不对中故障的分析与诊断技巧4408.docx

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1、不对中故故障的分分析与诊诊断技巧巧王殿武 张敬敬伟 摘要 从从追其不不对中原原因，辫辫其不对对中形式式，熟知知不对中中特征来来谈不对对中故障障分析与与诊断的的基本原原则，并并以诊断断实例进进行说明明，指出出不断实实践是提提高监测测效果和和诊断水水平的途途径之一一。关关键词 不对对中 分析 诊断断中图分分类号 TBB53 文献献标识码码 BB用振动动法进行行设备状状态监测测与故障障诊断时时，应力力求做到到概念清清晰、思思路明确确、方法法得当、刻苦实实践，才才能取得得满意的的效果。 一、诊断不不对中故故障应做做到概念念清晰1追追其不对对中原因因 一是是设计对对中考虑虑不够及及计算偏偏差；二二是安装

2、装找正误误差和对对热态转转子不对对中量考考虑欠佳佳；三是是运行操操作上超超负荷运运行和机机组保温温不良，轴轴系各转转子热变变形不一一；四是是机器基基础、底底座沉降降不均使使对中超超差和软软地脚造造成对中中不良；五是环环境温度度变化大大，机器器热变形形不同。2辨其不不对中形形式 轴轴颈在轴轴承中偏偏斜称轴轴承不对对中；用用联轴器器连接的的转子不不处在同同一直线线上称轴轴系不对对中；轴轴系不对对中可分分为平行行不对中中、角度度不对中中、综合合不对中中。 33熟知知不对中中特征轴系不不对中本本身不会会产生振振动，主主要影响响到油膜膜性能和和阻尼，在在转子不不平衡时时，由于于轴承不不对中对对不平衡衡力

3、的反反作用，会会出现工工频振动动；当其其不对中中过大时时，有可可能使转转子失稳稳或产生生碰摩，在在一定条条件下会会出现高高次谐波波振动（负负荷大时时）或引引起油膜膜涡动进进而导致致油膜振振荡（负负荷轻时时）。而而轴系不不对中将将导致轴轴向、径径向交变变力，引引起其振振动特征征频率为为转子工工频的轴轴向振动动和2倍倍频分量量的径向向振动。对于齿齿式联轴轴器，平平行不对对中时产产生以轴轴向为主主的振动动，角度度不对中中及综合合不对中中时和刚刚性联轴轴器不对对中一样样，会产产生径向向振动和和轴向振振动。二、诊诊断不对对中故障障务必思思路明确确 1测轴振振动与测测机壳（轴轴承座）的的选择 因故障障时转

4、子子振动的的变化比比轴承座座敏感，故故用电涡涡流位移移传感器器测轴振振动是首首选，不不具备条条件时，可可用速度度（或加加速度）传传感器测测量机壳壳（轴承承座）的的振动。 2分析频频带的选选择 因因不平衡衡、不对对中故障障均发生生在低频频带，故故应根据据机组转转子转速速选分析析频带为为1kHHz或5500HHz以下下为宜。 3测量参参数的选选择 位位移d、速度vv、加速速度a是是描述振振动幅值值大小的的三个参参数，由由于位移移参数对对1000Hz以以下的低低频信号号敏感，速速度参数数对1kkHz以以下的低低频信号号敏感，加加速度参参数对11 kHHz以上上的高频频信号敏敏感，故故不对中中应选位位

5、移或速速度参数数。 44诊断断标准与与参考图图谱的选选择 在在排除存存在其他他故障的的情况下下，根据据机组类类别和仪仪器功能能进行选选择；做做简易诊诊断可选选绝对、相对、类比三三种标准准之一，在在此基础础上再选选机组正正常时的的图谱或或不对中中故障图图谱作为为参考图图谱，用用实测分分析图谱谱与之对对比作出出精密诊诊断。三、诊诊断不对对中故障障力求方方法得当当 进行行机组的的故障诊诊断时，在在熟知其其故障振振动机理理的基础础上，辨辨清各故故障之间间的区别别与联系系，以求求在众多多的信号号分析谱谱图中，寻寻找与不不对中故故障对应应的特征征信息。诊断不不对中故故障，可可用时域域波形图图、幅值值（功率

6、率）谱、相位谱谱、轴心心轨迹（或或提纯的的）、全全息谱、级联图图来识别别。分别别有如下下一些表表现形式式。11时域域波形为为1X、2X叠叠加的MM形波形形。 22幅值值、功率率谱上22X分量量大，常常伴有11X及高高次谐波波；当不不对中比比较严重重时，会会出现准准确的分分频X112、XX13及及调制和和差频成成分1XX、3XX。33轴线线平行不不对中的的振动频频率有明明显的22X特征征，而相相位是基基频的22倍；角角度不对对中的振振动频率率具有径径向2XX特征，激激振力振振幅对转转速敏感感；综合合不对中中特征频频率为22X，激激振力幅幅与不对对中量成成正比，且且随转速速升高而而加大；联轴器器同

7、侧相相互垂直直的两个个方向上上，2XX相位差差是基频频的2倍倍。44在联联轴器两两侧同一一方向的的相位差差：在平平行不对对中时为为0，角角度不对对中时为为1800，综综合不对对中时为为01800。5振振动方向向上：平平行不对对中主要要以轴向向为主，角角度不对对中和综综合不对对中时径径向、轴轴向均较较大。6轴轴心轨迹迹呈双环环椭圆，提提纯轴心心轨迹呈呈香蕉形形或8字字形；其其进动方方向为正正进动。7全息谱谱上2XX、4XX椭圆较较扁，且且两者长长轴近似似垂直。 8振动随随转速、负荷变变化明显显；油温温、介质质温度变变化有影影响；但但不随压压力、流流量变化化。四四、实践践 现以以汽轮发发电机组组故

