浅析转机振动的常见故障和预防

浅析转机振动的常见故障和预防

柳慧

(神华国神山西河曲发电有限公司山西省忻州市034000)

摘要：文章首先从转机振动故障分析的意义入手，然后对转机振动常见的四种故障进行了分析，即转子不平衡、不对中、共振、机械故障，最后从综合分析法、直接分析法与间接分析法三个方面提出了相应的解决措施，希望对相关人员提供帮助。

关键词；转机振动；故障；预防

引言

转机是施工质量保证的基础性资源，但是在转机振动中经常出现一系列的问题，需要相关人员对其进行仔细的分析处理，并采取有效地预防措施。因此，相关人员要从实际出发，对当前转机振动的常见故障进行详细的分析与研究，从而利用科学、合理的预防措施来提高转机的运行效率，推动工业企业的长久发展。

1转机振动故障分析的意义

旋转机械是工业部门中应用比较广泛的一些机械设备，其一般应用于航空发动机、燃气涡轮机以及汽轮机等机械中，而保证这类设备安全、稳定、满负荷、长周期的运行会为工业企业产生良好的经济效益。但是，因工作条件以及使用寿命的限制，导致转机常常出现各种不同的故障，并且在严重的情况下，会引发一系列严重的事故，不仅会危及到工作人员的生命安全，还会为企业造成巨大的经济损失。因此，加强对转子系统进行准确的监测分析，并对可能出现的故障进行提前预报，可以保证转机设备的安全运行。同时，对于转机的维修，事后维修与定期预防维修的方式在现阶段的维修过程中存在着一定的缺陷，再加上早期的机械设备检测与诊断只是依靠人体感官和简单的工具进行，无法客观准确地反映出设备的真实状态，从而使设备的运行留有安全隐患。因此，以融合现代传感技术、信号分析与处理技术、计算机技术及人工智能技术为一体的智能化故障诊断和预测维修为基础的“视情维修”方式逐渐受到了人们的重视，而旋转机械故障诊断技术的提高，对于维护设备正常运行、降低生产成本、提高生产效率和保障生产安全都具有重要的意义。

2转机振动常见故障的原因

转机振动常见故障的原因主要包括四种，即转子不平衡、不对中、共振以及机械故障，下面是对这四种原因的详细介绍：

2.1转子不平衡

转子不平衡是最常见的振动原因，比如转子制造不良、电机转子平衡不良以及转子叶片上异物的堆积等。而引发转子不平的原因包含两个方面，一是键与键槽；二是转轴热弯曲，一般热弯曲引起的不平衡振动会随着负荷的变化而发生变化，但如果设备基础与其振动发生共振，就会导致剧烈振动。因此，对于转轴热弯曲的预防，首先要保障转轴的材质满足施工要求，其次是保障转机机座坚实可靠。另外，转子不平衡造成较大振动的另一原因是设备底座的刚度比较差或者发生共振。

2.2不对中

不对中也是转子发生振动的原因之一，其是在转速和两倍转速下造成的径向或者轴向激振力。在转子发生振动后，不能因为没有径向和轴向激振力就忽视了对中问题的存在，应该对机组的热膨胀进行考虑，并且在一副联轴节之间留有1.5～3mm的间隙，从而确保转子的安全运行。

2.3共振

转子系统中的共振频率取决于其自由度的数量，同时共振频率也可以由质量、刚度和衰减系数决定。而对于共振频率与转速相同的装置来说，可以最大限度的减少激振力或者改变共振频率，也可以通过增加系统的刚度与质量来实现，然而在处理共振问题时，最好采用改变共振频率的方法。除此之外，对于共振问题可能是由不对中或者机械设备而引发，也可能是转速下谐波的共振频率而造成。

2.4机械故障

质量劣质的联轴器、轴承和润滑不良以及支座不坚固等都是产生不同频率和幅值激振力的原因。其中，质量劣质的联轴器主要表现在铸造质量较差，连接螺孔偏斜，橡皮垫圈容易损坏，导致联轴器由软连接变为硬链接，从而产生振动；轴向波动是造成联轴器、轴承在内的另一振动问题的起因。一般转机的轴向推力是靠止推轴承来约束，但由于轴向对重不良，并且转子轴向发生磨损，就会产生剧烈的轴向振动；支座不坚固即四个支脚不在同一平面上。转机用螺栓紧固在这四个点时，如果各轴承不对中，必然造成剧烈振动。

