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常見轉(zhuǎn)機(jī)振動(dòng)故障的分析處理和預(yù)防
轉(zhuǎn)機(jī)振動(dòng)原因通常有四種:不平衡、共振、不對(duì)中和機(jī)械故障。
1.轉(zhuǎn)子不平衡
它是很常見的振動(dòng)原因,如轉(zhuǎn)子制造不良、轉(zhuǎn)子葉片上異物的堆積、電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡不良等。 不平衡造成較大振動(dòng)的另一原因是設(shè)備底座剛度較差或發(fā)生共振。
鍵和鍵槽也是導(dǎo)致不平衡振動(dòng)的另一原因。
轉(zhuǎn)軸熱彎曲是引起轉(zhuǎn)子不平衡的另一種現(xiàn)象。一般熱彎曲引起的不平衡振動(dòng)隨負(fù)荷變化而略有變化。但如果設(shè)備基礎(chǔ)與其轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生共振,則極有可能發(fā)生劇烈振動(dòng)。因此,預(yù)防的關(guān)鍵,一是轉(zhuǎn)軸的材質(zhì)必須滿足要求;二是轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)座必須堅(jiān)實(shí)可靠。
2.共振
系統(tǒng)中的共振頻率取決于其自由度數(shù)量;共振頻率則由質(zhì)量、剛度和衰減系數(shù)決定。轉(zhuǎn)機(jī)支承共振頻率應(yīng)遠(yuǎn)離任何激振頻率。對(duì)于新裝置,可向制造廠咨詢所需地基剛度以達(dá)到此目的。對(duì)于共振頻率與轉(zhuǎn)速相同的現(xiàn)有裝置有兩種選擇—很大限度地減少激振力或改變共振頻率。后者可通過增加系統(tǒng)剛度和質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)。處理共振問題時(shí),很好改變共振頻率。
共振也可能是由于轉(zhuǎn)子與定子系統(tǒng)組件不對(duì)中或機(jī)械和電氣故障而引起。
轉(zhuǎn)速下諧波的共振頻率也易造成故障。它們也可能由于不對(duì)中或機(jī)械和電氣故障而誘發(fā)。然而與相同頻率下的問題相比,這些共振造成的問題并不常見。
3.不對(duì)中
它可能在轉(zhuǎn)速和兩倍轉(zhuǎn)速下造成徑向和軸向的激振力。但是絕不能因?yàn)闆]有上述現(xiàn)象中的一種或兩種而斷定不存在對(duì)中問題。同時(shí)應(yīng)考慮機(jī)組的熱膨脹,一副聯(lián)軸節(jié)之間要留有1.5-3mm間隙。
4.機(jī)械故障
質(zhì)量低劣的聯(lián)軸器、軸承和潤滑不良以及支座不堅(jiān)固,都是產(chǎn)生不同頻率和幅值激振力的原因。
(1)質(zhì)量低劣的聯(lián)軸器主要表現(xiàn)在鑄造質(zhì)量差、連接螺孔偏斜、毛刺,橡皮墊圈很快損壞,使聯(lián)軸器由軟連接變?yōu)橛策B接,產(chǎn)生振動(dòng)、磨損。
(2)徑向軸承的更換,一般是簡單更換。為了避振換新軸承時(shí),應(yīng)對(duì)軸承外環(huán)作接觸涂色檢查,必要時(shí)處理軸承座。
(3)軸向波動(dòng)是造成轉(zhuǎn)機(jī),包括聯(lián)軸器、軸承在內(nèi)的另一振動(dòng)問題的起因。一般轉(zhuǎn)機(jī)的軸向推力靠止推軸承約束。但是,如果軸向?qū)χ胁涣?,且轉(zhuǎn)子軸向發(fā)生磨蹭,則可能會(huì)產(chǎn)生劇烈的軸向振動(dòng)。
(4)支座軟弱即四個(gè)支腳不在同一平面上。轉(zhuǎn)機(jī)用螺栓緊固在這四點(diǎn)時(shí),如果各軸承不對(duì)中,必然造成劇烈振動(dòng)。因此轉(zhuǎn)機(jī)安裝時(shí),應(yīng)該先用適當(dāng)力矩對(duì)稱擰緊幾個(gè)緊固點(diǎn)。然后每次松開一個(gè)緊固點(diǎn),并用千分表測量該點(diǎn)垂直變形量。如果垂直變形量大于.05mm,應(yīng)在此支腳下加墊片,其厚度等于變形量。重復(fù)以上過程,直至松開時(shí)每個(gè)點(diǎn)垂直變形量小于0.05mm為止。
(5)轉(zhuǎn)機(jī)底座和地基的問題有可能是振動(dòng)過大的直接原因。因此地腳螺栓必須有足夠強(qiáng)度,混凝土基礎(chǔ)結(jié)實(shí)無空洞,轉(zhuǎn)機(jī)運(yùn)行中要經(jīng)常檢查地腳螺栓是否松動(dòng)、斷裂,并及時(shí)排除。同時(shí)要查轉(zhuǎn)機(jī)的附屬連接設(shè)備支承是否牢靠。
此外,水泵因氣蝕而導(dǎo)致的振動(dòng)也是比較常見的現(xiàn)象。還有轉(zhuǎn)子與定子之間發(fā)生的徑向碰磨也容易引起振動(dòng),這是激振頻率誘發(fā)的振動(dòng),因此,轉(zhuǎn)機(jī)組裝時(shí)一定要注意動(dòng)靜間隙。另外,大型軸流風(fēng)機(jī)還有喘振,汽輪機(jī)有軸承油膜振蕩??傊?,熟悉了轉(zhuǎn)機(jī)振動(dòng)故障常見的原因后,還可以借助各類測振儀處理和預(yù)防振動(dòng)。
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