旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)故障特征與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
機(jī)組振動(dòng)故障的特征還與機(jī)組轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)有關(guān)。進(jìn)行機(jī)組振動(dòng)故障的診斷時(shí),不僅僅要分析出故障的類別,其主要目的是找出引起振動(dòng)故障的具體原因,這洋才能找到解決方法。例如在確定轉(zhuǎn)子熱彎曲引起的振動(dòng)故障時(shí),確認(rèn)是否由轉(zhuǎn)子熱彎曲所引起是比較容易的,診斷的主要目的在于確定引起熱彎曲的具體原因,這樣才能處理解決,而這往往是很困難的。
但實(shí)踐表明,機(jī)組的結(jié)構(gòu)分析對(duì)振動(dòng)故障診斷是非常重要的,因?yàn)闄C(jī)組的振動(dòng)故障特征是與機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)密切相關(guān)的,有的故障只能在某種結(jié)構(gòu)情況下才能產(chǎn)生,同一類故障在不同結(jié)構(gòu)形式的機(jī)組上其征兆有明顯的不同,如大型發(fā)電機(jī)組由于碰磨造成的熱彎曲,其振動(dòng)響應(yīng)為基頻振動(dòng),沒有諧波分量或很小,因?yàn)閺澢斐傻牟黄胶忭憫?yīng)遠(yuǎn)大于碰磨自身的響應(yīng),而在輕型轉(zhuǎn)子上發(fā)生碰磨現(xiàn)象時(shí),諧波分量則非常豐富,因碰磨造成的轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定性增加;機(jī)組的振動(dòng)傳遞持性與機(jī)組的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系;有的故障本身就是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)有缺陷或結(jié)構(gòu)不合適而引起。
機(jī)組的結(jié)構(gòu)分析包含了機(jī)械結(jié)構(gòu)及不平衡響應(yīng)分析兩個(gè)方面。比如汽輪發(fā)電機(jī)組的機(jī)械結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,且千差萬別,不同型號(hào)的機(jī)組結(jié)構(gòu)各不相同,但還是有許多共同的部分,可以加以初步分類。例如:(1)支承方式:四支承,三支承;(2)軸承座型式:落地式,端蓋式,固定在排汽缸上;(3)聯(lián)軸器:剛性,撓性,半撓性等;(4)軸瓦型式:圓筒瓦,橢圓瓦,三油楔,可傾瓦等。其它還有汽缸膨脹的方式,轉(zhuǎn)子隔板汽封及端部汽封的型式等等。至于不平衡響應(yīng)分析,它主要包括工作轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速的裕度,故障部位不平衡響應(yīng)靈敏的分析等方面。
不同的結(jié)構(gòu)型式可能會(huì)引起不同的振動(dòng)故障,例如以軸承座型式為例,落地式軸承標(biāo)***的變化只與軸承應(yīng)的溫度狀態(tài)有關(guān),而該溫度變化可按不同的機(jī)組近似地進(jìn)行估算,但座落在排汽缸上的軸承座,其標(biāo)***的變化除了與本身的溫度狀態(tài)有關(guān)外,還與排汽缸的變形有關(guān),還與排汽缸的溫度、排汽真空及排汽缸的剛度有關(guān),因此兩種軸承座型式會(huì)帶來不同的中心變化,在判斷振動(dòng)故障是否由中心變化引起時(shí)必須要分析軸承座結(jié)構(gòu)會(huì)引起中心有多大的變化。再如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承為端蓋式或落地式時(shí),其振動(dòng)外特性及振動(dòng)傳遞特性大不相同,對(duì)端蓋式軸承,必須要考慮振動(dòng)通過定子外殼的傳遞,而落地式軸承則可忽略通過外殼的振動(dòng)傳遞。
不同的支承型式對(duì)工作轉(zhuǎn)速及臨界轉(zhuǎn)速的裕度有不同的要求,三支承型式的轉(zhuǎn)子要求裕度較大.同一類故障,當(dāng)故障部位處于不平衡響應(yīng)敏感區(qū)時(shí),其征兆與處于不敏感區(qū)時(shí)有很大的不同。例如動(dòng)靜摩擦引起的振動(dòng)故障,如摩擦部位處于轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)的敏感區(qū)時(shí),則除了不平衡響應(yīng)的靈敏度大大增加外,影響該振動(dòng)的相關(guān)量也明顯增加,此時(shí)潤(rùn)滑油(密封油)的油壓、油溫、或影響機(jī)組中心變化的有關(guān)因素,有關(guān)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行參數(shù)也均成為影響振動(dòng)的相關(guān)量。而摩擦部分一旦處于不敏感區(qū)時(shí),相關(guān)量則明顯減少,且摩擦引起振動(dòng)幅值及相位的變化特性也很不相同。