旋转机械轴心轨迹故障诊断

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第5期太原理工大学学报VoL34NO．52003年9月JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITY0FTECHN0L0GYSep．2003文章编号：1007—9432(2003)05—0552—03旋转机械轴心轨迹故障诊断程珩，杜岚松(太原理工大学机械电子工程研究所，山西太原030024)摘要：应用轴心轨迹图的直观性特点，对旋转机械进行状态监测和故障诊断。从轴心轨迹图上判断出振动的前期征兆，对防止故障的恶化和排除故障具有指导作用。因此利

2、用轴心轨迹图来判断旋转机械是否处于正常状态是可行的。关键词：旋转机械；轴心轨迹；故障诊断中圈分类号：TP2O6．3文献标识码：A转子是旋转机械的主要部件。转子在轴承中高得到的即是转子的轴心轨迹。速旋转时不只围绕自身中心旋转，还环绕某一中心轴心轨迹图是从轴颈同一截面的两个相互垂直作涡动运动。产生涡动运动的原因可能是转子不平的方向上监测得到的一组振动信号，根据检测到的衡、对中不良、转子和定子碰磨等。其中，转子不平轴心轨迹图形状，可以分析造成振动的具体原因，得衡是各种旋转机械中普遍存在的问题。不平衡转子出

3、故障的前期征兆，对防止故障的恶化和排除故障在旋转过程中，由于周期性的离心力对转子的激励具有指导作用。因此，利用轴心轨迹图来诊断回转作用，将产生横向强迫振动，从而影响转子的平稳运机械的某些故障是可行的。转，甚至会引发严重的设备事故。引起转子不平衡1轴心轨迹图的应用的原因有许多，诸如结构设计不合理，制造安装误差，转子材质不均匀，受热不均匀，转子初始弯曲，转轴心轨迹往往包括着系统各种各样的故障信子在使用过程中被腐蚀、磨损，转子上零部件松动、息。例如轻微不对中，轴心轨迹则呈椭圆形；在不对脱落等。由于转子不平

4、衡可能导致以下不良后果：中方向上加一个中等负载，轴心轨迹变为香蕉形；严转子轴受交变弯曲应力的作用，引起轴的疲劳损伤，重不对中故障会使转子的轴心轨迹图呈现外“8”字出现裂纹甚至断裂；机器在运转过程中产生过度振形，这种具有8字形的轴心轨迹，一般表现为二倍频动和噪声，加速轴承等零部件的磨损，降低机器的寿或四倍频的成分较大。转子不平衡的识别特征是其命和效率；转子系统的振动会通过轴承、机座等传递振动信号的波形接近正弦波，其振动信号的频谱图到基础和建筑物上，从而导致工作环境恶化。中，能量集中于基频，其振幅最大，

5、而其它谐波的振不同的故障表现出不同的信号特征。转子不平幅较小。衡是大型回转机械常见的故障之一，而由于转子不某大型钢厂的一台轧机的主变流供电机组的2平衡引起的回转中心涡动运动的轨迹则称为轴心轨号轴承工作中出现异常温升，工作温度达7O℃以迹。监测轴心轨迹并提取其特征则是旋转机械故障上，而正常工作温度是55～65℃。几经调修，终未诊断的重要方法。轴心轨迹的获取一般采用两个互解决问题，工作时只能在现场用不合规程的加大润成90。安置的非接触式涡流传感器，在各自的方向滑油量，以强制冷却的办法将温度从70℃降至上

6、测量转轴组件相对机座的振动。如果设相互垂直65℃，勉强维持工作，但不能长时间满负荷运行，严安装的两个检测轴振动位移传感器信号为z(￡)和重影响生产。经分析制订了一套诊断方案，见图1．(￡)，在复平面对其进行组合后，形成复信号首先对机组的2号轴径y，Z方向的时域信号(￡)一z(￡)+Jy(￡)，作自功率谱估计，得到图2所示y，Z的功率谱图。收藕日期：2003—03—18基金项目：山西省自然科学基金资助项目(20011042)作者■介：程珩(1956一)，女，江谣赣州人，教授级高工，主要从事机械故障诊断

7、及测试研究。维普资讯http://www.cqvip.com第5期程珩等：旋转机械轴心轨迹故障诊断553圈1轴心轨迹舅试系统框圈其特征是：转速基频6．25Hz，二次谐波12．5Hz幅上，因而使其润滑状态变坏，导致2号轴承发热超过值最高，三次谐波18．75Hz幅值也较高。允许范围。对此提出了具体检修方案，在检修时要求检修人员注重调整各联轴器，提高其配合精度。对轴系进行对中调整，检查各轴瓦是否同心，尤其注意检查2号轴瓦是否歪斜或不对中。检查结果表明：1号联轴器(法兰式)未完全贴好，其定位凸台未起作用，如

8、图4所示；2号轴瓦下瓦靠电机方向与底线对称120。角处有两大磨损严重区域如图5所示。这表明了轴瓦有歪斜或倾斜的现象。结果的实际故障现象-r／Hzl}2-a2号轴J，向功率谱2-b2号轴z向功率谱圈22号轴X。Y方向功率谱圈根据机理分析认为，轴的转速基频幅值高的主要原因是转子存在动、静不平衡，存在初始弯曲或热弯曲或轴系不平衡。而引起轴振动二次谐波幅值高圈41号联轴叠连接状况圈52号轴承■损状况的主要原因是各段轴对中不良，联轴器精度低，轴和与测试诊断结果基本上是相符的。整