第六章 旋转机械的故障诊断(第一讲)1.ppt

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(4)故障诊断实例 例1:国产30万吨合成氨装置 ALS-16000型离心式氨压缩机轴承油膜振荡 相关参数设置: 11000 kW汽轮机拖动;高低压缸间采用速比为56:42的增速器;低压缸转速为6700 r/min,高压缸转速为8933 r/min;轴承型式为四油叶;轴承间隙为1.6 %; 高压缸第一临界转速为3000-3300 r/min。 油膜振荡频谱: 轴转速频率:?=140.5 Hz,轴不平衡振动 油膜振荡频率?= 55 Hz 其它成分: 主频率 ? 和? 的和差组合频率。 转速频率 例2:空气压缩机低压缸轴承油膜不稳定振动 振动低频成分突出,工频比为0.48,认为空压机轴承油膜不稳定,存在半速涡动。 可能原因:低压缸两端联轴节对中不良,改变轴承负荷大小和方向。 大修停机检查:轴承间隙较差,可倾瓦厚度不均匀,联轴节平行对中量较差。 存在半速涡动 3.4 结构共振产生的轴承工作不稳定 机器底板或轴承座刚性不足,结构、基础共振,底板基础连接松动、扭曲或断裂振动,管道振动,结构振动频率与轴承油膜涡动激发频率吻合引发油膜不稳定振动。 3.5 转子轴承电流故障诊断 轴承润滑使转子与静子部件油膜绝缘,转子与地电阻间形成对地电压,电压升高,电阻最小区击穿绝缘通路电火花放电。 (1)轴承电流损伤现象 主要影响: ① 放电区域熔化金属粒子,金属表面形成微小电流凹坑。 ② 凹坑积累使轴承表面变粗糙,产生机械磨损。 ③ 熔化金属微粒进入润滑剂,润滑性能变坏,油膜电阻降低。 ④ 局部高温破坏油膜,烧伤金属,润滑失效,摩擦损坏。 ① 磁力线不对称和磁化效应; ② 静电作用(蒸汽喷射,油分子摩擦)。 (2)轴承电流的成因和类型 (3)轴承电流损伤的故障特征和诊断方法 ① 宏观观察法; ② 微观观察法; ③ 电压测量法 限制轴承电压(1V);接地装炭刷、金属滑靴、水银槽、水密封等;部件绝缘;改变油膜厚度。 (4)轴承电流的防治措施 4. 转子摩擦故障诊断 ① 转子与静子零部件干摩擦 最常见摩擦故障:高速旋转转子与迷宫密封件间、叶轮口环与密封环间、叶轮与隔板间、轴颈与轴承间摩擦、轴与浮动环间摩擦等。 起因:安装间隙、轴承间隙、轴挠曲变形、轴位移量或轴蹿动、部件热膨胀量以及润滑系统故障等。 转子振动:不平衡、不对中、油膜振荡、流体激振、转子和轴承系统共振等。 2.2 联轴节不对中的振动频率 ① 平行不对中的振动频率 2倍频激振力,旋转1周径向力交变2次。 ② 角度不对中的振动频率 轴旋转一周,弯矩方向交变1次,工频振动 ③ 不对中引起转子不平衡 相当于附加不平衡质量,类似不平衡振动 (1)刚性联轴节 (2)齿式联轴节(半挠性联轴节) 联轴节外齿和内齿连接齿套,齿接触表面为圆弧形,齿啮合允许一定轴向移动量和角度偏摆量,允许安装半联轴节,且可微量不对中。 (3)膜片联轴节(半挠性联轴节) 轴端半联轴节与套筒间用挠性膜片连接,挠性好,不需润滑,维修量少,应用广泛,但传递功率小,不能承受过大轴向力。 2.3 不对中故障的监测方法 打表法:千分表测量,三表和单表找正法 激光对中法:激光对中仪 联轴节表面状态检测法:齿面过热引起的摩擦和裂纹痕迹,膜片、螺栓、轴壳等疲劳裂纹和摩擦痕迹。 (1)静态检测法 振动诊断法:振动频率、相位、振动方向和轴心轨迹等特征。 激光对中法:2对激光对中仪,固定在轴承架上,分别测量垂直和水平位移量。仪器价格昂贵,测试受环境中蒸汽、烟气、灰尘以及机体振动等影响。 Dodd棒测量法:驱动机和被驱动机轴承架端面各固定一个并行测量杆,采用涡流探头测量截面水平和垂直方向位移(非接触测量),测量棒结构和刚性要求严格,需要补偿温度变形问题。 电涡流测量法: 地面独立支架,水平和垂直方向分别安装两个电涡流测量探头(非接触测量),测量杆的位移量固定。 轴承油膜压力测量法: 油膜压力可以反映轴承间隙和轴承标高。 (2)动态监测法 2.4 故障诊断实例 (1)汽轮发电机组基础下沉:轴承座位置下移,轴颈被相邻2号轴承抬空,轴颈不对中,轴承比压减小,油膜失稳,产生强烈振动。 (2)离心泵联轴节不对中: 联轴节轴承处振动频谱图中, 2倍转速频率和工频成分比较突出,不平衡和不对中联合作用,轴向振动较为明显,属于典型不对中故障,其11倍转速频率成分为泵叶片通过频率。 泵叶片通过频率 2倍转频 3. 滑动轴承故障诊断 滑动轴承作用:① 转子负荷支承作用;② 转子运动提供刚度和阻尼; ③ 控制转子稳定运转。 3.1 滑动轴承工作原理 静压轴承:依靠润滑油在转子轴颈周围形成静压力差与外载荷相平衡,轴旋转与否始终浮在压力油中,旋转精度高、摩擦阻力小、承载能力强,具有良好速度适应性和抗振性等,但制造工艺高,需复杂供油装置,主要应用于高精度机床。 动压轴

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