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1、1,对转子不平衡故障的处理措施 平衡技术 刚性转子 静平衡 动平衡 单面平衡 双面平衡,2,转子平衡的方法和设备, 刚性转子 挠性转子 静平衡 影响系数法。 单面平衡 振型平衡法（模态平衡法）。 双面平衡。 其他综合方法。 平衡设备 平衡机：专用、通用，硬支承、软支承，卧式、 立式，机电式、计算机化，等。 现场平衡：平衡仪 其他设备：平行导轨、滚轮架、平衡摇架等。,3,静平衡的布置,W,水平导轨,滚轮架,水平导轨,转子,转子,滚轮架,4,刚性转子的单面平衡：影响系数法,1.选择加重平面、选择测点。 2.测得原始振动A0(幅值和相位)。 3.在平衡平面内加试重Q，测得振动A1 4.计算影响系数,
2、5.按下式求得校正质量P。,5,旋转机械的相位检测 旋转机械的相位指基频信号相对于转轴上某一确定标记的相位差 标记可以是键槽或是反光片，获取键相脉冲信号 相位有四种取值方法 正峰点相位 负峰点相位 正斜率过零相位 负斜率过零相位,6,单面平衡的作图解法,作A0和A1 ，求其差为A1- A0 。 量A1- A0 和 A0之间的夹角为 。 把试重Q 按 的方向转动一 角，此即为校正重的正确方位。 校正重 P 的大小为：,7,单面平衡的作图解法,8,不平衡向两个平面的分解,刚性转子的 任意不平衡可 以向两个平面 内分解。 故刚性转子 都可以用两个 校正质量来达 到平衡。,9,双面平衡的布置和方法,1
3、.测原始振动A0，B0。 2.平面I 内加试重Q1，测得振动A1，B1。 3.计算影响系数,4.平面II 内加试重Q2，测得振动A2，B2。 5.计算影响系数,6.按下式求得校正质量P1，P2。,10,例题 已知m1=m2=10 A0=2+3i; A1=i; A2=4; B0=2; B1=1+i; B2=3+i 求,11,现场动平衡 针对整个系统的平衡 试重的方向选择 相位的测量 互谱、互相关 评价某种平衡方法的原则 平衡精度高 平衡时，开车次数少。 校正质量数目少，总质量小。 测试仪器和设备较少。 对操作者的技术水平没有过高的要求。,12,利用影响系数法进行现场平衡的影响因素 振动信号的质量
4、 测点上所测取的振动值应该是由转子不平衡所产生的，而实际信号中还有其它因素产生的振动响应。测量时应尽量保证振动信号的质量，包括选择对不平衡振动敏感点及采用滤波排噪等方法。 转子的刚性程度 实际转子不可能是绝对的刚性的，而柔性的存在会使转子在不同转速下具有不同的不平衡状态，这样会因加试重时转速的不一致等因素，而使所求得影响系数具有误差 系统的线性程度 若不平衡质量与振动值之间的线性关系较差，则不容易确定试重与测点振动值之间的对应程度，而且振动值的相位关系对非线性反应更为灵敏。,13,旋转机械典型故障分析,转子不平衡的故障机理与诊断 不对中故障机理与诊断 油膜轴承的故障机理与诊断 旋转失速与喘振故
5、障机理与诊断 动静件摩擦的故障机理与诊断 转子支承部件松动的故障机理与诊断 转轴裂纹的故障机理与诊断,14,据美国MONSANTO石化公司统计，旋转机械故障的 5060 %是由转子不对中引起的。 转子不对中的类型 轴承不对中：轴颈在轴承中偏斜 轴系不对中：各转子不处在同一直线上 平行不对中：轴线平行位移 角度不对中：轴线交叉成一角度 综合不对中：轴线位移且交叉,旋转机械故障诊断转子不对中,15,造成不对中的原因 安装误差 管道应变影响 温度变化热变形 基础沉降不均 危害 滚动轴承 振动噪声 过度磨损 “卡死” 滑动轴承 油膜承载失稳 半速涡动 油膜振荡 严重时油膜破裂而烧损轴瓦,旋转机械故障诊
