发电厂旋转机械现场动平衡实用指南

苏州微著诊断

        发电厂旋转机械现场动平衡实用指南

  现场平衡工作可不是想象中的对设备测个数、在轮子上加个重块再测个数，通过计算就得到了加重结果这么简单，这项工作首先要求从事人员要会对测试数据进行分析，以确定设备振动是否因为不平衡原因造成的；其次即使是不平衡原因该采用何种加重方式、加多少、往哪加重等；最后要求从事人员要能根据加重情况预估加重效果，电厂里的每台可以做平衡的转机都是比较重要的设备，我们在保证人身安全的前提下必须要确保你的加重对设备不会造成破坏才行。

          所以在对某台设备要进行现场平衡之前，我们要做很多工作。

一、首先要了解设备情况，主要有：

1、机器结构性能资料：包括机器的工作原理，机器在整个生产过程中的地位和作用，重要的动态参数，如驱动功率、流量、压力、转速变化范围、电流、电压、温度等；

2、机器结构组成和参数，如轴承型式、密封结构、联轴节结构、齿轮齿数、叶片数、共振频率、临界转速等等操作运行情况：包括负荷及其变化情况、润滑情况、起动和停机情况、工艺参数变化情况等；  

3、故障与维修情况：包括上次大修时间、大修时作过哪些调整、运转以来发生故障及以前对故障处理情况的记录和档案、机器的薄弱环节及预计容易发生故障的类型和部位、同型号、同工作条件下其他机器的故障情况等。

二、其次是分析采集的数据，分析过程中要考虑以下几点:

1、根据振动信号识别设备故障是件难度很大的工作这主要因为：同一故障可以表现出多种特征，同一特征可由不同故障引起，不同类型的机器其故障与特征的对应关系可能不完全一样，这种关系又与运行条件、环境条件、故障历史及维修情况有密切联系。

在故障诊断中，熟悉和掌握机器的结构、特性、使用和维修情况以及实际诊断经验都是很重要的.

2、在分析和诊断故障时，应注意从发展变化中得出准确的结论

单独一次测量往往难于对故障判断有较大把握，反复多次的追踪测量分析能使诊断更接近于真实情况。对当前机器的振动信号进行各种观察和分析时，应与正常运行状态下的振动进行比较，注意哪些参数发生了变化及变化程度如何。例如基频分量变化不大而2倍频幅值明显增大可能说明不对中加剧，喘振使轴向振动变化明显，而不平衡增大使水平和垂直方向振动同步增长。

趋势分析也是有效的方法，不但分析振动有效值或峰-峰值变化趋势，而且分析基频、1/2倍频、2倍频等各频率分量的变化趋势，从而得出振动是稳定不变、逐渐上升、时升时降还是迅速增大等信息。如：不平衡加大使振动缓慢而稳定上升，叶片断落则使振动幅值突然上升等。

3、从测试频谱中分析，每一种引发异常振动的故障源都产生一定频率成分的振动，可能是单一频率，也可能是一组频率或某个频带。根据振动信号的频率组成，可以很快排除一批不可能出现的故障，将注意力集中在几个可能的故障原因上。如：不平衡主要引起基频振动；不对中不但影响基频振动，还可引起2倍频及其他高倍频振动；滑动轴承油膜涡动的振动频率为（0.42～0.48）×RPM，油膜振荡的振动频率为转子一阶临界转速频率；转子与固定部件之间的摩擦激发较宽频带的振动，可能包括基频、倍频、次谐波、转子零部件固有频率；转子组件、基础台板、底座松动的振动频率以基频为主，可能伴有倍频或1/2×RPM、1/3×RPM等分数倍频。

4\从振动现象来分析振动的方向性和幅值稳定性，如：不平衡量增大，则径向水平、垂直两个方向的振幅同时增长；不对中径向振幅增大，但同时还可引起轴向振动；基座松动时垂直方向振动明显大于水平方向振动；转子组件松动引起的振动，其幅值不稳定；油膜涡动和油膜振荡则以径向振动为主，振幅不稳定；转子裂纹引起的2倍频振动，水平方向和垂直方向的振幅大小相近等。

三、最后了解常见机械故障的振动特性，以便于我们能准确找出设备振动原因，给出正确的诊断

1、转子不平衡特征

在所有的机器中，转子的不平衡都不同程度的存在，当转子质量中心偏离转动中心时出现不平衡。造成不平衡的原因通常是：装配不适当、转子积灰生锈、转子质量磨损、叶片进灰或部件脱落等。