8、障诊诊断为例例，介绍绍上述不不对中故故障的分分析与诊诊断基本本原则的的实践。中中国铝业业河南分分公司热热力厂的的汽轮发发电机组组，正常常运行时时各测点点振值较较小，220033年8月月初以来来，振动动呈逐步步平缓上上升趋势势。为避避免设备备运行状状态恶化化，需查查找故障障源消除除异常振振动，因因此，于于9月116日对对该机组组按图11所示测测点进行行了监测测分析诊诊断。1根据机机组结构构和运行行状态进进行分析析大型型机组常常见振动动故障类类型有：齿轮和和滚动轴轴承损伤伤、不平平衡、不不对中、轴弯曲曲、轴裂裂纹、支支承联接接松动、动静碰碰摩、轴轴配合失失效、油油膜涡动动、油膜膜振荡、旋转失失速、

9、喘喘振等。因该机机组是滑滑动轴承承支承的的转子，故故不存在在滚动轴轴承损伤伤故障；由于机机组振动动呈逐步步平缓上上升趋势势，依据据此振动动形式和和特征及及机组情情况，可可排除原原始不平平衡、突突发不平平衡、轴轴弯曲、轴裂纹纹、轴配配合失效效、油膜膜振荡、旋转失失速、喘喘振故障障的产生生。 表1 汽轮轮机发电电机组转转轴振动动标准（双双振幅）m 选用电电涡流位位移传感感器（水水平、垂垂直、鉴鉴相）测测机组轴轴的振动动。鉴于于机组转转子转速速为30000rr/miin (50HHz )，故选选分析频频带为5500HHz以下下。由初初步分析析知，该该机组可可能发生生的故障障是渐变变不平衡衡、不对对中

10、、支支承联接接松动、动静碰碰摩、油油膜涡动动，而这这些故障障均与转转子工频频（500Hz）、半频或或倍频等等低频成成分相关关，且因因电涡流流位移传传感器本本身输出出的是位位移参数数，故选选位移参参数作为为测量参参数。在在此基础础上，选选表1作作为振动动评价标标准，并并以机组组正常时时的图谱谱作为参参考图谱谱，用当当时所测测图谱与与其进行行对比分分析诊断断，以确确诊机组组的故障障类型。 2根据机机组信号号各谱图图呈现的的故障对对应特征征来识别别故障经监测测对比分分析，机机组各测测点的振振值较正正常时有有所增大大，尤其其是测点点3,测测点4的的振值增增大较多多；鉴于于测点33处振值值占首位位，因此

11、此，选测测点3的的振动信信号进行行对比分分析诊断断。由由图2和和图3的的时域波波形对比比可知：机组正正常时，垂垂直方向向和水平平方向上上均呈现现出平稳稳的等幅幅正弦波波；其通通频双振振幅值，垂垂直方向向上为228mm，水平平方向上上为388m，均均属表11振动标标准“良良好”。而机组组异常时时，垂直直、水平平两方向向上的波波形均发发生畸变变，尤其其在水平平方向上上呈现出出明显的的工频、2倍频频迭加的的“M”形形波形；其通频频双振幅幅值，垂垂直方向向上为442mm，水平平方向上上为644m，且且已超过过表1振振动标准准的“良良好”，其其振值是是正常时时的1.7倍。由此可可初步判判断为转转子不对对

12、中故障障。 由图4和和图5的的幅值谱谱对比可可知：机机组正常常时，垂垂直、水水平方向向上均以以工频能能量为主主，分别别为211m、30m；22倍频能能量很小小，分别别为7m 、12m，没没出现高高次谐波波。机组组异常时时，垂直直、水平平两方向向上工频频能量有有所增加加，但22倍频能能量显著著增大，垂垂直方向向上为115mm，是正正常时的的2倍，水水平方向向为366m，是是正常时时的3倍倍，且出出现了较较小的高高次谐波波。由以以工频能能量为主主，2倍倍频成分分显著增增大且有有较小高高次谐波波之特征征，因而而可进一一步推断断为转子子不对中中故障。 由图6和和图7的的仿真鉴鉴相轴心心轨迹图图对比可可

13、知：机机组正常常时，其其轴心轨轨迹是一一个较为为稳定的的规则椭椭圆。而而机组异异常时，轴轴心轨迹迹图畸变变为被损损伤的香香蕉形。由此也也充分表表明是转转子不对对中故障障。依依据测点点3靠近近联轴器器轴承处处，具有有振动较较大特征征，也符符合转子子不对中中故障的的规律性性，综合合上述各各谱图分分析，可可推知机机组发生生的不是是渐变不不平衡、支承联联接松动动、动静静碰摩、油膜涡涡动故障障。参照照不对中中故障振振动信号号特征，最最终诊断断为汽轮轮发电机机组产生生了稍为为明显的的转子不不对中故故障，但但不严重重。鉴于于其振值值未接近近报誓值值且转子子振动是是平缓渐渐变的，不不会突然然造成机机器损坏坏，建议议对机组组加强监监测，在在振动双双峰值未未达到报报替值以以前，不不必停车车检修，但但当达到到其报警警值后应应及时进进行对中中处理。在计划划检修期期前的几几个月内内，机组组运转无无事故发发生。机机组运转转至计划划检修期期后进行行了对中中处理，其其振值降降到“良良好”标标准以内内，事实实充分表表明此诊诊断结论论正确。参考文献献 1 盛兆兆顺，尹尹琦岭设备状状态监测测与故障障诊断技技术及应应用化化学工业业出版社社，20003，66 2 陈大大禧，朱朱铁光大型回回转机械械诊断现现场实用用技术机械工工业出版版社，220022，8