振動分析儀診斷轉子的不平衡
振動頻率分析:
轉子不平衡振動主要頻率成分為轉速頻率,即,簡易振動表所測位移值與速度值,經公式換算后基本相等。而且振動加速度的測量值非常小(簡易振動表的***頻測量)。
振動位置及方向性:
對稱支撐的轉子由于聯軸器側軸承座的支撐剛度***于非驅動端軸承座的支撐剛度,所以,非驅動端軸承座振動***為突出,而軸承座的垂直剛度一般大于水平剛度,所以振動以水平方向為主;懸臂轉子產生轉子不平衡時,在不平衡力的作用下,即產生徑向力又產生軸向力,所以振動表現在軸承座的徑向和軸向兩個方向,振動***大位置發生在靠近葉輪的負荷側軸承座上。
對于只會產生靜不平衡的設備,如單級葉輪的泵或風機,如果***大振動位置及方向與上述不符,應考慮存在其它故障。而容易產生動不平衡的長轉子,如電機轉子、多級水泵轉子等,振動***大位置取決與失衡部位,因此振動位置與上述有可能不同,但振動方向性一致。
振動過程:
除原始不平衡外,不平衡故障一般發生在運行過程中,漸發性不平衡其必備條件是流體介質具有一定濃度的物體顆粒,對葉輪有一定的磨損或附著作用,或流體本身具有腐蝕性。若流體介質為潔凈空氣,振動的漸發性增長一般由其他故障造成(介質濕度較大除外)。突發性不平衡的產生,通常伴隨著異物脫落碰撞產生的異響,但不一定恰巧被我們所知,但其振動增大后比較穩定,且振動特征與其它不平衡特征相符,這時應仔細檢查葉輪有無損傷或異物嵌入流道。
生產現場經常遇到一種停機后造成的轉子不平衡,風機停運幾天,并未做任何清理與維修工作,但開機后,振動比停機前大幅增長,***常見的原因是含有腐蝕性的流體倒灌,對葉輪產生嚴重腐蝕。
轉速變化與振動的關系:
如圖所示:不平衡振動的振幅值大小與轉速范圍的變化密切相關,對于剛性轉子(運行轉速在轉子臨界轉速以下)不平衡產生的離心力,與轉速的平方成正比。例:當設備3600轉時振動100μm,則7200轉時振動400μm,由于配合間隙等原因,可能計算值略有偏差,但主因為轉子不平衡時,振動的變化基本符合這一規律,因此振幅隨轉速的升***而增大,轉速越***振動越大;而對于柔性轉子(運行轉速在轉子臨界轉速以上)振幅隨轉速的增加而上升,當轉速等于或接近臨界轉速時,將產生共振,振幅急劇上升并達到***大峰值,當轉速越過并遠離臨界轉速后,振幅隨轉速的增加反而減小,并趨向于一個較小的穩定值。
振動與負荷關系:
單純的的轉子質量不平衡振動只與離心力大小有關,與負荷無關,在轉速不變得情況下,增加負荷振幅不變。
以上幾點是當產生不平衡時必定出現的特征,如果全部符合,基本可以確定故障原因為轉子不平衡。當然若有頻譜分析儀等分析儀器時,可根據譜圖、相位等進一步確認。