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转 机 振 动,振动在设备故障中占了很大比重，是影响设备安全、稳定运行的重要因素。振动又是设备的“体温计”，直接反映了设备健康状况，是设备安全评估的重要指标。一台机组正常运行时，其振动值和振动变化值都应该比较小。一旦机组振动值变大，或振动变得不稳定，都说明设备出现了一定程度的故障。 振动的危害： 1、转机动静部件碰磨；2、部件的疲劳损坏；3、连接或紧固件的断裂与松脱；4、损坏基础和周围的建筑物；5、降低机组的经济型；6、影响运行人员健康(噪音等)。,第一节、认识振动,振动：是指物体围绕其平衡位置作往复交替的运动。,振动的表达： 完整的表达一个振动，通常需要三个方面： 振幅 频率 相位,振幅：振动的幅度，表明了振动的强度和振动能量水平，是判断设备运行状态优劣的主要指标。,实际工作中测量的振动幅度分别用振动位移、振动烈度、振动加速度的值加以度量，三者之间可通过微分和积分相互换算。 一般常用到的是振动位移值，量值用峰峰值表示，单位是微米（m），其反映了振动间隙的大小； 振动烈度又称为振动速度，量值用有效值表示，单位是毫米/秒（mm/s），其反映了振动能量的大小； 振动加速度量值是单峰值，单位是米/秒平方（m/s2），其反映了振动冲击力的大小。,振动的幅度和振动的速度（烈度）之间的关系，可以想象为一个人在一条中心线的两边来回走动。 1振动幅度一定时，频率越高，振动的烈度值越大。 可以理解为：振幅一定（需要往返走相同的距离），频率越高（往返次数越多，要求的时间越短），振动速度越大（走的越快）。 2振动烈度一定时，频率越高，振动值越小。 可以理解为：烈度一定时（走的速度固定），频率越高（往返次数越多），振动值越小（离中心线两边的距离越短）。,在低频范围内，振动强度与位移成正比；f1000hz,频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长，速度和加速度的数值相对较小且变化量更小，因此位移值能更好的反映振动强度的大小。 频率高意味着振动体在单位时间内振动的次数多、过程时间短，速度、尤其是加速度的数值及变化量较大，因此加速度值能更好的反映振动强度的大小。,振动频率：振动体每秒钟振动循环的次数，单位是赫兹（hz）。 振动周期：振动体完成一个振动循环所需要的时间，单位是秒（s）。 1、振动周期t：单位s（秒） 2、振动频率f：单位hz（赫兹）,振动频率也可以用转速频率的倍数来表示，称为倍频。 倍频就是转速频率的倍数，如1倍频（1x）、2倍频（2x）、0.5倍频（0.5x）n倍频（nx）。 例如：汽轮机转速是3000r/min，则其 转速频率=3000r/min60s=50hz 1倍频为50hz（也叫工频、基频）； 2倍频为100hz； 0.5倍频为25hz（也叫半频）,通频振动：原始振动波形，未经过傅里叶变换分解处理（fft）的、由各种振动频率分量相互叠加后的总振动，其振动波形是复杂的、叠加的波形。,选频振动：经过fft处理后从通频振动中分解出来的、有规律的单一正弦波的各种不同频率的振动。,相位：在给定时刻振动体被测点相对于固定参考点的角位置，单位是度（）。 相位是振动在时间先后和空间位置关系上相互差异的体现。用于确定振动点之间相对运动的方位、激振力与响应之间在时间和空间上的相差，在判断故障类型时（特别是不平衡）往往起到关键作用。