设备状态监测与故障诊断技术第5章-旋转机械故障诊断技术分析报告.ppt

二、皮带、皮带轮不对中 皮带轮不对中在轴向方向产生转速频率占优势的大振动。驱动电动机对被驱动机器转速频率的幅值之比与采集数据的位置、相对质量和框架刚性有关。 皮带轮不对中时，电动机最大的轴向振动常常是风机转速频率，反之亦然。把相位滤波器设定在最大轴向振动幅值的皮带轮转速频率，测量相位，然后与在每个转子的轴向方向这个具体的频率处的相位作比较，可以证实之。 第五节 皮带驱动故障诊断技术 三、皮带轮偏心 见下左图，皮带轮偏心距为e。偏心的皮带轮引起偏心的皮带轮的转速频率的大振动，如右图所示。振动幅值通常在皮带成一直线的方向最大，表现在驱动和被驱动机器两者的轴承上。 有时可以对锥形锁紧螺栓加垫圈便可以平衡偏心的皮带轮。然而，即使平衡了，偏心仍会引起振动和皮带中交变疲劳应力。相位分析表明是水平和垂直方向相位差约90度或180度，则可证实是皮带轮偏心。 第五节 皮带驱动故障诊断技术 如果皮带自然频率接近或者与电动机或被驱动机器的转速频率一致，皮带共振可引起大的幅值振动，如下图所示： 四、皮带共振 第五节 皮带驱动故障诊断技术 改变皮带张力、皮带长度或皮带横截面可以改变皮带的自然频率。在测量皮带轮或轴承的响应时，张紧然后松开皮带，可以检测皮带的自然频率。然而运转时，皮带自然频率趋向于略高于拉紧侧的皮带的自然频率，低于松弛侧的皮带的自然频率。 第六节 利用征兆的故障诊断方法 对于单一类型的故障，可从机组运行的机理上找出该故障发生时的各种征兆表现，这是通常所说的从已知故障到征兆的研究方法，是正问题。而在诊断故障时，人们根据所获得的各种征兆，去反推可能是何种故障，这是反问题。通常反问题求解比正问题更加困难，这是由于： ⑴ 故障与各征兆之间并不存在一一对应的关系： 一个故障可能与若干征兆相关联，而一个征兆可能同时与若干不同的故障相关联。 ⑵ 故障征兆的多义性： 由于机组制造、安装、运行上的差别，同类故障呈现的征兆会存在差异，难以用某种确定的模式作为比较、鉴别的标准。 ⑶ 机组可能同时存在若干种故障，从而使征兆表现出复杂的现象。 一、利用征兆诊断故障的主要困难及其对策 利用征兆进行故障诊断，要注意下面两个问题： ⑴ 选择特征突出的、有代表性的故障征兆参数。 所谓选择特征突出的、有代表性的征兆参数，就是找出最能判别故障类别的独特征兆参数。寻找到这一独特征兆参数即可判明故障直接原因应归结为哪一类，从而可以从诸多的可能原因中排除部分或大部分故障的直接原因，使故障原因的范围大大缩小。例如： ①随机器转速变化，振动突升或突降，表明振动原因可能与共振或临界转速有关。 ②振动主导频率与转速无关，振动故障原因可能是外界干扰。频率特低时可能是喘振或旋转失速，或某类自激振动。 ③随机器的负荷变化，振动有明显的变化，可能的直接故障原因主要有：对中不良、蒸汽振荡、联轴节问题、轴承问题、轴弯曲、轴裂纹、齿轮及电磁问题等。 第六节 利用征兆的故障诊断方法 ④随润滑油温度改变振动有明显变化的直接故障原因有：油膜涡动、油膜振荡、轴承问题及转子-定子碰摩等。 ⑤转子轴向振动过大的直接故障原因有：轴弯曲、轴裂纹、联轴器偏角不对中、喘振、旋转失速、转子-定子轴向局部摩擦及隔板倾斜等。 ⑥振动主导频率与转子叶片数及转速有关，则可能是转子气动力问题。 ⑦振动有明显的方向性，可能是支承刚度或支座松动问题。 ⑧转速的分数次频率振动，直接原因为支承系统、碰摩、流体动力及共振。如为非转速的分数和整数倍，现时是略低于上述值，振动原因与流体动力有关或是与转子上部件松动滞后有关。 ⑨切断电源后振动主导频率幅值立即明显下降，说明振动原因是电磁问题，反之是机械问题。 如此等等，不一一列举。 以上事例不难说明，通过这些独特的、有代表性的故障征兆参数可以大大缩小寻找直接故障原因的范围，提高诊断效率。 第六节 利用征兆的故障诊断方法 ⑵ 找出与上述征兆参数关联的直接主导原因 所谓直接主导原因，是指能与征兆参数直接相关联的故障原因，并且如果原因是多个时，则是指其中占主导地位、起决定作用的原因，称为直接原因。 例如，轴弯曲、不对中和轴承偏心是产生同频振动及倍频振动的直接原因；转子-定子碰摩和偏隙是产生分频振动的直接原因；而壳体扭曲和基础不均匀沉降则是产生轴弯曲、不对中和轴承偏心的直接原因，或者说是产生同频及倍频振动的间接原因。 直接原因与间接原因都应从相对的意义上理解，并不是一成不变的。例如上面提到的不对中，它既可能是产生同频和位频振动的直接原因，又可能是产生碰摩和偏隙进而引起分频振动的间接原因。