Chapter3旋转机械故障诊断.pptx

第三章 旋转机械故障诊断;第三章 旋转机械故障诊断; 旋转机械的转子由于受材料的质量分布、加工误差、装配因素以及运行中的冲蚀和沉积等因素的影响，致使其质量中心与旋转中心存在一定程度的偏心距，使得转子在工作时形成周期性的离心力干扰，在轴承上产生动载荷，从而引起机器振动的现象，就是不平衡故障。 不平衡可分为静不平衡、偶不平衡和动不平衡。; 1、静不平衡 不平衡位于转子的中部，在这种情况下，只要在不平衡量沿径向的反方向上加一个配重就可以消除不平衡，如右图所示。转子上部圆点代表不平衡量，下部的圆点代表加的配重。 静不平衡的主惯性轴平行于旋转轴。存在静不平衡的转子旋转时，产生一个周期作用的离心力，使其形成一阶振动。 ; 2、偶不平衡 如右图所示，m1=m2，转子的重心是在旋转轴上，但主惯性轴和旋转轴不重合，因而至少要放置两块配重才能达到平衡的目的，如图中与m1和m2所对应画圈的地方。当转子转动时，由每一侧的不平衡重量产生相反的离心力，将使转子产生振动。; 3、动不平衡 动不平衡是以上两种不平衡的综合， m1≠m2，转子的重心不在旋转轴上，而且主惯性轴与旋转轴也不平行。对于这类平衡至少需要两个配重。;3.1.2 临界转速对不平衡振动的影响; 转子的临界转速往往不止一个，它与系统的自由度数目有关。 实际情况表明，带有一个转子的轴系，可简化成具有一个自由度的弹性系统，有一个临界转速；转轴上带有二个转子，可简化成二个自由度系统，对应有二个临界转速，依次类推。 其中转速最小的那个临界转速称为一阶临界转速 ，比之大的依次叫做二阶临界转速 、三阶临界转速 。; 一般规定，转子在一阶临界转速以下运行时，工作转速n应低于一阶临界转速 的0.75倍；工作转速高于一阶临界转速时，要求在下列范围内（i为临界转速的阶数）：;3.1.2.2 阻尼对临界转速下转子振动的影响;3.1.2.2 阻尼对临界转速下转子振动的影响;3.1.2.2 阻尼对临界转速下转子振动的影响;3.1.3 转子不平衡振动的故障特征; 3、频谱图上转子转速频率对应的振幅具有突出的峰值，因为不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动。; 5、转子的进动方向为同步正进动。 6、转子振幅对转速变化很敏感，转速下降，振幅将明显下降。 7、除了悬臂转子之外，对于普通两端支承的转子，不平衡在轴向上的振幅一般不明显。 8、敏感参数（振幅）具有如下特征： ①振幅随转速变化明显，这是因为，激振力与转速ω是平方指数关系。 ②当转子上的部件破损时，振幅会突然变大。例如某烧结厂抽风机转子焊接的合金耐磨层突然脱落，造成振幅突然增大。;3.1.4 不平衡振动故障的原因及防治;3.1.4.1 固有质量不平衡;3.1.4.1 固有质量不平衡;3.1.4.1 固有质量不平衡;3.1.4.1 固有质量不平衡; 转子运行过程中的不平衡，可分成： 1、转子弯曲： 1）临时性弯曲 2）永久性弯曲 2、原始平衡状态破坏： 1）转子上零件破裂或飞离 2）固体杂质在叶轮上沉积 3）叶轮除锈后产生的不平衡 4）轴上零件松动; 临时性弯曲是指转子外部环境影响或外力的作用而产生弯曲变形，这种变形不需经过动平衡，而是只需采取一些简单的措施（如经过低速长时间盘车方式）或改变操作方式即可缓解或消除不平衡振动。 常见的临时性弯曲主要有以下几种情况： 1、转子受热不均匀引起的临时性弯曲。对于这种转子在启动之前必须充分盘车，避免启动后引起过大的振动。 2、转子自重引起的临时性弯曲。自重弯曲现象在卧式的柔性转子上经常会遇到。例如转子由于搁置过久，在自重作用下发生弯曲变形。这种类型的弯曲，表现的振动频率也是转速频率，而且转速频率的幅值随着转速的上升而增大。弯曲的校直可以通过较长时间慢转转子来达到。; 3、气流冲击、温度突变、负荷变化过快引起转子的临时性弯曲。 压缩机发生喘振时转子受到强烈的气流冲击，容易使转子发生弯曲变形。轻度喘振，转子弯曲量不大，可以通过慢转转子加以消除。但是重度喘振，转子弯曲量可能很大，以致发生转子与静止元件之间的碰撞摩擦，出现这种情况，就需要对转子进行热处理校直，并重新进行动平衡。 温度突变或负荷变化过快，致使转子发生临时性弯曲，是引起机器振动的一个主要原因。因此对于汽轮发电机组和汽轮机驱动的离心压缩机组，启停过程中一定要按操作规程进行，开车前和停机后均需要有一定时间的盘车过程。; 永久性弯曲是指经过慢转转子的方式仍然无法恢复转子的弯曲状态。转子在盘车过程中仅仅依