,第二节、振动来源,振动产生的原因分类： 机器产生振动的根本原因在于存在一个或几个力的激励，不同性质的力会引起不同的振动类型，通过归纳，总结出主要有三种类型： 1、自由振动：给系统一定的能量后，系统所产生的振动。若系统无阻尼，系统维持等振幅振动；若系统有阻尼，则为衰减振动。 2、受迫振动：元件或系统的振动是由周期变化的外力作用所引起的，如转轴的质量不平衡、轴系不对中等。 3、自激振动：在没有外力作用下，只是由于系统自身的原因所产生的激励而引起的振动，如油膜振荡、汽流激振等。 因机械故障而产生的振动，多属于受迫振动和自激振动。,我们日常工作中常遇到的机械振动的来源 1、机器零件的制造公差 2、组装时的间隙、对中情况 3、零件间的摩擦 4、旋转不平衡 等,1x,2x,3x,4x,（一）低频振动油膜振荡： 油膜振荡发生在油润滑滑动轴承的旋转设备中，在转子正常工作时，轴颈中心和轴承中心并不重合，而是存在一个偏心距e，当载荷不变、油膜稳定时，偏心距e保持不变，机组运行稳定，轴颈上的载荷w与油膜压力保持平衡，若外界给轴颈一扰动力，使轴心o1位置产生一位移e而达到新位置，这时油膜压力由p变为p，因而不再与此时的载荷w(w-w)平衡，两者的合力为f，其分力f1将推动轴颈回到起初的平衡位置o1，而在分力f2的作用下，轴颈除了以角速度作自转外，还将绕o1涡动(涡动方向与转动方向相同)，其涡动速度约为角速度的一半，称为油膜涡动(半速涡动)。油膜涡动产生后就不消失，随着工作转速的升高，其涡动频率也不断增强，振幅也不断增大，如果转子的转速继续升高到第一临界转速的2倍时，其涡动频率与一阶临界转速相同，产生共振，振幅突然骤增，振动非常剧烈，轴心轨迹突然变成扩散的不规则曲线，半频谐波振幅值就增加到接近或超过基频振幅，若继续提高转速，则转子的涡动频率保持不变，始终等于转子的一阶临界转速，这种现象称为油膜振荡。,处理方法： 1、在振荡发生时，提高油温，降低润滑油的粘度。 2、使轴颈处于较大的偏心率下工作，利用上瓦油压，使下瓦的载荷加大，从而提高轴瓦的稳定性。 3、调整轴承的相对高度。 4、改变轴承宽度或轴承形式。,汽流激振：由于汽轮机叶轮的叶顶间隙、汽封间隙的存在，蒸汽沿间隙流出，在不同间隙位置的泄漏量不均匀，导致蒸汽流动不均匀，形成了不对称的压力分布（圆周切向和轴向均存在），导致汽流激振的发生。主要表现为低频振动（0.5x），与转子一阶临界转速频率相吻合。 处理方法：提高检修工艺，使得间隙值均匀、符合设计要求；启动时延长暖机时间，减小胀差；调整进汽顺序，控制好调门开启顺序、开度和负荷；使用先进的汽封结构。,（二）不平衡（1x振动）： 不平衡的原因：质量不平衡即转子质量中心与轴线中心不重合。 材料内部组织不均，如铸件中有气孔，锻件中有些部分组织紧密，有些部分组织工作疏松等,转子不平衡的三种状态 (1)两段的重心g1、g2处于转子的同一侧，且在同一轴向截面内，如下图所示。静止时转子重心g受地心引力的作用，转子不能在某一位置保持稳定，这种情况称为静不平衡。,转子不平衡的三种状态 (2)两段的重心g1、g2处在同一轴向截面内转子的两侧，如下图所示。若g1r=c2r则转子处于静平衡状态。但转动时，其离心力形成一个力偶，转子产生振动，这种情况称为动不平衡。,转子不平衡的三种状态 (3)两端的重重心g1与g2不在同一轴向截面内，如下图所示。这种情况既存在静不平衡，又存在动不平衡，称此情况为混合不平衡。