道儀器分別同時記錄1V、2V;1H、2H;1A、2A振動。2、分析1V、2V相位差3、分析1H、2H相位差:若IV、2V相位差與1H、2H相位差接近,則可能存在動不平衡4、分析IV、1H相位差5、分析2V、2H相位差:若IV、1H相位差與2V、2H相位差分別接近90度(或分另根近270度),則可能存在動不平衡(若1V、1H相位差為90度,而2V、2H相位差不是90度,則可能在1點發(fā)生局部動不平衡,

6、如電機端部冷卻風扇的動不平衡。)說明:90度、270度,并非精確值,一般在正負30度以內即可.6、計算1V、2V幅值比,取整數(shù)7、計算1H、2H幅值比,取整數(shù)。若這兩個整數(shù)接近,則可以確認存在動不平衡8、計算1A、1H幅值比9、計算2A、2H幅值比:若1A、1H幅值比與2A、2H幅值比分別小于1/3,則可以確認存在動不平衡10、分析1V、2V;1H、2H;1A、2A相位關系若1V、2V;1H、2H;1A、2A分別同相位或分別180度反同相,則可以確認存在動不平衡機械松動的診斷要點1)頻域a)確認徑向振動有較大的1倍頻分量,特別是3-10倍頻分量。b)可能有1/2、3/2、5/2等分數(shù)倍頻分量,

7、它們隨時間增大。c)確認軸向振動小或正常。2)時域a)不穩(wěn)定的非周期信號占優(yōu)勢,可能有大的沖擊信號。b)比較垂直和水平方向的振動,可以發(fā)現(xiàn)振動具有高度的方向性。提示:1)故障嚴重,還會出現(xiàn)1/3、1/4倍頻等分量。2)機械松動也可在達到工作溫度且部件已經(jīng)熱膨脹后出現(xiàn)。3)水平固定的機器,如果基座松動,則垂直方向會出現(xiàn)很大的一倍頻振動,一般比水平方向振動還大。所以,這一點要特別注意和轉子不平衡相區(qū)分。4)具有松動故障的典型頻譜特征是以工頻為基頻的各次諧波,并在譜圖中??吹?0X。國外有人認為,若3X處峰值最大,是軸和軸承間有松動,若4X處有峰值,表明軸承本身、松動。電機轉子故障診斷要點1)確認1

8、、2、3倍頻振動分量大且有邊頻帶,若邊頻帶間隔為p-sf;表明有轉子斷條或裂紋。2)出現(xiàn)電源頻率振動分量表明轉子彎曲或轉子偏離磁場中心。3)確認時域波形有強烈的調制,周期為1/(psf),表明有轉子斷條問題。4)檢查軸向振動,軸向振動應很小。若軸向振動有較大的1倍頻分量,而徑向振動1倍頻分量沒有明顯的邊頻帶,則可能是軸承傾斜或不對中,轉子彎曲,或轉子偏離磁場中心葉輪/葉片和旋翼故障診斷要點1)確認1、2、3倍葉片通過頻率分量大;2)確認葉片通過頻率及其諧波有顯著的邊帶成分,測量其頻率間隔,有調制頻率確定故障部位。3)確認1倍葉輪轉速有較大峰值及存在邊頻帶,表明葉片損傷、摩擦、污物附著或可能是入

9、口或出口壓力波動。4)確認1/2諧波分量及3/2、5/2諧波分量,表明轉子與機殼間有摩擦。5)葉片通過頻率=軸轉速葉片數(shù)6)如果流場中有靜葉片,可激發(fā)較高頻振動,其頻率是:葉片通過頻率靜葉片數(shù)。動壓滑動軸承油膜渦動診斷要點診斷a)確認徑向振動頻譜中有顯著而穩(wěn)定的(0.42-0.48)倍頻分量(有時看起來很象1/2倍頻,要仔細辨別)??赡苡休^大的高次諧波分量。最近研究報道倍頻范圍可以達到0.42-0.8倍頻,甚至在實驗室測試觀察到了1倍頻。b)確認軸向振動在渦動頻率處分量較小。c)軸心軌跡呈雙橢圓或紊亂不重合,模擬軸心軌跡呈內“8?形。d)確認時域波形中穩(wěn)定的周期信號占優(yōu)勢,每轉一周少于一個峰值