3常见转机振动故障的预防方法

故障信息处理技术包括故障信号的检测和分析处理两部分，即利用先进的信号采集和处理技术提取故障特征。而信号的检测主要是测取系统的振动、噪音、温度和压力等，为信号分析的处理提供数据，以便对这些信号进行加工、变化、提取出反映设备状态的特征因子。

3.1综合分析法

判断转机运行故障的综合分析法，对转机故障运行的主特征进行分析，然后检查并寻找故障其他表面的现象，并将各种现象进行交叉综合，就可以确定转机运行故障的部位与原因，从而采取有效的措施进行预防处理。比如，判断泵入口阀门是否开启失灵或阀杆有否断裂阀瓣脱落；水泵入口管有无杂物堵塞、结垢和腐蚀；叶轮与密封圈之间间隙是否因摩擦增大。此外，如果水泵出口管、母管等结垢堵塞或出口阀未开，则会出现流量小现象，但出口压力不是偏低，而是偏高。总之，通过对这些故障的分析，来选择合理的预防处理措施，从而保障转机的安全运行，不断推动企业的可持续发展。

3.2直接分析法

判断故障的直接分析法是通过转机故障的直观现象来判断故障发生的部位，其是转机运行故障分析的最基本方法，该方法别广泛应用于故障分析中。比如，若风机轴承座轴端漏油严重，则多为主轴油封部位间隙增大，需更新密封油毡；若手摸风机轴承位温度过高而冷却水中断，则可断定为冷却水管堵塞，必须对水阀门进行立即检查，并冷却水管进行敲打疏通；若风机或水泵在运转中，用铜或铁棒触及轴承处，听到有金属刮击声或啸叫声，则可判定为轴瓦或滚珠轴承破裂、烧坏而运转失效，必须立即停机更换轴承；若出现水泵电动机冒烟或有焦糊味，则该电动机必已烧毁，应予更新等。由于大多数故障在发生初期呈现的是一种或多种间接的现象，并非一眼就能够对其进行准确判断，因此，相关人员除了要熟练掌握直接判断故障的方法外，还要对间接分析法进行逐步的了解，从而为转机的安全运行提供保障。

3.3间接分析法

第一，给水流量减少通过间接分析法可以得出，水泵入口门状态表示阀门为开启；吸入管口存有杂物表示入口管堵塞；电机的转速较低表示电机或者电源故障而导致转速低；水泵入口水箱内水沸腾汽化剧烈表示泵入口汽化；水泵出口门状态表示阀门开启失灵。而对其采取的处理措施是先将泵停止运行，然后对杂物进行清理、检修电气、启动增压水泵等；第二，由于新装引风机通常规定其电动机的空载电流在电机就位后进行测量，因此如果新装引风机出现电流偏大的现象，一般与电机本身无关，大多是由风机过负荷引起，而产生过负荷的原因主要与风门安装、传动皮带、调节门挡板以及启动方式有关，所以要对其进行立即检查，从而确保安全性；第三，水泵振动通过间接分析法可知，电机泵轴与电机轴不同心是因安装不当影响；泵与电机靠背轮之间未留间隙导致组装质量差；泵与电机靠背轮端面不平行导致安装缺陷；泵或电机端部轴承磨损严重或跑外套导致润滑不良或轴承质量低劣；泵轴弯曲导致制造缺陷或大修后组装不良而烧瓦。相应处理方式为调整同心度、不平度、间隙，拧紧螺母、更换轴承、更换轴等。

结束语

总而言之，旋转机械是工业部门中应用比较广泛的一种机械设备，但是由于工作条件以及使用寿命的限制，经常会出现各种不同的故障。因此，只有将管理系统融入到转机振动故障分析中，及时地对转子系统进行监测分析，并对可能出现的故障进行提早预防，才能在不断完善故障预防水平的基础上，促进施工的持续发展。

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中图分类号TM621文献标识码A