1.转子不平衡的诊断
(1)材质不均匀及加工误差的影响因素;(2)联接部件结构的影响因素。
转子不平衡故障分为转子质量偏心及部件缺损两种状态。转子质量偏心是由于转子的制造误差,装配误差,材质不均匀等原因造成,称此为初始化初始不平衡。转子部件缺损是指转子在运行中由于腐蚀,磨损,介质结垢以及转子受疲劳应力的作用,使其零部件局部损坏,脱落等,造成新的转子不平衡,发生异常振动。两者是不同的故障,但是其故障机理确有共同之处。
主要特征如下:基频,具有突出的峰值;轴心轨迹为椭圆;转子相位稳定,为同步正进动;改变转速时,振幅有明显的变化。而局部脱落发生时,振动瞬间突发性升高,同时,相位也发生了明显的变化。用便携式分析仪测量水平方向振动*大。
2.转子长久性弯曲和临时性弯曲的诊断
转子长久性弯曲是指转轴呈长久弓形,它是由于转轴结构不合理,制造误差大,材质不均匀,转子长期存放不当,或是热态停车时未及时盘车,热稳定性差,长期运行后轴自然弯曲加大等原因造成。转子临时性弯曲是指转子轴有较大与负荷,起机运行时暖机不足,升速过快,加载太大,转轴热变形不均匀等原因造成。两者是不同的故障,但机理相同。
3.转子支撑系统联接松动的诊断
转子支撑系统联接松动是配合间隙误差过大或是螺栓紧固不牢发生的异常振动。机器的转子支撑系统,当轴套与壳体配合具有较大间隙时,轴套受转子离心力的作用而沿圆周方向发生周期性变形,从而改变了轴承的几何参数,影响油膜的稳定性;当轴承座螺栓紧固不牢时,由于接合面上有间隙,系统发生不连续的位移。
4.转子与定子部件碰磨的诊断
在高速旋转的机械中为了提高效率,往往把密封间隙和轴承间隙做的较小,以减少气体和润滑油的泄漏。但是,小间隙除了会引起流体动力激振之外,还会发生转子与定子部件的磨擦。如,轴的挠曲,转子不平衡,转子与定子热膨胀不一致,气体动力作用,密封力作用以及机组对中不佳等原因引起的振动,轻者发生密封件的摩擦损伤,重者发生转子定子之间的摩擦碰撞,引发重大事故。轴承中也会发生干磨擦或半干磨擦,这种摩擦有时是不明显的,因此故障特征不明显。在没有拆解机器前找不出异常振动的原因。因此,必须了解机器转子与定子摩擦激振的故障特性,以便及时做出诊断,防止重大事故发生。
故障特性:
(1)时域波形出现较明显的削波效应;
(2)转子的进动方向改变;
(3)在发生摩擦刚接触时旋转频率成分幅值较高,高频谐波中第2,3次谐波一般不太高(2次谐波幅值大于3次谐波幅值)也会出现1/2,1/3⋯.等次谐波,但随着摩擦面积增大,摩擦起到附加支撑作用,旋转频率幅值有所下降,而2,3次谐波幅值由于附加的线性作用而有所增大;
(4)转子在超过临界转速时,如果发生了全圆周的摩擦,将会产生一个很强的摩擦切向力,该力可以使转子完全失稳。这时转子的振动响应中具有很高的次谐波成分,一般为转子发生摩擦的一阶自振频率(相当于增加一个支撑,将会使自振频率升高)。转速频率的高次谐波在全摩擦时消失了。轴心轨迹从较少的内环变成较多的内环。
5.转子过盈配合件过盈不足的诊断
高速旋转转子上的做功部件叶轮和工作部件轴套等旋转体,通常是由过盈配合装固定在轴上。当过盈量不足时转子在高速运行中由于动挠度及交变激振力的作用,转轴面与装配件发生摩擦而影响了转子的稳定性。一般特征:相位不稳定,轴心轨迹波动较大,降低转速,异常振动有明显的降低。频谱显示有低频谐波响应。
6.转子不对中的诊断
一般诊断规则是2X特征,或是“香蕉”型,“8”字型轨迹,且产生明显的轴向振动。但是,随着不对中程度的不同,其特征也是有区别的。
不对中发展的过程分为三阶段:初期,由于预负荷的作用还不明显,振动信号表现出1X和2X分量特征,且1x分量幅值大于2X分量幅值。随着不对中的加剧,预负荷的作用逐渐显露出来,2X分量幅值开始增大,1X分量幅值开始下降,逐步发展到2X分量幅值大于1X分量幅值。不对中程度继续加剧,2X分量幅值开始下降,1X分量幅值开始上升,1X分量幅值超过2X分量幅值。
数据一般主要来自联��器两端的测点,这样才能做到比较准确。利用联轴器两侧的轴心位置进行比较,也可以得到直观的对中信息。对于一个机组来说,转子与转子之间是一个相对“软”的环节,具有一定的预负荷吸收,补偿能力,诊断时应注意与其它类型的预负荷(如管道力等)的区别。一般来讲,当机组存在单向
预负荷时,联轴器的对中情况肯定受到影响,但当作不对中来处理时,往往不能解决问题。不对中问题是旋转机械中常见的问题。由于一套机组有多台机器组成,各自具有自己的中心线和安装方位,相临机器就具有不同的中心线和方位。由于转子之间利用联轴器进行联接,如果安装时超差,使轴承中心线偏移或偏斜,或者因转子弯曲,转子与轴承的间隙以及承载后转子与轴承变形等原因,往往会组成转子之间(轴系)对中不佳,从而产生振动,并可能导致机械故障。实际经验表明,对中引起的机械故障占的比例较高,对中不佳引起其它相关故障,可能改变整个轴系的固有频率,导致轴承损坏等,及早发现不对中并处理是保证机组平稳运行的重要手段。
不对中的分类,主要分为平行不对中,角度不对中和综合不对中等形式。一般说,单纯的平行不对中和角度不对中是不存在的,多是两种形式的综合型不对中。可能影响因素:安装问题,热膨胀不均匀,管道力等。