机械故障诊断案例分析

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1、六、诊断实例例1:圆筒瓦油膜振荡故障的诊断某气体压缩机运行期间，状态一直不稳定，大部分时间振值较小，但蒸汽透平时常有短时强振发牛.，有时透平前后两端测点在一•周内发牛•了20余次振动报警现象，时间长者达半小时，短者仅lmin左右。图1-7是透平1#轴承的频谱趋势，图1-8、图1-9分别是该测点振值较小时和强振时的时域波形和频谱图。经现场测试、数据分析，发现透平振动具有如下特点。图171*轴承的测点频谱变化趋势图18测点振值较小时的波形与频谱(b>图1-9测点强振时的波形和频谱(1)正常时，机组各测点振动均以工频成分(143.3Hz)幅值最大，同时存在着丰富的低次谐波成分，并有幅值较小但不稳定的

2、69.8Hz(相当于0.49X)成分存在，时域波形存在单边削顶现彖，呈现动静件碰磨的特征。(2)振动异常时，工频及其他低次谐波的幅值基本保持不变，但透平前后两端测点出现很大的0.49X成分，英幅度大大超过了工频幅值，其能量占到通频能量的75%左右。(3)分频成分随转速的改变而改变，与转速频率保持0.49X左右的比例关系。(4)将同一轴承两个方向的振动进行合成，得到提纯轴心轨迹。正常时，轴心轨迹稳定，强振时，轴心轨迹的重复性明显变差，说明机组在某些随机干扰因素的激励下，运行开始失稳。(5)随着强振的发牛.，机组声响明显界常，有时油温也明显升高。诊断意见：根据现场了解到，压缩机笫一临界转速为336

3、2r/min,透平的笫一临界转速为8243r/min,根据上述振动特点，判断故障原因为油膜涡动。根据机组运行情况，建议降低负荷和转速，在加强监测的情况下，维持运行等待检修机会处理。生产验证：机组一直平稳运行至当年大检修。检修中将轴瓦形式由原先的闘筒瓦更改为椭圆瓦后，以后运行一•直正常。例2：催化气压机油膜振荡某压缩机组配置为汽轮机十齿轮箱+压缩机，压缩机技术参数如下：工作转速:7500r/min岀口压力：l.OMPa轴功率:1700kW进口流量:220m3/min进口压力:0.115MPa转子第一临界转速:2960r/min1986年7月，气压机在运行过程中轴振动突然报警，Bently7200

4、系列指示仪表打满量程，轴振动值和轴承座振动值明显增大，为确保安全，决定停机检查。揭盖检查，零部件无明显损坏，测量转子対中数据、前后轴承的间隙、瓦背紧力和转子弯曲度，各项数据均符合要求。対转子进行低速动平衡后重新安装投用，振动状况不但没有得到改善，反而比停机而更差。气压机前端轴振动值达到185um,其中47也幅值为181Um,125Hz幅值为42»m,如图ITO(a)所示。气压机后端轴振动值为115um,其中47Hz幅值为84um,125Hz幅值为18m,如图1-10(b)所示。轴心轨迹为畸形椭圆。气压机前后轴承座水平方向振动剧烈，分别达到39口m、29pm。a—nmui壬s*MN200fU图1

5、-10气压机轴承振动频谱为进行故障识别，乂一次进行升速试验，记录振动与转速变化的关系，气压机升速过程三维谱图，如图1-11所示。前后轴承振动频谱图均发现H47Hz低频峰值存在，观察三维谱图可发现，当升速^4260r/min时出现半速涡动，随著转速的上升，涡动频率和振幅不断增加，当涡动频率达到47Hz时不再随转速而上升，转速提高到7500r/min工作转速时，振动频率仍为47Hz,但振幅非常大，低频分量为179pm,而工频分量只有40umo诊断意见：对转了一支承系统进行核算，发现转了笫一临界转速为：2820r/min(47Hz)。据此进一步分析发现，其振动特征及变化规律与致•型的高速轻载转子的油

6、膜振荡故障现象完全吻合。因此可以判定其故障原因为油膜振动。山于油膜振荡故障危害极大，可能在短时间内造成机组损坏，所以必须立即停机检修处理。生产验证：停机后解体检查发现，轴瓦巴氏合金表面发黑，上瓦有磨损并伴有大量小气孔，前轴承巴氏合金有部分脱落。更换新的可倾瓦轴承后，再次启动机组，47區的低频分量不再出现，油膜振荡故障消失。、宀■75Wr/min-726©r/min■642O“rnin5940r/fnin“密yen7960r/rnin•3720ffniin3480r/min3240rZmnn"WOOr/miA—276OrZmira2$20r/mm22KOr/min图1-11前轴承升速过程振动瀑布

7、图某化肥厂的二氧化碳压缩机组，在检修后，运行了140多天，高压缸振动突然升到报警值而被迫停车。在机组运行过程中及故障发牛前后，在线监测系统均作了数据记录。高压缸转子的径向振动频谱图见图6-21,a图是故障而的振动频谱，振动信号只有转频的幅值。b图是故障发生时的振动频谱，振动信号除转频外，还有约为1/2转频的振幅，这是典型的油膜涡动特征。据此判定高压缸转子轴承发牛•油膜涡动。例3某公司国产30万吨合