10、,沒有大的加速度沖擊。提示:為區(qū)分渦動頻率(0.42-0.48)倍頻分量與機械松動或軸承摩擦產(chǎn)生的1/2倍頻分量,必須使用高分辨率頻譜和峰值標記。為此,要設置足夠大的譜線數(shù)、使頻率分辨率達到轉速的(2-5)%。分析頻率/采樣點數(shù)/譜線數(shù)的設置要點1 .最高分析頻率:Fm指需要分析的最高頻率,也是經(jīng)過抗混濾波后的信號最高頻率。根據(jù)采樣定理,F(xiàn)m與采樣頻率Fs之間的關系一般為:Fs=2.56Fm;而最高分析頻率的選取決定于設備轉速和預期所要判定的故障性質。2 .采樣點數(shù)N與譜線數(shù)M有如下的關系:N=2.56M其中譜線數(shù)M與頻率分辨率AF及最高分析頻率Fm有如下的關系:AF=Fm/M即:M=FmAF

11、所以:N=2.56Fm/AF采樣點數(shù)的多少與要求多大的頻率分辨率有關。例如:機器轉速3000r/min=50Hz,如果要分析的故障頻率估計在8倍頻以下,要求譜圖上頻率分辨率F=1Hz,則采樣頻率和采樣點數(shù)設置為:最高分析頻率Fm=8-50Hz=400Hz;采樣頻率Fs=2.56Fm=2.56400Hz=1024Hz;采樣點數(shù)N=2.56(Fm/AF)=2.56(400Hz/1Hz)=1024=210譜線數(shù)M=N/2.56=1024/2.56=400條電機振動異常的識別與診斷三相交流電機定子異常產(chǎn)生的電磁振動,三相交流電機在正常運轉時,機座上受到一個頻率為電網(wǎng)頻率 2 2 倍的旋轉力波的作用,而

12、可能產(chǎn)生振動,振動大小與旋轉力波的大小和機座的剛度直接有關。定子電磁振動異常的原因:定子三相磁場不對稱, 如電網(wǎng)三相電壓不平衡。 因接觸不良和斷線造成單相運行,定子繞組三相不對稱等原因,都會造成定子磁場不對稱,而產(chǎn)生異常振動。定子鐵心和定子線圈松動將使定子電磁振動和電磁噪聲加大。電磁底腳線條松動,相當于機座剛度降低使定子振動增加。定子電磁振動的特征:振動頻率為電源頻率的 2 2 倍,F(xiàn)=2fF=2f切斷電源,電磁振動立即消失振動可以在定子機座上和軸承上測得振動強度與機座剛度的負載有關氣隙靜態(tài)偏心引起的電磁力電機定子中心與轉子軸心不重合時,定、轉子之間氣隙將會出現(xiàn)偏心現(xiàn)象,偏心固定在一個位置上,

13、在一般情況下,氣隙偏心誤差不超過氣隙平均值的上下 10%10%是允許的,過大的偏心值產(chǎn)生很大的單邊磁拉力。氣隙靜態(tài)偏心產(chǎn)生的原因:電磁振動頻率是電源頻率的 2 2 倍 F=2fF=2f。振動隨偏心值的增大在增加,隨負載增大而增加。斷電后電磁振動消失。靜態(tài)偏心產(chǎn)生的電磁振動與定子異常產(chǎn)生的電磁振動非常相似,難以區(qū)別。氣隙動態(tài)偏心引起電磁振動偏心的位置對定子是不固定的,對轉子是固定的,因此偏心的位置隨轉子而轉動。氣隙動態(tài)偏心產(chǎn)生的原因:轉子的轉軸彎曲轉子鐵心與轉軸或軸承不同心。轉子鐵心不圓氣隙動態(tài)偏心產(chǎn)生電磁振動的特征;轉子旋轉頻率和定子磁場旋轉頻率的電磁振動都可能出現(xiàn)。電磁振動的振幅隨時間變化而

14、脈動(振),脈動的頻率為 2sf,2sf,周期為 1/2sf1/2sf 當電動機負載增加,S S 加大,其脈動節(jié)拍加快。電動機往往發(fā)生與脈動節(jié)拍相一致的電磁噪聲。斷電后,電磁振動消失,電磁噪聲消失。轉子繞組故障引起的電磁振動?;\形電機籠條斷裂,繞組異步電機由于轉子回路電氣不平衡都將產(chǎn)生不平衡電磁力。轉子繞組故障產(chǎn)生的原因:籠條鑄造質量不良,產(chǎn)生斷條和高阻?;\形轉子因頻繁起動,電機負載大產(chǎn)生斷條或高阻。饒式異步電動機的轉子繞組回路電氣不平衡,產(chǎn)生不平衡電磁力。同步電動機磁繞組匝問短路。轉子繞組故障引起電磁振動的特征:轉子繞組故障引起電磁振動與轉子動態(tài)偏心產(chǎn)生的電磁振動, 波形相似, 現(xiàn)象相似,較

