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离心泵运行中联轴器转子不对中故障特征

发布时间:2019-10-25
波形在工频正弦波上存在次峰,其频率为两倍工频;轴心轨迹经提纯后呈现香蕉形或8字形;齿..

在旋转机械中,状态信息隐藏在振动信号中,包含设备各种异常或故障的信息,所以判断故障类型必须提取振动参数。对于连续运行的旋转机械可以在不停机的情况下对振动信号进行采集,以判断其运行状态,采用振动诊断方法实现监测与故障诊断;研究实践表明,将振动信号作为原油离心泵的监测与故障诊断的判断依据,对采集的信号进行分析,可以达到对设备故障进行非拆解诊断的目的,从而减少维修费用,经济效益良好。振动是设备运行过程中的一种属性,任何设备在运转过程中都会产生振动,只要振动数值在允许范围内都属于正常。如果振动出现异常,则可以判断设备出现了故障。在双吸式离心泵的各类故障中,很多故障都可以通过振动信息判断出来,如不平衡、不对中、轴弯曲、变形、基础松动、润滑油的减少等。因此振动这一迹象是机械故障诊断的重要信息。
  旋转机械的的转子系统一般由多个转子组成,转子间的联接件采用刚性或半挠性联轴节,由于转子之间的联轴器安装精度不够、轴承中心线与转轴中心线存在偏斜,或者转子承载后发生弯曲、转子与轴承的内隙过大等原因,这些因素作用下会造成转子之间对中不好,引起轴向振动和径向振动。除此之外,在制造、安装及运行过程中,安装误差、机壳受热膨胀、温度变化热变形等都能造成轴系不对中。
  轴系不对中包括联轴器不对中和轴承不对中这两种情况,此处说的轴系不对中是指联轴器不对中。轴系不对中可以分为以下几种类型:
  1)平行不对中平行不对中是指转子的轴线发生径向平行位移。
  平行不对中单独作用会产生径向振动,其频率为工频的两倍;
  2)偏角不对中偏角不对中是指两转子轴线发生相互交叉成一定角度(亦称偏角位移)。
  偏角不对中单独作用会产生附加弯矩引起轴向振动,其振动频率等于转子工频。
  3)平行偏角综合不对中 平行偏角综合不对中是指两转子的轴线发生交错位移。
  实际中遇到的轴系不对中情况,基本没有纯粹的平行不对中或纯粹的偏角不对中,而往往是这两种情况的综合,即转子轴线既有平行位移又有偏角位移,形成平行偏角不对中。因此,转子在旋转时,在联轴器旁的径向轴承上,会有一个附加径向力作用,其频率为两倍的工频,同时还会有一个附加轴向力作用于止推轴承上,其频率等于工频。在上述两种力的作用下,转子和支撑会发生径向振动和轴向振动,分别对应频率两倍的工频和一倍的工频。
  不对中的频谱还具有以下特征:
  1)振动信号特征 波形在工频正弦波上存在次峰,其频率为两倍工频;轴心轨迹经提纯后呈现香蕉形或8字形;齿式联轴器的频谱特征,主要表现为径向方向上的二倍频成分,如果存在角度不对中,还表现为轴向方向上的工频振动;刚性联轴器的频谱特征,频谱特征表现为两倍的转子回转频率,如果存在角度不对中,频谱特征则表现为转子的回转频率。若存在严重不对中,则可能产生较强的非线性。
  2)方向性 平行不对中引起的振动主要反应在径向方向上,角度不对中引起的振动,轴向振动值可能明显大于径向振动值。
  3)敏感参数 随转速变化明显;随负荷增大而增大;联轴器旁的轴承出现的振动较大(这是因为不对中时联轴节两侧轴承的支撑负荷将有很大变化)。
  转子不对中会造成如下后果:
  a)会在转子上产生附加弯矩并对轴承产生附加载荷,各轴承之间的负荷因此重新分配,分配不均导致部分轴承因过载损坏。
  b)会引发联轴器疲劳。
  c)对于滑动轴承的场合,会引起油膜失稳。

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