4.不平衡振动 该引风机不平衡振动最明显的特征,一是径向振动大,二是谐波能量集中于基频(12.33Hz),而该引风机的径向振动均在30μm以下;在图2所示的径向频谱中,基频振动最大只有3.35mm/s。因此,引风机的振动并非由不平衡引起。
5.不对中故障 由不对中引起的振动,主要有三个特点,一是表现在轴向振动较大,二是靠近联轴器的轴承振动增大,三是不对中故障的特征频率为2倍频,常伴有3倍频。 该引风机振动最明显的特征是轴向振动较大,由表1可知,靠近联轴器的轴承轴向振动为178μm,自由端轴承轴向振动为204μm;由图2b、d可知,轴向振动的频谱中除基频外,有明显的2倍频和3倍频,且2倍频的幅值高达基频的44%,尽管检修人员一再强调对中没有问题,但是,如果联轴器本身有问题,检修水平再高也无法排除不对中故障。这也与前面所述的振动特征(5)相吻合。 6.部件松动或配合不良 由图2a、c可知,在测点3的水平方向,3倍频的分量占基频的37%;而测点4的水平方向,3倍频的分量达到60%,且存在4、5倍频的高次谐波。据资料介绍频谱中出现3倍频是由于轴与部件存在过盈不足,显然,自由端轴承与轴配合不良,但也不能排除自由端轴承的松动故障。 7.轴承故障 进一步分析谱图,未发现轴承的故障频率〔2〕〔3〕,说明轴承本身没问题。 综上所述,引起引风机轴向振动故障的原因有两个,一是自由端轴承与轴配合不良或者轴承松动,二是联轴器本身的故障。其中轴承与轴配合不良是振动的根本原因,联轴器本身的故障属于次要原因,但它对轴承与轴配合不良产生的振动起到了加剧作用。在7月20日至22日的抢修期间,经检查发现,自由端轴承扭振,联轴器部分齿面有凹坑和麻点。 所谓轴承扭振是轴在旋转状态下,轴承对轴的承力中心点将随转速周期性地沿轴向变化。图3a表示转子在某一位置时,轴承承力中心点偏于A侧;图3c表示转子转过180°后,轴承承力中心点偏于B侧。若轴承座和基础没有弹性,则轴承承力中心点的变化始终在轴承座底边AB范围内,它不会引起轴承座的轴向振动。实际上,轴承座和基础组成的支承系统具有一定的弹性,在轴承承力中心点周期性变化的作用下,轴承座将沿某一底边发生周期性的轴向振动,且振值忽大忽小,极不稳定。即使轴承座固定螺栓很紧,这种现象也难以避免。
振动的三个要素是幅值、频率和相位,因此,该引风机轴承扭振和不对中的故障也可以从相位的变化来判断〔4〕〔5〕。
对于引风机自由端轴承来讲,可以对比图4所示四个测点的相位来识别轴向振动的故障源,如果四个测点的相位明显不同,说明轴承有扭振,是由于轴承在轴上或者在轴承座中翘起造成的。联轴器两侧(图1中测点2、3)径向振动的相位差如果基本上为180°,说明齿式联轴器属于平行不对中;两侧轴向振动相位差如果接近180°,说明齿式联轴器属于角度不对中〔6〕。但是,遗憾的是当时没有意识到这一点,只注重振动的幅频特性,否则,利用幅、频、相进行综合诊断,会大大增强诊断的信心,提高诊断的准确性。 该引风机更换了自由端轴承和齿式联轴器后,振动值正常(表1),频谱见图5。运行状况一直很好。
参考文献 1 施维新.汽轮发电机组振动及事故.中国电力出版社 2 [日]丰田利夫.设备现场诊断的开展方法.机械工业出版社 3 韩捷,张瑞林.旋转机械故障机理及诊断技术.机械工业出版社 4 张正松,傅尚新,冯冠平,徐玉铮.旋转机械振动监测及故障.机械工业出版社 5 沈庆根.化工机器故障振动技术.浙江大学出版社 6 夏松波等.旋转机械不对中故障研究综述.振动、测试与诊断
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