,现场20%的振动是该类型（1x）的振动，这种振动常见也很复杂。 1、转子弯曲（由于间隙没有调整好，导致转子工况发生变化时摩擦，在轴局部产生过热而导致转子的暂时性弯曲、永久性弯曲） 处理方法：转子做动平衡，必要时校直转子。 转子发生暂时性弯曲时须增加暖机时间，切不可动平衡。 2、转子质量不平衡（转子材质不均匀、加工精度低、叶轮结垢、叶片脱落等） 处理方法：除垢、修复，做转子动平衡,3、轴裂纹（由于应力集中或疲劳导致轴产生裂纹） 处理方法：修复、消除裂纹，做转子动平衡。 4、轴承压盖松动（螺栓紧力不足在振动下松动，并导致间隙增大） 处理方法：复测轴承间隙和紧力，锁紧各部件螺栓。,（三）轴系不对中： 1、联轴器对中不良，导致张口大、轴线中心不平衡，使轴系产生同步振动，主要表现为2x为主，1x和3x为辅的波形。 处理方法：首先检查联轴器对中情况，重新找中心； 其次检查各轴瓦标高，看是否有基础或台板下沉不均匀现象，根据不同轴瓦的支撑情况调整高度，平均分配轴瓦的负荷。,2、转子径向裂纹（较为严重时），由于应力集中或疲劳产生裂纹而没有及时处理，使裂纹加重致使轴系产生同步振动，主要表现为2x为主，1x和3x为辅的波形。 处理方法：处理裂纹、修复轴；或换轴。 3、径向轴承严重损坏，由于安装工艺、设计承载能力过低、润滑不良、润滑剂中含有杂质或轴承质量问题导致轴承受交变力冲击，导致轴承载荷刚度下降，造成轴系不能对中，主要表现为2x为主，1x和3x为辅的波形。 处理方法：更换轴承，并检查供油管道（润滑剂）。,第三节、平衡方法,平衡方法： 1.静平衡：在转子一个校正面上进行校正平衡,又称单面平衡.,2.动平衡：在转子两个校正面上同时进行校正平衡,又称双面平衡.,平衡原则：只要在满足转子平衡后用途需要地前提下，能做静平衡地，则不要做动平衡，能做动平衡地,则不要做静动平衡。 因为，静平衡要比动平衡容易做，动平衡消除振动效果比静平衡好。,平衡方法地确定 1）径宽比： 静平衡 (径宽比(d/b )5) 动平衡 (径宽比(d/b )5 ),转子静不平衡的种类有两种： 显著不平衡（明显不平衡） 不显著不平衡（隐性不平衡）,显著不平衡当转子产生质量偏心时，若转子承受的转动力矩大于轴和导轨之间的滚动摩擦力矩，则转子就要转动，使原有的不平衡重量位于轴的正下方，这种不平衡称为显著不平衡。 不显著不平衡当转子产生质量偏心时，若转子承受的转动力矩小于轴和导轨之间的滚动摩擦力矩，转子虽有转动趋势，但不能使不平衡重量转向轴的正下方，这种不平衡称为不显著不平衡。,找静平衡：两次加重法 1、找转子不平衡重量的方向，确定应加重的位置。,转子放在静平衡台的轨道上,往复滚动数次, 则重的一侧必然垂直向下,如数次的结果均一致,即下方就是转子不平衡重量g的置，定此点为a。a的对称方向,为试加平衡重量的位置,定该点为b（即为加平衡重量的位置）。,（2）做第一次试加重，求s值。 将ab置于水平位置，在b点加s，使ao向下转动300450，将s取下称重，并做好记录。,（3）做第二次试加重，求p值。 把s置值还回原位，并让ab线转180，在b点加重s的基础上再加重量p，使ob线向下转动、该角度与第一次转动角度一致。取下p称重，并做好记录。,（4）计算应加加平衡重量 （5）检验：清除所有试加重。将q加在b点，用手轻轻盘动转子，让其自由停下，在转子的最下方作个记号，并重复数次，若停的位置比较分散，则说明显著