第5章 旋轉機械常見故障診斷分析案例1

1、1第5章旋轉機械常見故障診斷分析案例積累典型設備診斷案例在設備監(jiān)測診斷工作中具有重要作用。首先它為設備診斷理論提供支撐。常見的設備故障有成熟的理論基礎，一個成功的案例通常是診斷理論在現場正確應用和診斷人員長期實踐的結果。典型診斷案例具有強大的說服力，一次成功而關鍵的診斷足可以改變某些人根深蒂固的傳統(tǒng)觀念，對現場推廣設備診斷技術具有重要意義。其次它為理論研究提供素材。在醫(yī)學上，由典型的特例研究發(fā)現病理或重大理論的案例很多。設備故障的情形多

2、種多樣，現場疑難雜癥還比較多，有許多故障很難用現有理論解釋，只能作為診斷經驗看待，這種經驗有沒有通用參考價值，需要在理論上進行說明。另外，有許多案例無法在試驗室模擬，而它們在不同的現場又常常出現，因此典型案例為同行提供了寶貴經驗和經過證實的分析方法。診斷人員可以參考相似案例的解決方案解決新的問題，提供快速的決策維護支持，并為基于案例的推理方法提供數據基礎。典型案例分析的重要性還表現在它是監(jiān)測診斷人員快速成長的捷徑。目前實用的振動診斷方法

3、、技術和診斷儀器已經相當完善，而許多企業(yè)在診斷技術推廣應用方面存在困難除了思想觀念方面的原因外，更主要的原因是缺乏專業(yè)人才。研究案例的一般做法是，從新安裝設備或剛檢修好的設備開始，可以選擇重點或典型設備進行監(jiān)測，根據不同設備制定不同的監(jiān)測方案和監(jiān)控參數，定期測試設備的振動，包括各種幅值、振動波形和頻譜等。如果設備出現劣化跡象或異常，要縮短監(jiān)測周期，倍加留心振動波形和頻譜的變化，注意新出現的譜線及其幅值的變化，在檢修之前做出故障原因的判斷

4、。設備檢修時要到現場，了解第一手資料，全程跟蹤設備拆檢情況，掌握設備參數（如軸承型號，必要時測量有關尺寸、齒輪齒數、葉片數、密封結構、聯軸器和滑動軸承形式等），做好檢修記錄（有時需要拍照記錄），比較自己的判斷對在哪里，錯在哪里，進行完善的技術總結。幾個過程下來，水平自然有很大提高?？傊碇脦准\斷儀器是很容易的事，診斷成果和效益的產生不是一朝一夕的事，需要柞大量艱苦、細致的工作，長期積累設備的狀態(tài)數據，對此應有應清醒地認識。表5－1為

5、某鋼鐵公司多年來162例典型故障的原因或部位分布情況?？梢娹D子不平衡、軸承故障、基礎不良、不對中和齒輪故障是主要原因。設備故障原因分布序號原因次數百分比（％）1轉子不平衡2917.902滑動軸承故障2414.813滾動軸承故障2213.584基礎不良2112.965軸系不對中169.886齒輪故障169.887機械松動95.568機械配合不良53.099共振53.0910其他159.26合計1621005.1轉子動平衡故障診斷、現場校正

6、方法與實例分析5.1.1轉子不平衡的幾種類型與診斷【左經剛，設備故障的相位分析診斷法，中國設備管3動不平衡（圖54）：是靜不平衡和力矩不平衡的隨機組合，軸的質量中心線與旋轉中心線不平行也不相交。對于簡支型轉子，一般情況下兩軸承處的振動幅值接近，但相位相差在0度~180度之間。圖54動不平衡一般情況下，葉輪的寬度與直徑之比大于5時易產生力矩不平衡，小于5時易產生動不平衡。靜不平衡可采用單面平衡法校正；力矩不平衡應采用雙面平衡法校正；動不平

7、衡采用單面法或雙面平衡法校正。轉子不平衡故障具有如下振動特征：（1）振動波形接近正弦波、波形對稱、連續(xù)；（2）軸心軌跡近似圓形；（3）振動頻率以1X轉頻振動為主，高次諧波較??；沒有其它顯著頻率；（4）振動以徑向為主，一般水平方向幅值大于垂直方向的幅值；（5）水平方向和垂直方向的1X轉頻振動幅值差別不大（3：1以內）；（6）軸線方向1X轉頻振動幅值明顯小于水平方向和垂直方向；（7）振動幅值隨轉速增加而大幅度增加；（8）振動相位一般穩(wěn)定（波

8、動范圍在20以內）。要特別強調使用相位信息進行確認。對于靜不平衡或力不平衡故障，兩軸承測點水平方向振動同相位、垂直方向振動也同相位；同一軸承垂直和水平測點相位差為90（30）。對于力矩不平衡故障，兩軸承測點水平方向振動反相位、垂直方向振動也反相位；同一軸承垂直和水平測點相位差為90（30）。對于一般的動不平衡故障，兩軸承座同方向振動相位差約為30，同一軸承垂直和水平測點相位差約為90（30）。（9）若轉動頻率的譜線能量占70%～80%或

9、更高，而其它頻率譜線成分所占比例只有20%～30%，其幅值(速度、位移)超過正常的3～4倍。在排除了其它原因后，可認為振動是由轉子不平衡引起的。在診斷轉子不平衡故障時，必須關注聯軸器的故障問題。聯軸器故障通常造成旋轉件之間同心度變差、質量偏移、張角等，因此聯軸器故障常常引起轉子不平衡、軸系不對中的故障特征。根據一些診斷經驗，聯軸器故障所引起的振動主要表現為軸的轉頻振動，有時有較豐富的高次諧波，有時不一定有明顯的高次諧波。一般情況下振動表