质量不平衡与其他故障并存时的诊断

jukiblue

　　质量不平衡与其他故障并存时的诊断
　　在现场中，机组的振动一般不是由某一个的故障引起的，因此除了原始质量不平衡之外，常常还存在其它故障。这种情况下处理原则一般是首先将原始质量不平衡故障消除。
　　对于原始质量不平衡与自激振动并存的情况，由于这两种振动的频率不同，前者为IX，后者为0.5x或一阶临界转速的频率，因此不难将两者区别开。
　　除原始质量不平衡之外的大多数故障引起的振动也是IX，因此仅仅从频谱上是无法区分故障的。在现场中分析这种问题时，基本出发点一般是:原始质量不平衡产生的振动是稳定的，它的影响始终存在着。而引起非定常强迫振动的因素(如热弯曲、膨胀、碰磨等)对振动的影响有一个时间过程，而且在运行过程中并非始终存在。
　　依据上述出发点，现场采取的诊断方法一般有3种:
　　1)机组在接近定速或初定速时如果振动大，一般是原始质量不平衡引起的。因为在这个阶段，一些不稳定因素还没有对振动产生明显影响。
　　2)当运行过程振动不稳定时，如果振动的最低点较高，或者振动的平均水平较高，说明存在原始质量不平衡。
　　3)机组运行初期，随着温度的升高，振动也容易出现不稳定。但是如果在连续运行一段时间之后，振动大体是稳定的，一般也可以通过动平衡消除。
　　除纯粹的转子原始质量不平衡外，还有一些故障引起的振动也同样有具体基频振动特征，如部件松动、联轴器不对中、转子热弯曲、电气故障、转子动静碰摩等。下面几种是容易与不平衡振动混淆的问题。
　　1.
　　转子偏心
　　与质量不平衡一样，齿轮或者V行皮带轮偏心产生的作用力亦会引起很大的1X分量的径向振动，但是二者差异在于反映出振动相位关系不同。由于偏心产生的作用力有较强的定向性(即沿着某一个方向)，而不平衡离心力是等同作用在整个圆周方向(360°)上，所以质量不平衡时同一轴承垂直和水平方向振动相位一般相差90°左右，而转子偏心时轴承(或偏心转子本身)的垂直和水平方向振动相位相差0°或180°。若在转子偏心情况下进行转子平衡，其结果可能是降低一个方向的振动，但增大另一个方向的振动。
　　2. 转子部件松动
　　当出现零部件松动时，很微小的不平衡量都会产生较大的振幅。典型的零部件松动有固定螺栓松动、底板和基础松动、润滑轴承间隙过大等。除基频振动外，松动通常也会产生转速频率整数倍的高次谐波振动。通过比较同一轴承水平方向和垂直方向测得的振动相位，来进一步验证是否存在机械松动。同偏心相类似，由松动产生的振动也有很强的定向性，此时同一轴承水平和垂直方向振动相位或者相同，或者相反，而不像不平衡振动在两个方向振动相位差接近90度。
　　3. 安装不正
　　安装不正或者管道装配应力过大，使机器产生变形或扭曲也会引起剧烈振动。该振动的幅频特性同不平衡产生的振动特性相同。然而同松动相似，由变形产生的振动也有很强的定向性，可以采用比较同一轴承水平和垂直方向的振动相位是否同相或反相来鉴别。通常软支撑(支撑刚度不足)会出现较高的垂直振动，由管道装配应力过大或基础不正引起的歪扭通过简单测量很难确定，但一般可用模态分析技术检测出来。
　　4. 轴系对中不良
　　联轴器和轴承对中不良一般也会引起基频振动，有时容易与不平衡引起的振动相混淆。事实上在有些情况下，通过动平衡手段可以减小对中不良产生的径向力。但由于对中不良引起的振动也有很强的定向性，在许多情况下通过动平衡减小了某一径向的振幅，却导致与其相垂直方向的振幅加大。
　　甚至在用柔性联轴器的情况下，对中不良不仅会激发径向力，而且还会产生轴向力。因而，确定是否存在对中不良，最好的方法是比较径向振动和轴向振动。作为一般规则，轴向振动幅值大于最高的径向振动(水平或垂直)振幅一半时，怀疑存在对中不良。不对中也可以通过比较两个轴向振动的相位来验证。对中不良时，临近联轴器两侧轴承的轴向振动相位通常呈反相;而属于转子不平衡问题，联轴器两侧轴承的轴向振动相位通常呈同相。
　　5. 转轴弯曲
　　弯轴或弓形转子激发的振动与对中不良相似，共同特征是呈现出很明显的轴向振动，且两支撑轴承的轴向振动相位基本反相。现场动平衡可以减小径向振动的幅值，但轴向振动幅值一般变化很小。如果根据振动特性认为转轴出现了弯曲，那么在打算进行动平衡之前，先用千分表检查转子的机械跳动，看是否确实存在轴弯曲问题。
　　6. 电气故障
　　通常发电机的电气故障可以引发振动。引起振动的电气故障包括转子和定子间气隙不均、转子中铜条断裂、转子和整流子上铜条短路等。这些问题引起振动的原因是转子和定子间不均匀的径向电磁力。因电磁力随负载变化，所以电气故障引起的振动幅值完全取决于负载。
　　如果仅从频率上看，这些故障引起的振动类似于不平衡振动。如同步电动机电气问题引起的振动也是基频振动。检查不同负载下振幅的变化是确诊电气振动的一个方法。另一个方法是观察瞬时切断电源时振幅的变化，如振动立即消失，则说明振动可能是由电气问题引起的。

vanroland

受教了。。。

mriook

是哪位电力系统的老师书里的内容？

jukiblue

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不是书里德内容，是一些振动专家的总结报告！

任我游天涯

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楼主辛苦了，学习一下