不平衡的主要特征包括：以转速频率为主的正弦振动曲线（如下图所示）；振动以径向振动为主（悬臂转子有时轴向转速频率也较突出）；振动是一个旋转矢量，也就是说水平和垂直两个方向相位相差90°左右；振动随转速的增加而增大。

因在测试振动设备的时候，要是能结合相位来进行判断会更准确一些，不过转动设备上很少有测量光标，所以要是有机会一定要在重要的可能产生不平衡故障的设备转轴恰当部位贴上光标，这样有利于振动原因分析。

不平衡振动的水平方向、垂直方向的相位基本相差90度，不平衡振动幅值和相位稳定，变化幅度较小。

通过以上步骤如果判断不是平衡的问题就不应该进行动平衡工作，可根据判断的振动原因制定相应的维修方案来解决问题。

2、不对中特征

两个相连接的机器轴线不平行或不重合，一个或多个轴承安装倾斜或偏心，即为不对中。造成不对中的原因可以是装配不当，调整不够，基础损坏，热胀或联轴节锁死。

不对中的特征包括：轴向振动大，轴向频谱中以一倍频分量为主且幅值和相位稳定；径向频谱中有1、2、3倍频等成分，且2倍频较突出（针对平行不对中情况），如下图所示。比较像机械松动和间隙过大时产生的特征频谱，此时要观察是否出现了较高的二次谐波分量，通常我认为二倍频超过一倍频的一半以上即可判断存在不对中现象，当然二倍频分量越大就越说明不对中越严重。

另外还有一个判断方法，因为不对中与转速关系不大，所以当设备打闸降速后振动仍然不减也是判断不对中的很有效地方法。

3、机械松动的特征

机械松动分为结构松动和转动部件松动。

造成机械松动的原因是：安装不良、长期工作造成过渡磨损、基础或基座损坏或零部件破坏。

当水平布置的风箱或者轴承座等地脚螺栓松动时，往往是垂直方向振动大，有时比水平方向还大，频谱特征为一倍频，且轴向振动较小或者正常；而当滚动轴承在轴承座内松动或者部件配合松动时，会存在1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5…..倍频的频率成分。若故障严重，还会出现1/3、1/4倍频等分量；对于滑动轴承出现这个频率成份则是轴、瓦碰磨造成的，也就是装配间隙不合适。

相位测量时一般会出现定向振动现象，即水平方向和垂直方向相位基本相同。

4、共振的特征

当轴、机壳或者其他附件的固有频率正好和运转频率（或者运转频率的谐波）相等时会出现共振。共振很容易辨认，当转速增加或减小时，振幅都将急速下降。振动频谱图对于判断是否共振是很有用的，因为设备的振动强度取决于转速很容易被发现。

当机器不能改变速度时，也可以通过相位来判断是否共振，在非共振的情况下相位基本没有变化，而在共振时相位随时都会变化。

在电厂中，汽动给水泵、汽轮机、变频的立式凝结水泵、还有一些辅机的管道会出现共振现象，对于汽动给水泵和主机就要避免设备在共振转速下运行；管道系统共振比较常见，当流动频率与固有频率一致时，就会发生过分的振动，久而久之就导致风箱撕裂、管道法兰螺栓断裂等损坏现象，对于风道、管道等最好的解决办法就是改变管道或者风道的固有频率。比如加长、缩短、加固、支撑等等。

5、齿轮故障特征

对于齿轮啮合产生的频率最常见的是齿数乘以旋转频率即啮合频率，无论好坏与否，这个频率肯定会出现在频谱图上，在齿轮啮合频率周围也存在较低幅值的转速边频，这通常是由少量的偏心和齿隙游移引起的，如下图所示；

齿轮啮合产生的频率可能被齿隙游移、偏心、外载、箱底杂物及由故障产生的脉冲等影响，边频带的产生意味着齿轮故障。

   旋转机械常出现的故障还有滚动轴承、滑动轴承、各种电机等等，如果对这些常出现的故障特征能较好掌握，那么在对一台故障设备进行诊断时就会比较容易得出较准确地结论。所以掌握这些特征对判断是否因为不平衡产生的振动十分重要。

jdx_2007

受教了，

小小年纪666

赞！！！！

苏州微著诊断

jdx_2007 发表于 2019-2-17 10:39
受教了，

有相关问题可以大家探讨

苏州微著诊断

小小年纪666 发表于 2019-2-18 11:38
赞！！！！

感谢支持，有相关问题可以一起探讨