1、常规监测
在设备正常运转时,使用笔式测振仪来测量设备旋转部位的振动速度。这包括轴向、垂直方向和水平方向的振速测量,并将这些数据记录下来作为参考。当岗位巡检人员在日常检测中发现测量值发生变化时,他们会首先检查连接部件是否松动。对于能够停机的设备,可以进一步检查轴对中、轴承游隙以及轴承与轴和轴承座的配合间隙等。对于无法停机的设备,则会利用振动频谱仪进行更精密的检测,通过分析振动频谱来找出可能的故障原因,如动平衡问题或其他原因。
据相关统计,简易诊断仪器可以解决设备运行中约50%的故障。因此,简易诊断在设备管理与维修中发挥着至关重要的作用。
2、精密监测
精密监测主要依靠振动频谱仪来检测设备的振动频谱图。通过分析各频率对应的振动速度分量,如发现某一频率的振动速度分量超限,可以参照常见振动故障识别表来判断具体的故障点。此外,还需要计算设备的工频振动频率,这对于识别和诊断故障至关重要。
常用的振动监测技术包括波形分析、频谱分析、相位分析以及解调分析法。波形图能直观地展示振动的形态和变化,对于诊断不平衡、松动、碰摩类故障非常有帮助。双通道相位分析则通过同时采集两个部位的振动信号来鉴别相关故障。而解调分析法则专注于提取低幅值、高频率的冲击信号,通过包络分析给出高频冲击信号及其谐频,这在监测滚动轴承故障信号方面非常有效。
转子小平衡是旋转机械中常见的故障,主要由转子部件的质量偏心或缺损所致。结构设计不当、制造或安装过程中的误差、材质不均导致的质量偏心,以及转子在运行过程中因腐蚀、结垢、交变应力等引发的零部件局部损坏或脱落,都会使转子在旋转时受到离心力作用,进而产生异常振动。
转子不平衡的主要振动特征包括:
(1) 径向振动为主要方向,悬臂式转子可能还会表现出轴向振动;
(2) 波形呈现典型的正弦波形态;
(3) 振动频率与工频一致,水平与垂直方向振动的相位差接近90度。
2、不对中
转子小对小包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。轴系不对中是指转子联接后,各转子的轴线未能保持在同一直线上。而轴承不对中,则是指轴颈在轴承中发生偏斜,导致轴颈与轴承孔轴线不平行。通常,我们所说的不对中现象,大多指的是轴系的不对中。
不对中的振动特征包括:
(1) 最大振动通常出现在不对中联轴器两侧的轴承上,且振动值会随着负荷的增加而增大;
(2) 平行不对中主要引发径向振动,其振动频率为2倍工频,同时可能伴有工频和多倍频的振动,但工频和2倍工频的成分最为显著;
(3) 在平行不对中的情况下,联轴器两端的径向振动相位差接近180°;
(4) 当发生角度不对中时,轴向振动会较为明显,其振动频率为工频,且联轴器两端的轴向振动相位差亦接近180°。
3、松动
机械松动是导致振动增大的另一重要原因。机械松动主要有三种类型:一是机器底座、台板和基础的结构松动,或水泥灌浆不实及结构变形等引起的松动;二是由于机器底座固定螺栓松动或轴承座裂纹等导致的松动;三是部件间配合不当,如轴承盖里轴瓦松动、过大的轴承间隙或转轴上零部件松动等引起的松动。
4、流体扰动
在高速离心泵中,当流体从叶轮流道流出并进入扩压器或蜗壳时,若流体的流动方向与叶片角度不一致,便会在流道中产生边界层分离、混流和逆向流动等现象。这些流体对扩压器叶片和蜗壳隔舌的冲击,会引发流体在管道中产生大幅度的压力脉动和不稳定流动。
这种压力波会进一步反射到叶轮上,导致转子产生振动,其振动频率等于叶轮叶片数与转速的乘积,即叶片过流频率,或其倍数。当工艺流量与泵的额定流量存在显著偏差,或叶轮出口与蜗壳对正不佳时,过流频率的振动会变得明显,这就是流体扰动现象。为了减轻这种扰动,通常会增加叶轮外缘与开始卷曲处之间的距离,从而缓和压力脉动并降低振幅。
5、动静碰摩
在旋转机械中,轴的弯曲、转子的不对中等问题可能导致轴心严重变形。同时,非旋转件的弯曲变形也可能引发转子与固定件之间的碰摩,进而产生异常振动。这种碰摩在频谱图上主要以工频分量为特征,可能伴随少量的低频或倍频成分。在严重碰摩的情况下,低频和倍频分量都会在频谱图上显著显现。此外,波形图上可能会出现单边削顶现象或在接近最大振幅的位置呈现齿形。
6、滚动轴承故障
根据振动分析理论,滚动轴承出现损伤或磨损时,其高频解调值通常会上升。同时,我们可以在频谱图上观察到轴承外圈、内圈等部件的故障特征频率。当轴承磨损到后期阶段时,其故障特征频率可能消失,但振动值通常会进一步增加,频谱图会呈现出一系列清晰的谱线。





