chap3_旋转机械故障诊断ppt课件.ppt

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1、2021/9/15工业装备故障诊断技术1旋转机械是指依靠转子旋转运动来完成主要功能的机械，在结构上必须具备最基本的转子、轴承等零部件。化工过程装备中大量使用的各类离心泵、轴流泵、离心式和轴流式风机、压缩机、汽轮机、涡轮发动机、电动机、离心机等是典型的旋转机械。在大型化工、石化、电力和钢铁等部门，某些大型旋转机械属于生产中的关键设备。例如：炼油厂催化工段的三机组或四机组，大化肥装置中的四大机组或五大机组，乙烯装置中的三大机组，电力行业的汽轮发电机组、泵和水轮机组，钢铁部门的高炉风机和轧钢机组以及生产流程中的某些重要旋转机械，

2、它们出现了故障，直接影响到整个生产线，因此是状态监测与故障诊断的主要对象。2021/9/15工业装备故障诊断技术2何谓旋转机械主要运动由旋转运动来完成的机械汽轮机、离心式压缩机、水泵、风机、电动机等核心：转轴组件转子、轴、齿轮传动件、叶轮、联轴器滑动轴承、滚动轴承支座、定子、机座密封、密封装置2021/9/15工业装备故障诊断技术3故障是指机器的功能失效，即其动态性能劣化，不符合技术要求。例如，机器运转失稳，产生异常振动和噪声，工作转速，输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。机器发生故障的原因不同，所反映出的

3、信息就不一样，根据这些特有的信息，可以对机器故障进行诊断。振动是机器故障最基本的信息特征，振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类，其中过大的径向振动往往是造成机器损坏的主要原因，也是状态监测的主要参数和进行故障诊断的主要依据。由于旋转机械故障的多样性和故障因果关系的复杂性，很多相似的故障现象并不一定源于同一原因，在现场进行故障诊断时，还需要利用振动信号之外更多的信息，对机器的振动特点，运行参数的变化以及设计、安装、维修、操作中带来的多种因素进行综合分析，才能作出较为符合实际的诊断结论。2021/9/15工业装备故障

4、诊断技术4转子不平衡故障诊断转子不对中故障诊断滑动轴承故障诊断转子摩擦故障诊断浮环密封故障诊断叶片式机器中流体激振故障诊断高速旋转机械不稳定自激振动的分析方法2021/9/15工业装备故障诊断技术53.1转子不平衡故障诊断旋转机器的转子不平衡是指转子受材料质量、加工、装配以及运行中多种因素的影响，其质量中心和旋转中心线之间存在一定量的偏心距，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。事实上一个平衡良好的转子也不能做到“绝对平衡”的。离心力与偏心距的方向一致，以角速度w绕轴旋转。力通

5、过转轴作用在轴承上，使轴承承受附加动载荷，引起转子或轴承的不平衡振动。2021/9/15工业装备故障诊断技术6在共振点上，振动位移总是滞后于激振力90°，而与阻尼大小无关。测量转子的临界转速，常常利用相位的变化点来确定。阻尼越大，转子过临界转速时的振幅越小，接近临界转速时，这种阻尼衰减作用尤为明显。正常的高速旋转机器，在启动过程中阻尼值必须在某一限定值以内，并且升速时应迅速通过临界转速。特解2021/9/15工业装备故障诊断技术7转子不平衡振动的故障特征1)不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动，在转子径向测点上得到的频谱图

6、中，转速频率成分具有突出的峰值，在总振值中占有绝对优势。2）单纯的不平衡振动，转速频率的高次谐波幅值很低，因此在时域上的波形是一个正弦波。3）转子的轴心轨迹形状基本上为一个圆或椭圆，这意味着置于同一截面上相互垂直的两个探头，其信号相位差接近90°。3.1转子不平衡故障诊断2021/9/15工业装备故障诊断技术83.1转子不平衡故障诊断4)转子的进动方向为同步正进动。5）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。6）转子振幅对转速变化很敏感，转速下降，振幅将明显下降。reAOCAmOO’ky

7、x转子几何中心的运动称为“涡动”或“进动”，与Ω同向正进动2021/9/15工业装备故障诊断技术9不平衡振动的故障原因和防治措施固有质量不平衡将在转子上产生稳定的每转一次的转速频率振动，在给定转速下其幅值和相位在短时间内一般不随时间变化，但如果温度、负荷等条件变化，振动也可能会发生变化。对于固有质量不平衡引起的振动，最普通的防治办法是改善转子的平衡状态来降低转子的激振力。固有质量不平衡产生的主要原因有：设计错误；材料缺陷；加工与装配误差；动平衡方法不当。3.1转子不平衡故障诊断2021/9/15工业装备故障诊断技术10实例

8、3-1气压机的不平衡振动某炼油厂催化车间气压机组，压缩气体为瓦斯气，入口压力0.102MPa，出口压力1.35MPa，转速10700r/min。轴承型式为5块可倾瓦，联轴节均为膜片式。该机运行数年后为增大气量，更换了转子，扩大了转子隔板，并且对转子做了高速动平衡。改造后的转子出现了振动超标，靠近齿轮箱一