设备震动故障诊断.ppt

表46 转轴具有横向裂纹的故障原因 故 障 来 源 1 2 3 4 设计、制造 安装、维修 运行、操作 机器劣化 主 要 原 因 材质不良、应力集中 检修时未能发现潜在裂纹 及其频繁启动，升速、升压过猛，转子长期受交变力 轴产生疲劳裂纹 转子不平衡产生的原因及频率特征 旋转机械常见故障的振动诊断及实例 ——转子不平衡 不平衡类 型 不平衡频 谱 实例1： 某公司有一台电动机，额定转速3000r/min，运行中发现振动异常，测取轴承部位的振动信号作频谱分析，其谱图如右下图所示。以电动机转频（50Hz）最为突出，判断电动机转子存在不平衡。在作动平衡测试时，转子不平衡量达5000g.cm，远远超过标准允许值150g.cm。经动平衡处理后，振动状态达到正常。 这个实例，故障典型，过程完整。它的价值在于印证了不平衡故障的一个最重要特征，激振频率等于转频，又通过动平衡测试处理进一步验证了诊断结论的正确性。 转子不平衡 不平衡故障的典型频谱特征是工频分量占主导地位 转子不对中 联轴器不对中 轴承不对中 带轮不对中 平行不对中 角度不对中 实例： 某厂一台离心压缩机，结构如图所示。电动机转速1500r/min（转频为25Hz）。该机自更换减速机后振动增大，A点水平方向振动烈度值为6.36mm/s，位移D=150μm，超出正常水平。 测点A水平方向振动信号的频谱结构图 明显的2X特征 重新对中后2X基本消失 实例 某化肥厂的二氧化碳压缩机组，从1987年开始振动渐增，至9月4日高压缸振动突然升到报警值而被迫停车。 机组运行过程中，在故障发生的前后，均对高压缸转子的径向振动作了频谱分析，谱图如图所示。故障发生前，振动信号中只有转频（fr）成分，故障发生时，谱图中除转频外，还有明显的半倍频成分。 油膜振荡 故障发生前 故障发生后 注意0.5X的出现 以上的分析是基于频率分析而进行的，实际上诊断故障时应综合考虑各个方面的原因，对于不同的转子－支撑类型，所采用的分析方法有差异；对于某一个特定时刻的数据，往往由于不具有代表性而影响诊断的准确性。 无论如何，综合分析力、刚度、振动三者之间的关系是诊断故障的基本方法。 要善于应用趋势数据进行故障确认。 表1 旋转机械故障的来源及主要原因 故障来源 主 要 原 因 设计、制造 1. 设计不当，动态特性不良，运行时发生强迫 振动或自激振动 2. 结构不合理，有应力集中 3. 工作转速接近或落入临界转速区 4. 运行点接近或落入运行非稳定区 5. 零部件加工制造不良，精度不够 6. 零件材质不良，强度不够，有制造缺陷 7. 转子动平衡不符合技术要求 旋转机械常见故障产生的原因及其频谱特征 故障来源 主 要 原 因 安装、维修 机器安装不当，零部件错位，预负荷大 轴系对中不良（对轴系热态对中考虑不够） 机器几何参数（如配合间隙、过盈量及相对位置）调整位置不当 管道压力大，机器在工作状态下改变了动态特性和安装精度 转子长期放置不当，破坏了动平衡精度 安装或维修工程破坏了机器原有的配合性质和精度 运行操作 机器在非设计状态下运行（如超转速、超负荷或低负荷运行），改变了机器工作特性 润滑或冷却不良 旋转体局部损坏或结垢 工艺参数（如介质的温度、压力、流量、负荷等）不当，机器运行失稳 启动、停机或升降速过程操作不当，暖机不够，热膨胀不均匀或在临界区停留时间长 故障来源 主 要 原 因 机器恶劣 长期运行，转子挠度增大 旋转体局部损坏、脱落或产生裂纹 零、部件磨损、点蚀或腐蚀等 配合面受力劣化，产生过盈不足或松动等，破坏了配合性质和精度 机器基础沉降不均匀，机器壳体变形 表2 转子质量偏心的振动特征 1 2 3 4 5 6 7 8 特征频率 常伴频率 振动稳定性 振动方向 相位特征 轴心轨迹 进动方向 矢量区域 1× 稳定 径向 稳定 椭圆 正进动 不变 表3 转子质量偏心的敏感参数 1 2 3 4 5 6 振动随转速变化 振动随负荷变化 振动随油温变化 振动随流量变化 振动随压力变化 其它识别方法 明显 不明显 不变 不变 不变 低速时振幅趋于零 1 2 3 4 5 6 7 8 特征频率 常伴频率 振动稳定性 振动方向 相位特征 轴心轨迹 进动方向 矢量区域 1× 突发性增大后稳定 径向 突变后稳定 椭圆 正进动 突变后稳定 表4 转子部件缺损的振动特征 表5 转子部件缺损的敏感参数 1 2 3 4 5 6 振动随转速变化 振动随负荷变化 振动随油温变化 振动随流量变化 振动随压力变化 其它识别方法 明显 不明显 不变 不变 不变 振幅突然增