6、断转子不对中,不对中的危害-热像图,30,000 out 平行 10,000/inch out 角,1,000/inch out 角不对中,62 F,105 F,0 对中,16,旋转机械故障诊断转子不对中,不同的联轴器具有不同的故障机理,大型高速旋转机械，常用齿式联轴器,中、小设备多采用固定式刚性联轴器,平行不对中 角不对中 综合不对中,平行不对中 角不对中 综合不对中,17,齿式联轴器平行不对中,A,B,w,w,18,w,w,w,w,齿式联轴器平行不对中,从图中可以看出，半联轴器旋转半圈，而中间齿套旋转一圈，即,中间齿套O的运动方程为：,中间齿套的这种运动向转子系统施加的激振力为：,19,齿
7、式联轴器平行不对中,激振力与不对中量 D 和质量 m 成正比 激振力随转速变化的因子为 4w2，这说明不对中对转速的敏感程度比不平衡对转速的敏感程度要大4倍。,不平衡时的幅频响应函数,20,刚性联轴器平行不对中 两半联轴节旋转时，在螺栓力作用下有把偏移的两轴中心拉到一起的趋势 PO1=PS, PO2e,O1SPO2 SO2=PO2-PO1=ecost 若两半联轴节尺寸和材料相同，则PO1受压缩、PO2受拉伸，两者变形量近似相等 =SO2 / 2=ecost / 2 设刚度为K，则 F=K= Kecost / 2,21,刚性联轴器平行不对中 将F进行分解 Fy前一项不随时间而变化，力图把两个联轴
8、节的不对中量缩小 Fy后一项与Fx，是随转速而变化的两倍频激振力，即：联轴节每旋转一周，径向力交变两次 不对中方向上的一对螺钉，当螺钉拉紧时，一个受拉、一个受压。旋转过程中，每转180，拉压状态交变一次，旋转一周，交变两次，使轴在径向上产生两倍频振动。,22,转子不对中的故障特征 振动的振幅与转子的负荷有关 负荷越大、振幅越大 不对中故障对转子的激振力随转速的升高而加大 激励力与不对中量成正比 轴系具有过大的不对中量时，转子在运动中产生附加径向力和附加轴向力，使转子产生异常振动 平行不对中主要引起径向振动 角度不对中主要引起轴向振动 振动频率 径向振动以工频的2倍频为主，也有1倍频的成分 轴向
9、振动以工频的1倍频为主，也有2x，3x。,23,转子不对中的故障特征 振动幅值 平行不对中：振动频谱中2x幅值超过1x幅值的50 角不不对中：轴向2x或3x幅值约是1x转频幅值的3050 2x值相对于1x幅值的高度常取决于联轴器的类型和结构 联轴节两侧轴承振动的相位差 平行不对中，径向振动差180 角度不对中，轴向振动差180 轴心轨迹：香蕉形、8字形、外圈中产生一个内圈,24,平行不对中的故障特征,角度不对中的故障特征,25,不对中故障，除了1x，2 x频率外，还会出现3x倍频,26,诊断实例 某透平压缩机组检修后启动时，高压缸振动较大；机组运行一周后压缩机高压缸振动突然加剧，测点4、5的径
10、向振动增大，其中测点5的振动值增加两倍，测点6轴向振动加大；又运行两周后，测点5的振动值又突然增加一倍，超过设计允许值，振动剧烈,旋转机械故障诊断转子不对中,机组布置示意图,27,诊断实例,旋转机械故障诊断转子不对中,异常振动特征,测点5的振动波形畸变为基频与倍频的叠加波形，频谱中2倍频谱具有较大幅值,双椭圆复合轨迹,轴向振动变大,不平衡的频谱,28,诊断实例 诊断意见 压缩机高压缸和低压缸之间转子对中不良，联轴器发生故障 生产验证 高、低压缸之间的联轴器固定法兰与内齿套的连接螺栓已断掉三只 对中严重超差，不对中量大于设计要求16倍 对螺栓断面进行电镜分析，断面为沿晶断裂、并有局部韧窝组织。 联接螺栓的机械加工和热处理工艺不符合要求，螺纹根部产生应力集中，而且热处理后未进行正火处理，金相组织为淬火马氏体，螺栓在拉应力作用下脆性断裂。,旋转机械故障诊断转子不对中,29,小结,旋转机械故障诊断转子不对中,转子不对中故障原因与治理措施,30,谢 谢！,
