第5章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見故障診斷分析案例1

1、1第5章旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見故障診斷分析案例積累典型設(shè)備診斷案例在設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷工作中具有重要作用。首先它為設(shè)備診斷理論提供支撐。常見的設(shè)備故障有成熟的理論基礎(chǔ)，一個(gè)成功的案例通常是診斷理論在現(xiàn)場(chǎng)正確應(yīng)用和診斷人員長期實(shí)踐的結(jié)果。典型診斷案例具有強(qiáng)大的說服力，一次成功而關(guān)鍵的診斷足可以改變某些人根深蒂固的傳統(tǒng)觀念，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)推廣設(shè)備診斷技術(shù)具有重要意義。其次它為理論研究提供素材。在醫(yī)學(xué)上，由典型的特例研究發(fā)現(xiàn)病理或重大理論的案例很多。設(shè)備故障的情形多

2、種多樣，現(xiàn)場(chǎng)疑難雜癥還比較多，有許多故障很難用現(xiàn)有理論解釋，只能作為診斷經(jīng)驗(yàn)看待，這種經(jīng)驗(yàn)有沒有通用參考價(jià)值，需要在理論上進(jìn)行說明。另外，有許多案例無法在試驗(yàn)室模擬，而它們?cè)诓煌默F(xiàn)場(chǎng)又常常出現(xiàn)，因此典型案例為同行提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)過證實(shí)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(hù)支持，并為基于案例的推理方法提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。典型案例分析的重要性還表現(xiàn)在它是監(jiān)測(cè)診斷人員快速成長的捷徑。目前實(shí)用的振動(dòng)診斷方法

3、、技術(shù)和診斷儀器已經(jīng)相當(dāng)完善，而許多企業(yè)在診斷技術(shù)推廣應(yīng)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(shè)備或剛檢修好的設(shè)備開始，可以選擇重點(diǎn)或典型設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)不同設(shè)備制定不同的監(jiān)測(cè)方案和監(jiān)控參數(shù)，定期測(cè)試設(shè)備的振動(dòng)，包括各種幅值、振動(dòng)波形和頻譜等。如果設(shè)備出現(xiàn)劣化跡象或異常，要縮短監(jiān)測(cè)周期，倍加留心振動(dòng)波形和頻譜的變化，注意新出現(xiàn)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(shè)備檢修時(shí)要到現(xiàn)場(chǎng)，了解第一手資料，全程跟蹤設(shè)備拆檢情況，掌握設(shè)備參數(shù)（如軸承型號(hào)，必要時(shí)測(cè)量有關(guān)尺寸、齒輪齒數(shù)、葉片數(shù)、密封結(jié)構(gòu)、聯(lián)軸器和滑動(dòng)軸承形式等），做好檢修記錄（有時(shí)需要拍照記錄），比較自己的判斷對(duì)在哪里，錯(cuò)在哪里，進(jìn)行完善的技術(shù)總結(jié)。幾個(gè)過程下來，水平自然有很大提高?？傊?，添置幾件診斷儀器是很容易的事，診斷成果和效益的產(chǎn)生不是一朝一夕的事，需要柞大量艱苦、細(xì)致的工作，長期積累設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)此應(yīng)有應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)。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。可見轉(zhuǎn)子不平衡、軸承故障、基礎(chǔ)不良、不對(duì)中和齒輪故障是主要原因。設(shè)備故障原因分布序號(hào)原因次數(shù)百分比（％）1轉(zhuǎn)子不平衡2917.902滑動(dòng)軸承故障2414.813滾動(dòng)軸承故障2213.584基礎(chǔ)不良2112.965軸系不對(duì)中169.886齒輪故障169.887機(jī)械松動(dòng)95.568機(jī)械配合不良53.099共振53.0910其他159.26合計(jì)1621005.1轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡故障診斷、現(xiàn)場(chǎng)校正

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

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

8、動(dòng)范圍在20以內(nèi)）。要特別強(qiáng)調(diào)使用相位信息進(jìn)行確認(rèn)。對(duì)于靜不平衡或力不平衡故障，兩軸承測(cè)點(diǎn)水平方向振動(dòng)同相位、垂直方向振動(dòng)也同相位；同一軸承垂直和水平測(cè)點(diǎn)相位差為90（30）。對(duì)于力矩不平衡故障，兩軸承測(cè)點(diǎn)水平方向振動(dòng)反相位、垂直方向振動(dòng)也反相位；同一軸承垂直和水平測(cè)點(diǎn)相位差為90（30）。對(duì)于一般的動(dòng)不平衡故障，兩軸承座同方向振動(dòng)相位差約為30，同一軸承垂直和水平測(cè)點(diǎn)相位差約為90（30）。（9）若轉(zhuǎn)動(dòng)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(rèn)為振動(dòng)是由轉(zhuǎn)子不平衡引起的。在診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障時(shí)，必須關(guān)注聯(lián)軸器的故障問題。聯(lián)軸器故障通常造成旋轉(zhuǎn)件之間同心度變差、質(zhì)量偏移、張角等，因此聯(lián)軸器故障常常引起轉(zhuǎn)子不平衡、軸系不對(duì)中的故障特征。根據(jù)一些診斷經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)軸器故障所引起的振動(dòng)主要表現(xiàn)為軸的轉(zhuǎn)頻振動(dòng)，有時(shí)有較豐富的高次諧波，有時(shí)不一定有明顯的高次諧波。一般情況下振動(dòng)表