常见转机振动故障的分析处理和预防方法

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【摘要】本论文从转机振动故障分析的意义出发，系统阐述了转机振动的原因，接着研究了常见转机振动故障的预防方法。

【关键词】转机振动，故障处理，预防方法

中图分类号：TL75文献标识码： A

一、前言

转机是施工质量保证的基础性资源，在常见的转机振动故障的分析处理和预防方法是人们不容忽视的重点。只有将管理融入到机振动故障分析中，才能不断完善故障预防的水平，有效促进施工的持续发展。

二、转机振动故障分析的意义

旋转机械是工业部门中应用非常广泛的一类机械设备，普遍应用于航空发动机、燃气涡轮机、汽轮机等机械中。这类设备安全、稳定长周期、满负荷、优质运行会产生良好的经济效益。但由于工作条件及使用寿命的限制，常常出现各种不同的故障，在严重的情况下，甚至会引发严重的事故，导致重大的经济损失，有时还危及人身安全。因此，及时而准确地对转子系统进行监测分析，并尽早预报出现的故障，这已成为保证安全运行所亟待解决的问题。过去所采用的“事后维修”和“定期预防维修”方式有一定欠缺，且早期的机械设备检测与诊断依靠人体感官和简单的工具，难以客观准确地反映设备的真实状态。以融合现代传感技术、信号分析与处理技术、计算机技术及人工智能技术为一体的智能化故障诊断和预测维修为基础的“视情维修”方式逐渐受到了人们的重视。旋转机械故障诊断技术的提高，对于维护设备正常运行、降低生产成本、提高生产效率和保障生产安全都具有重要的意义。

三、转机振动的原因

1、转子不平衡

它是最常见的振动原因，如转子制造不良、转子叶片上异物的堆积、电机转子平衡不良等。不平衡造成较大振动的另一原因是设备底座刚度较差或发生共振。键和键槽也是导致不平衡振动的另一原因。转轴热弯曲是引起转子不平衡的另一种现象。一般热弯曲引起的不平衡振动随负荷变化而略有变化。但如果设备基础与其转动发生共振，则极有可能发生剧烈振动。因此，预防的关键，一是转轴的材质必须满足要求；二是转机机座必须坚实可靠。

2.共振

系统中的共振频率取决于其自由度数量；共振频率则由质量、刚度和衰减系数决定。转机支承共振频率应远离任何激振频率。对于新装置，可向制造厂咨询所需地基刚度以达到此目的。对于共振频率与转速相同的现有装置有两种选择―最大限度地减少激振力或改变共振频率。后者可通过增加系统刚度和质量来实现。处理共振问题时，最好改变共振频率。共振也可能是由于转子与定子系统组件不对中或机械和电气故障而引起。转速下谐波的共振频率也易造成故障。它们也可能由于不对中或机械和电气故障而诱发。然而与相同频率下的问题相比，这些共振造成的问题并不常见。

3.、不对中

它可能在转速和两倍转速下造成径向和轴向的激振力。但是绝不能因为没有上述现象中的一种或两种而断定不存在对中问题。同时应考虑机组的热膨胀，一副联轴节之间要留有1.5-3mm间隙。

4、机械故障

质量低劣的联轴器主要表现在铸造质量差、连接螺孔偏斜、毛刺，橡皮垫圈很快损坏，使联轴器由软连接变为硬连接，产生振动、磨损。径向轴承的更换，一般是简单更换。为了避振换新轴承时，应对轴承外环作接触涂色检查，必要时处理轴承座。轴向波动是造成转机，包括联轴器、轴承在内的另一振动问题的起因。一般转机的轴向推力靠止推轴承约束。但是，如果轴向对中不良，且转子轴向发生磨蹭，则可能会产生剧烈的轴向振动。支座软弱即四个支脚不在同一平面上。转机用螺栓紧固在这四点时，如果各轴承不对中，必然造成剧烈振动。因此转机安装时，应该先用适当力矩对称拧紧几个紧固点。然后每次松开一个紧固点，并用千分表测量该点垂直变形量。如果垂直变形量大于.05mm，应在此支脚下加垫片，其厚度等于变形量。重复以上过程，直至松开时每个点垂直变形量小于0.05mm为止。转机底座和地基的问题有可能是振动过大的直接原因。因此地脚螺栓必须有足够强度，混凝土基础结实无空洞，转机运行中要经常检查地脚螺栓是否松动、断裂，并及时排除。同时要查转机的附属连接设备支承是否牢靠。

四、常见转机振动故障的预防方法

故障信息处理技术包括故障信号的检测和分析处理两部分，即利用先进的信号采集和处理技术提取故障特征。信号的检测主要是测取系统的振动、噪音、温度和压力等，为信号分析的处理提供数据。信号的分析处理是对这些信号进行加工、变化、提取出反映设备状态的特征因子。