15、難區(qū)別,振動頻率為 f/pf/p,振幅以 2sf2sf 的頻率在脈動、電動機發(fā)生與脈動節(jié)拍一致的電磁噪聲。在空載或輕載時,振動與節(jié)拍噪聲不明顯,當負載增大時,這種振動和噪聲隨之增加,當負載超過 50%50%時,現(xiàn)象較為明顯。在定子的一次電流中,也產(chǎn)生脈動變化其脈動節(jié)拍頻率為 2sfo2sfo在定子電流波形作頻譜分析,在頻圖圖中,基頻兩邊出現(xiàn)土 2sfo2sfo 的邊頻。同步電動機勵磁繞組但匝間短路,能引起 f/pf/p 頻率(轉頻)的電磁振動和噪聲,無節(jié)拍脈動振動現(xiàn)象與轉子不平衡產(chǎn)生的機械振動相似。斷電后,電磁振動和電磁噪聲消失。轉子不平衡產(chǎn)生的機械振動;轉子不平衡的原因電機轉子質量分布不均勻

16、,產(chǎn)生重心位移,與轉子中心不同心。轉子零部件脫落和移位,絕緣收縮造成繞組移位、松動。聯(lián)軸器不平衡,冷卻風扇不平衡,皮帶輪不平衡。冷卻風扇與轉子表面不均勻積垢。轉子不平衡產(chǎn)生的機械振動特征振動頻率與轉頻相等振動值隨轉速增高而加大,與電機負載無關。振動值以經(jīng)向為最大,軸向很小。當?shù)啬_螺絲松動時, 電機的轉頻和電機定子固有頻相近時, 由于轉子不平衡共振將產(chǎn)生異常振動,造成電機結構件的破壞和疲勞。滑動軸承由于油膜渦動產(chǎn)生振動。產(chǎn)生的原因:在軸承比負載較小,軸頸線速度叫高,特別是大型告訴的柔性轉子電機中易發(fā)生,軸承經(jīng)過長期運行,間隙變大,或潤滑油粘度大,油溫低,軸承負載輕等互相造成油膜加厚,軸承油膜動壓

17、不穩(wěn)定而產(chǎn)生振動?;瑒虞S承油膜滑動的特征:振動頻率略低于轉子回轉頻率的 FrFr 的一半,約為 0.420.420.48Fr.0.48Fr.油膜渦動的振動是徑向的。油膜渦動往往是突然出現(xiàn)的, 診斷的方法是油膜渦動偶, 改變油的粘度和溫度振動就能減輕和消失?;瑒虞S承由于油膜振蕩產(chǎn)生振動油膜振蕩產(chǎn)生的原因:油膜振蕩產(chǎn)生的原因和油膜渦動的原因相同,也是油膜動壓不穩(wěn)造成的。當轉子回轉頻率增加時, 油膜渦動頻率隨之增加, 兩者關系近似保持不變的比值約0.420.420.480.48 之間,當轉軸的回轉頻率達到其一階臨界轉速的 2 2 倍時,隨著轉子回轉頻率的增加,渦動頻率將不變,等于轉子的一階臨界轉頻,

18、而與轉子回轉頻率無關,并出現(xiàn)強烈的振動,這種現(xiàn)象為油膜振蕩,產(chǎn)生強烈振動的原因是油膜渦動與系統(tǒng)共振,兩者相互激勵,相互促進的結果。對油膜振蕩來說, 除了油膜性質改變以外, 轉子不平衡量的增加和地腳螺絲的松動都會誘導油膜振蕩的發(fā)生。油膜振蕩的特征:振蕩頻率等于轉子的一階臨界轉速,工作轉速接近一階臨界轉速 2 2 倍的大型,告訴柔性轉子電機極易發(fā)生油膜振蕩。油膜振蕩是徑向振動。減少轉子不平衡,降低潤滑油粘度和提高油溫,能使油膜振蕩消失和減輕。加工和裝配不良產(chǎn)生振動;產(chǎn)生的原因:與軸承內孔配合的軸頸和軸肩加工不良或由于軸彎曲等原因,使軸承內圈裝配后,其中心線與軸中心線不重合,軸承每轉一周,軸承受一次交變的軸向力作用,使軸承產(chǎn)生振動。振動的特征:振動幅值以軸向為最大。振動頻率與轉頻相同。安裝時,軸線不對中引起振動;機組安裝后,電機和負載機械的軸心線應該一致相重合,當軸心線不重合時,電動機在運行時就會受到來自聯(lián)軸器的作用力而產(chǎn)生振動。不對中分為

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