一种转动设备振动故障的快速诊断方法

一种转动设备振动故障的快速诊断方法

蔡锦帅

新疆天池能源有限责任公司    新疆昌吉     831100

摘要：随着电力生产企业的发展，在运行过程中，生产转动设备稳定运行不但提高了工作的效率，也是完成生产指标的重要环节，这就需要在设备运行过程中出现问题及时判断病因并快速解决。转动设备与静设备相比，不仅造价高，而且因结构复杂、转速高等原因更加容易发生故障；而转动设备一旦发生故障坏，就会对装置的生产造成波动，关键机组的故障甚至会造成整个装置的被动停车，给整个装置带来巨大的损失。根据振动大小、方向及振动频谱图可以得出大部分转动设备振动肚胀的初步结论，可以快速分析出大部分转动设备振动故障的原因，可供大家参考。

关键词：振动故障；快速诊断；方法

引言

在电力生产行业中，大量转动设备的采用，促进了行业的发展，尤其是转动设备的采用大大提高了生产效率。在实际运行中，不可避免的由于各种原因导致设备的振动而产生故障，振动往往会影响其工作精度，加剧设备的磨损，加速疲劳破坏；而随着磨损的增加和疲劳损伤的瘇，机械设备的振动将更加剧烈，如此恶性循环，直至设备发生故障、破坏。因此应该做好电力生产转动设备的振动原因和故障分析，从而有针对性的采取解决措施。

1电力生产中主要的转动设备运行问题

电力生产设备中，电机、风机、水泵、空压机、合成机组等是主要的转动设备，也是主要的振动来源。上述基础一般采用离心式或轴流式，具有功率大转速高的特点，大多为生产中的主力设备，一旦发生故障停机就会造成生产损失，直接影响企业的经济效益。随着电力生产行业的不断发展，生产设备的尺寸和重量越来越大，并且在自动控制，故障检测等方面提出了新的要求。特别是转动设备的振动问题，一直是造成设备故障的主要原因之一，由设备振动造成的故障损坏、能源额外损耗和停产维护是生产成本提高的主要元凶，并且进一步危害到生产安全，威胁到工作人员的身体健康。

2常见振动故障的种类及特征表现

2.1转子不平衡

转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是转动设备最常见的故障。转子不平衡的主要振动特征：（1）振动方向以水平方向振动为主，水平方向振动大于垂直方向振动；（2）波形为典型的正弦波；（3）临界转速以下，振动值随转速的增大而增大；（4）振动频率为工频为主。

2.2不对中

转子不对中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连接后各转子的轴线不在同一条直线上。轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。通常所讲不对中多指轴系不对中。不对中的主要振动特征：（1）振动方向以轴向振动为主，靠近联轴器两侧振动大；（2）波形为“m”或“w”型；（3）振动频率为2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主。例：某厂一台离心压缩机，电动机转速1500r/min（转频25Hz），该机自从更换减速器后振动增大，①点水平方向振动值6.36mm/s，位移150μm，超出正常范围。在停机检查时，发现联轴器对中性严重超差，在垂直方向，两轴心偏移量达0.15mm。通过调整改善联轴器的对中性后，①点振动值下降，Vrms=2.12mm/s，D=6μm。其时频谱结构也发生了显著的变化，3倍频已经消失，2倍频分量的幅值变得非常弱小，1倍频分量也大大减弱了，机组运行状态良好。

2.3滚动轴承故障

滚动轴承在运行过程中，由于装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等可能使轴承过早损坏。即使不出现上述情况，经过一段时间运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损而不能正常工作。滚动轴承故障的主要振动特征：①振动时域波形图出现冲击成分；②频谱图出现明显的高倍频成分；③随着故障发展，它的幅值增加，并有谐波和变频；④每一种零件有其特殊的故障频率。一般在3X以上的峰值且与转速频率成非整数倍的，几乎就可以判断为滚动轴承问题了。

2.4常见振动故障的快速诊断

结合常见振动故障的种类及特征表现，可以得出以下结论：1）振动主要为水平方向振动，振动频谱以一倍频为主，故障原因可能是转子不平衡；2）振动主要为轴向方向振动，振动频谱以一倍频及二倍频为主，故障原因可能是轴系不对中；3）振动主要为垂直方向振动，振动频谱出现精确的倍频2X，3X…等成分，故障原因可能是松动；4）振动波形出现明显的高倍频成分，且伴有谐波和变频，可以考虑为滚动轴承故障的可能。

3转动设备的维护管理

3.1选择合适的维修方法

转动设备振动故障的产生并不是一蹴而就的，而是日积月累逐渐发展的，在电力生产转动设备日常运行中应注重设备状态的维护，对设备的运行进行监测，到检测设备的检测信息与维修人员的维修经验开展设备维护工作。在维护过程中应加强故障的预防，及时更换老旧部件，维持设备的良好运行状态。严格按照设备操作与养护规程进行设备的保养，使设备的运行处于可控状态。负责设备维护的人员应制定设备保养制度，在日常工作中做好设备的防腐、防老化处理。电力生产系统具有很强的连贯性，一旦其中某个设备发生故障，有可能影响整个循环系统的运行，因此故障的预防是设备维护工作中的重中之重，应做好预防性维修，制定设备定期检修计划，确保设备的连贯性不被破坏。电力生产企业在转动设备的维护工作中，应强化责任意识，确保每台设备都有专人负责，将责任落实到人，完善设备维护管理制度，使设备的维护更加规范与可控。

3.2加强日常监测采用先进技术和仪器

进行转动设备的日常监测，建立稳定高效的日常监测系统，制定完备的设备检修章程，当故障发生时，能够有效应对。还要不断完善故障预警系统，做好设备的前瞻性维护，根据监测记录掌握设备运行状态，一旦超出标准值，立刻采取有效措施，确保设备的运行安全。将转动设备振动数据录入计算机系统，提高转动设备的故障信息搜集能力，为有效处理振动故障提供科学依据。

3.3做好巡检

由化工转动设备的振动故障会严重威胁设备安全运行，如不加以及时处理，又会引发更大的故障，更大的经济损失。因此必须做好设备的日常巡检，将老旧设备事故设备作为巡检的重点，在巡检中采取科学的先进技术，通过振动监测仪，红外线探测仪等进行设备的监测，将监测设备所获得的数据进行智能化分析，分析轴承的运转情况，做好轴承的润滑。

3.4提高维护人员的素质

为了提高转动设备的维护效率，必须提高维护人员的综合素质与技能水平，为科学高效进行设备维护打下良好的基础。企业要建立完善的人才培训、培养机制，对设备管理人员和维护人员进行定期或不定期的培训，以此作为保障设备稳定运行的前提。当前使用电力行业中设备的自动化程度提高故障率有所下降，但设备管理与维护人员的管理意识与服务意识还相对较低，无法有效做到故障的预防与排除。因此，在提升运行管理与维护人员技能水平的同时，还要加强他们的责任意识，将安全生产人人有责的理念，落实到每一位维护人员，降低使用转动设备振动故障的维护成本。

结束语

以上仅为根据振动大小、方向及振动频谱图得出的初步结论，不代表最终结论，但可以快速分析出大部分转动设备振动故障的原因。

参考文献

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