振动监测分析技术在水环式真空泵中的应用

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1、振动监测分析技术在水环式真空泵中的应用　　(内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010) 　　摘要：文章中阐述了振动监测系统的结构及其原理，对监测系统记录到的典型振动信号进行了分析，重点分析了真空泵在启动、停车和正常运行下出现的异常振动信号。实践证明，该监测系统对于保证真空泵的安全运行具有重要作用。 关键词：真空泵；振动监测；信号分析 　　中图分类号：TD401文献标识码：B文章编号：[HTK]1007—6921(XX)21—0095—02 　　水环式真空泵是某选矿厂过药车间的关键设备，真空泵在长期运行过程中，由于叶轮结垢、轴承故障等原因导致真

2、空泵出现较大振动，严重威胁安全生产。目前该设备运行状态监测，主要是通过手持式振动监测仪定期进行监测，不能全面、实时地监测真空泵设备的运行状态，导致设备非正常状态运行和故障难以及时发现与诊断。为确保设备安全运行，及时发现问题，在水环式真空泵上安装了一套在线振动监测系统。 1振动监测系统结构 　　该水环式真空泵传动方式为皮带传动，真空泵为新购设备。振动检测点主要放在传动侧和非传动侧的轴承座上，具体测点：传动侧圆柱滚子轴承水平振动、垂直振动；非传动侧圆柱滚子轴承水平振动、垂直振动；传动侧圆柱滚子轴承温度；非传动侧圆柱滚子轴承温度；传动轴的轴向位移。振动测点选择在振动

3、敏感位置。真空泵传动侧、非传动侧滚动轴承的水平振动、垂直振动信号，通过磁电式振动速度传感器拾取，轴位移由电涡流传感器测量，安装如图1所示。磁电式速度传感器技术指标为：频率响应 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　5Hz～1KHz,灵敏度200mv/cms-1;电涡流传感器线性范围0.5～2.5mm,中点1.5mm,非线性度0.7%,灵敏度8V/mm。温度传感器采用Pt100热电阻。监测系统采用EN3800在线振动监测保护系统。监测系统原理如图2。 　　740)this.width=740"borde

4、r=undefined> 2真空泵典型振动信号分析 　　真空泵在线监测系统于XX年11月下旬投入使用，图3是XX年2月7日凌晨启动真空泵时的剧烈振动信号,超标振动的时间约20s，最大振动值均＞100μm，特别是二瓦垂直振动是正常值的10倍，真空泵振动很大。轴位移产生0.09mm的变化。因现场条件所限，轴承温度测点不能打孔，故图中没有温度曲线。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　下图为真空泵从运行到停车，之后再起车，由于起车后振动较大不得不再

5、停车，重新再起车最后达到正常运行的过程,在此期间轴位移变化0.06mm,径向最大振动分别是：一瓦垂直振动78.7μm,一瓦水平振动114.6μm,二瓦垂直振动137.4μm,二瓦水平208μm；第二次起车过程中异常振动持续约7min，一瓦、二瓦的水平振动是垂直振动的近两倍，两轴承的垂直振动位移在30μm左右。超出标准振动值，持续时间长，危害设备。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　从连续三个多月实测记录的振动信号看，由于该真空泵为新购置泵，叶轮、泵体、主轴为不锈钢材料，使用优质轴承，润滑良好，表现为振动值在标准值

6、范围内，设备运行平稳，只是在起车和停车过程中某一转速下出现较大的振动，振动值超过振动标准，原因是转子经过临界转速时产生较大的共振。图5是异常振动波形，是正常运行时出现的振动。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　经过波形分析，首先轴向位置发生了明显变化，由0.03mm变化到0.07mm,约4min后传动端和非传动端轴承的垂直振动、水平振动同时开始增加，振动最大值见表2, 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　测量振动值与ISO10816-3旋转机器振动烈度标准相比，实际振动值超

7、过正常值数倍甚至十倍，轴位移从0.07mm变化到0.12mm，该状态持续时间2min50s。之后两侧轴承振动幅值下降到一定水平，各测点的振动幅值基本上不超标准或超标幅度较小，但轴位置始终保持在0.13mm，该过程的时间长度为2min40s，接下来真空泵又出现较大振动，振动值是旋转机器振动烈度标准的2～8倍，而轴位置基本维持在0.12mm，持续时间1min40s。之后振动幅值同时显著下降，但仍然超过振动标准，轴位置保持0.12或0.13mm，约2min后开始进入停车阶段。 　　上述异常振动信号中，真空泵传动侧轴承的垂直与水平振动，远远高于非传动侧的振动；约为2