1、直接分析法

判断故障的直接分析法是由转机故障的直观象来判断故障发生的部位。它是转机运行故障及事故分析的最基本的方法。这种方法已被转机值班员们在不知不觉中得到应用。例如,手摸风机轴承位温度过高(烫手)而冷却水中断,则可断定为冷却水管堵塞,必须立即检查来水阀门,敲打疏通冷却水管;若风机轴承座轴端漏油严重,则多为主轴油封部位间隙增大,需更新密封油毡;若风机或水泵在运转中,用铜或铁听棒触及轴承处,听到有金属刮击声或啸叫声等,则必为轴瓦或滚珠轴承破裂、烧坏而运转失效,必须立即停机更换轴承;若投运多时的风机、叶轮处有金属异响声,则可判断有叶轮磨损、松脱故障,需拆开后检查处理;机壳与转轴有摩擦声,则多为机座垫铁安装不良,垫铁滑出或地脚螺母松动所致,需调整垫铁,拧紧螺母;水泵出口压力表指针到头,而压力表又确认正常,则可判断为水泵出口阀忘开或出口阀电气线路接触不良使阀门未动作,应开阀或检修电气线路;水泵轴芯处漏水过大,则说明填料压盖内盘根损耗过大,或压盖过松,应予更换或旋紧填料压盖;若新泵投运电动机电流过大,则多为填料压盖过紧,应适当调松压紧螺母;若出现水泵电动机冒烟或有焦糊味,则该电动机必已烧毁,应予更新;若出现水泵尾盖内柱状喷水,则多为铸造质量低劣而穿孔,应予更换该铸件等。这类通过听、看、摸、闻的方法可直接确定故障、判断缺陷。但仅仅掌握了这类方法,还是远远不够的。因为大多数实际的故障或事故,在初期往往呈现的是一种或数种间接的、隐含的现象,并非“一眼”就能判断准确。因此,除了要求运行人员掌握、精通直接判断故障法外,同时还要逐步了解、学会、熟悉间接分析法。

2、间接分析法

（一）、给水流量减小

给水流量降低,对锅炉本体,表现为水位计水位下降,据此现象,用直接分析法就可反映出泵系故障(受热面泄漏除外)。至于是泵系的哪一部位,则要作进一步的分析检查。水泵入口门状态阀门未开启;水泵出口门状态阀门开启遗忘或失灵;吸入管口布有杂物入口管堵塞;电机转速高低电机或电源故障而转速低;水泵入口水箱内水沸腾汽化剧烈泵入口汽化;水箱水位极低(工业锅炉)自来水压低。可见处理要点为:先停泵,然后相应地正确操作、清理杂物、检修电气、启动增压水泵等。

（二）、水泵震动

应立即检查泵体与电机泵轴与电机轴不同心安装不当;水泵地脚螺丝松动安装维护问题;泵与电机靠背轮端面不平行安装缺陷;泵与电机靠背轮之间未留间隙组装质量差;泵或电机端部轴承磨损严重或跑外套不良或轴承质量低劣;泵轴弯曲制造缺陷或大修后组装不良而烧瓦。相应处理方式为:调整同心度、不平度、间隙,拧紧螺母、更换轴承、校(更换)轴等。

（三）、水泵耗功过大、电流过大检查泵体

检查填料压盖填料压得过紧;检查机械摩擦情况转子与固定部分或平衡盘与平衡环发生摩擦。处理:应切换给水至备用泵,然后重新调整填料(盘根)压盖,注意切勿压得过紧。

（四）、新装引风机电机电流偏大

新装引风机,通常规定其电动机的空载电流会在电机就位后先行测量过。因此,出现电流偏大,一般与电机本身无关,而多为风机过负荷引起。过负荷的原因主要与风门安装、传动皮带、调节门挡板、启动方式等有关。所以此时,应立

即检查。

3、综合分析法

泵入口阀门是否开启失灵或阀杆有否断裂阀瓣脱落;水泵入口管有无杂物堵塞、结垢和腐蚀;叶轮与密封圈之间间隙是否因摩擦增大。注意,若水泵出口管、母管等结垢堵塞或出口阀未开,则会出现流量小现象,但出口压力不是偏低,而是偏高。判断转机运行故障的综合分析法,是由转机故障运行的主特征,再去检查寻找故障的其它表面现象,交叉综合诸现象,即可确定故障部位和原因,并且尽快对症处理。

五、结束语

从实践出发对当前转机振动故障及预防方法等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，预防工作的主要任务是运用科学的方法，促进工作的完善。

参考文献

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[3]黄生琪等.风机故障判断并处理[J].电站辅机，2003