旋转机械转子不平衡故障诊断与处理.pdf

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1、第3期．57．旋转机械转子不平衡故障诊断与处理张玲(中国石油辽阳石化分公司生产检测部，辽宁辽阳111003)[摘要]通过一个转子不平衡故障诊断的实例，证实了故障特征方法判断旋转机械转子不平衡故障的有效性。[关键词]旋转机械；转子不平衡；故障诊断；有效性转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子机械振动或运行时产生的其它问题称为不平衡故部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见障。的故障。据统计，旋转机械约有70％的故障与转子(2：)造成转子不平衡的原因很多，按发生不不平衡有关。因此，对不平衡故障的研究与诊断平

2、衡的过程可分为原始不平衡、渐发性不平衡和最具实际意义。突发性不平衡；按其激励可分为静不平衡、动不1转子不平衡的概念及种类平衡、动静综合不平衡。(1)旋转机械的转子不平衡是指其质量中2转子不平衡的故障机理和故障特征心线和旋转中心线之间存在一定量的偏心距，使(1)转子不平衡的故障机理得转子在工作时形成周期性的离心力干扰，在轴设转子的质量为M，偏心质量为m，偏心距为承上产生动载荷，从而引起机械振动的现象。因e，如果转子的质心到两轴承连心线的垂直距离不此，把产生离心力的原因——旋转体质量沿旋转为零，具有扰度为a，

3、如图1所示。中心线的不均匀分布叫做不平衡，由此引起的＼一／．／r、、＼’／}。．1白等1i毒＼}lG．ll二。{。。7一l咖一l＼．／I一图1转子力学模型由于有偏心质量m和偏心距e的存在，当转(2)转子不平衡的故障特征子转动时将产生离心力、离心力矩或两者兼而有①振动的时域波形近似为正弦波，如图2；之。离心力的大小与偏心质量m、偏心距e及旋转②频谱成分以工频为主，由于非线性关系，角速度∞有关，即F=me∞2o众所周知，交变的力常伴有部分谐波成分，如图3；(方向、大小均周期性变化)会引起振动，这就是不平衡引起

4、振动的原因。转子转动一周，离心-●●●●●⋯⋯●●⋯●-I●●●●-●oo●●●●●●●●●●●●●●●●⋯●●●⋯●●●●●oo●●●●●●●●●●●●●⋯●●⋯⋯●⋯●●●●-●●-●●-●oo●●●-●⋯⋯●作者简介张玲(1985一)，女，辽宁辽阳人。大学本科，力方向变化一个周期，因此不平衡振动的频率与RCM管理工程师，在中国石油辽阳石化公司生产监测部机械技术转速一致。研究所工作。58一一故障诊断石20油12和年化第工设备．15卷￡弗)S图2图3③当<∞n时，即在临界转速以下，振幅随着转速的增加而增

5、大；当∞>n后，即在临界转速以上，转速增加时振幅趋于一个较小的稳定值；当∞接近于∞n时，即转速接近临界转速时，大声共振，振幅具有最大峰值。振动幅值对转速的变化很敏感，如图4；堇莹6o蒸罄420彗0olO0D2馔瓣略l2o(J03OO0n／(rlmin)n](rtmin)扣)剐性转'餮性转图4④当工作转速一定时，相位稳定：测试的有关数据见表1。⑤轴心轨迹为一个比较稳定的圆或偏心率较小的椭圆；表1机组运~6075r／min时各测点振值及GAP电压值⑥转子部件脱落，振幅变化明显。测点VT2431VT2432VT

6、2433VT2434(水平)(垂直)(水平)(垂直)3转子不平衡的故障诊断实例二次表振值(um)36．4l6．314．87．6某石化公司炼油厂一台压缩机组轴承箱振值7200振值(um)36．7814．814．76．6突然增大，现已超过报警值，该压缩机组由电机驱动，由刚性联轴器连接，电机转速7501～11212~GAP(v)9．649．389．589．73min，该机组结构简图如图5所示。经到现场对该压缩机机组进行现场测试，VT24432444从表1测得的数据来看，测点VT2431／VT2432和442VT

7、2433／VT2434水平方向全频值均大于垂直方向全频值；从测得的频谱图来看，测点VT2431／VT2432和VT2433／VT2434均以工频占主导(见图6和图7)，且轴心轨迹为不规则椭圆，见图8。因此分析认为造成该机组高振值的主要原因是机组轴系不平衡，结合机组运行实际情况认为转子存图5该机组结构简图在严重损伤，建议立即停车检查。第3期张玲旋转机械转子不平衡故障诊断与处理一59．瓢l矗生产验证：在次日对该机组进行了解噩搽～体检修，发现第二级叶片上有明显裂纹潞0，一第一、三级叶片上分别存在多处细小裂纹，叶

8、片出现了较严重缺损。因此证明了：此次诊断的正确性。、4总结?一通过对旋转机组不平衡故障诊油点断浮警方淳0．法的理论和实践应用，证明该方法准软确；有。一效。大型旋转机组作为石化企业生产娥中翳的重要设备，对其进行准确及时有效的故障诊断，可预知设备故障，避免事故发生，节约资源，具有较大的潜在经济效益。因图6此，对大型旋转机组的故障诊断应趋于多种手段的综合诊断，达到故障诊断及时有效，确保证生产的安全稳定运行。◆参考文献[1]杨国安．机