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振动监测转子不平衡的一些主要特征
发布时间:2019-05-29

     转子不平衡在频谱上是典型的基频振动,如果是单纯的不平衡原因,其它频率分量很小,几乎可以忽略不计,如果伴有较突出的其它倍频成分,主要原因是由于松动造成的非线性振动,要分清主因次因。如果松动情况不是十分严重可以提***平衡精度进行处理,但需要一定的平衡经验,反之,必须先处理松动问题。如果还出现与转频无关的频率就要深入进行分析了,大多数与轴承或气流扰动有关。如果是纯粹的不平衡故障,时域波形将是标准的正玄波,振幅非常稳定。

  我们还可以通过对位移峰峰值和速度有效值的换算进行甄别,如果是单纯的不平衡或有小的倍频时,换算出来两者正好是相等的,如果相差太大,说明主要原因不是转子平衡问题,那就需要进一步进行频谱分析了(前期文章有该计算方法)。

转子不平衡的一些主要特征

  转子不平衡引起的振幅会随转速的升***而增大,但不是绝对的,这里牵扯一个转子动力学问题,如果是刚性转子,结论是正确的,如果是柔性转子,随着转速的升***,过了临界转速以后振动会越来越小,存在一个转子自调中心现象。可能有些刚刚参加这些工作的,对刚性转子和柔性转子不太明白,前面我们提到过,任何物体都有自己的固有频率,我们设备的转子也一样,当设备的转速频率和转子的固有频率重合时,会产生共振,这就是转子的临界转速,这样说比较直观,事实上存在一定的差值,因为设备安装好后,转子的固有频率实际是整个支撑系统的自振频率,刚性转子是指,额定转速在临界转速以下运行的转子,正确的说应该是在75%临界转速以下运行的转子,因为转速***于这个值时转子的重点和***点已经发生改变,不再重合,转子已经受到变形的影响,同样额定转速***于临界转速运行的转子叫柔性转子。柔性转子平衡非常复杂,即有一阶不平衡,也有二阶不平衡三阶不平衡,不同的平衡形式平衡方法也不同。

  对于刚性转子不平衡产生的离心力,与转速的平方成正比。由于配合间隙等原因,可能计算值略有偏差,但主因为转子不平衡时,振动的变化基本符合这一规律,因此振幅随转速的升***而增大,转速越***振动越大。

  振动与时间的关系,是说振动的时间历程是怎样的,是经过一段时间慢慢增长,还是突然振动,再跟据流体的性质,分析是否是积灰结垢、还是磨损、还是叶轮受损。

  当发生转子不平衡故障的时候相位有几种变化情况,突然性的不平衡,相位也会突变;渐变性的不平衡,相位有小幅度变化,基本是稳定的;热不平衡,相位有较大变化然后基本稳定。还有就是,同一轴承座的垂直与水平的相位相差90°左右,因为轴承座的刚性不同,一般情况下不会正好是90°,在这里说一下我们用加速度传感器测量的轴心轨迹,不是真实的轴心轨迹,而是轴承座的振动形成的图形,要得到真实的轴心轨迹必须用涡流传感器。如果是双支撑设备,那么两边轴承同方向的相位是相同的,如果是悬臂支撑的设备,两轴承同一方向相位是相反的。但这是对刚性转子而言,如果是柔性转子不完全是这样,如果是一阶不平衡与刚性转子特点相同,如果是二阶不平衡,正好相反。

  振动与负荷的关系,转子不平衡其实只与偏心距离心力有关,与负荷无关,如果振幅与负荷有关,说明存在其它故障。

  振幅***大的位置通常表现在承受负荷***大的轴承上,而这个轴承座刚度***薄弱的位置振幅***大,所以对于刚性支撑的双支撑设备,振动表现在水平方向,刚性支撑的悬臂支撑设备,振动表现在水平和轴向方向;而对于弹性支撑的设备通常垂直方向***为明显。

  对于只会产生静不平衡的设备,如单级叶轮的泵或风机,如果***大振动位置及方向与上述不符,应考虑存在其它故障。而容易产生动不平衡的长转子,如电机转子、多级水泵转子等,振动***大位置取决与失衡部位,因此振动位置与上述有可能不同,但振动方向性一致。

  我们通过介绍的这些特征基本就可以确定是否是转子不平衡故障,大多数时候,只用简易的振动表就能准确分析出来,有很多公司、企业知道我做平衡经验比较多,经常去给他们去做现场动平衡,但是我去之前我得基本确定是不平衡原因才可以,我基本也是根据这些特征进行判断的,而且都比较准确,但是现场情况复杂多样,有时后不去现场还真实确定不了,有一次某电厂,电话约去给他们做平衡,问了一些情况,基本确定是不平衡,当我问过他们设备的转速,以及用简易振动表测量的位移和速度值后,经过计算发觉主要原因不是转子不平衡,我就跟他们说,不一定是转子平衡原因,如果需要我们分析,我们再去,去了以后结果就是转子不平衡,经过现场动平衡后恢复正常。当时之所以计算数据相差那么大,因这台设备是带耦合器的,不是电机的额定转速,所以有个专门用来测量转速的涡流传感器,用来监视设备转速,而实际上它测的转速与实际转速相差了300转。也就是说相差了5HZ,怎么算也不会准的,正好也在现场帮他们校正了一下转速表。

  现场平衡,针对不同的原因采取不同的应对措施就可以了,按理说积灰、结垢,这种类型只要清除干净就可以达到转子的平衡状态,但事实上在现场很难做到,往往是清理不干净,有时平衡问题反而加剧,拆开机壳后积灰基本可以清除干净,但是往往没有多余时间让你拆卸机壳。粘性物质的结垢是非常难清的,即使拆下来也不容易清除,所以基本处理方法都是现场动平衡,待到大修的时候再进行一次性清理,至于其它类型的不平衡,一般也都是现场动平衡处理。

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