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經(jīng)驗交流 The exchange of experience

振動監(jiān)測及故障診斷在設(shè)備維修中的應(yīng)用（二）

3　狀態(tài)趨勢分析

　　狀態(tài)監(jiān)測的目的不僅是確定設(shè)備目前處于何種狀態(tài)，還為了進行趨勢分析，預(yù)測設(shè)備尚可安全運行期限，以指導(dǎo)設(shè)備檢修。

　　如洛陽機務(wù)段的不落輪對鏇床，是一臺集電、機械、液壓為一體的重型專用機床，因使用率高，且無替代設(shè)備，計劃小修周期為1個月。采用狀態(tài)監(jiān)測后，將齒輪箱中Ⅱ軸齒輪振動加速度注意值和危險值定為1.5 mm2/s和3.0mm2/s。自2002年11月測點振動一直正常，至2003年3月達到注意值，經(jīng)曲線擬合(如圖1)可知，在2003年4月將達到危險值，需停機檢修。通過狀態(tài)監(jiān)測，小修周期由原來的1個月延長至5個月，即確保了安全生產(chǎn)，又減少了停機檢修時間，增加了經(jīng)濟效益。

以上所采用的狀態(tài)監(jiān)測和趨勢分析，屬于簡易診斷，如要準(zhǔn)確判斷故障部位、類型、程度，則需利用頻譜分析，進行精密故障診斷。

　　4.1　不平衡故障診斷

　　4.1.1　故障原因及機理

　　造成不平衡的原因主要有:裝配不適當(dāng)、轉(zhuǎn)子上有附加物、轉(zhuǎn)子磨損、破裂或丟失部件、轉(zhuǎn)子彎曲、聯(lián)軸器不平衡等。

設(shè)轉(zhuǎn)子質(zhì)心為C，質(zhì)量為m，偏心距為e，角速度ω=2πf(f為轉(zhuǎn)動頻率)，在t時刻位移在直角坐標(biāo)系分量為x、y，如圖2所示，則轉(zhuǎn)子中心運動方程為:

4.1.2　不平衡故障的轉(zhuǎn)動特征

　　(1)振動頻率單一，振動方向以徑向為主，在工頻(1X)處有一最大峰值;

　　(2)頻譜圖中一般不含工頻(1X)的高次諧波(2X、3X……);

　　(3)當(dāng)ω<ωn時工頻振幅隨轉(zhuǎn)速增大而增大，當(dāng)ω>ωn后轉(zhuǎn)速增大振幅趨于一個穩(wěn)定值，當(dāng)ω接近ωn時發(fā)生共振，振動幅較大，這是不平衡的重要特征。

　　4.2　不對中故障診斷

　　4.2.1　故障原因及機理

　　不對中可分為平行不對中、偏角不對中兩種。

如圖3所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸線之間存在徑向位移時，聯(lián)軸器的中間齒套與半聯(lián)軸器組成移動幅，中間齒套的中心作圓周運動。如圖4設(shè)A為主動轉(zhuǎn)子的軸心投影，B為從動轉(zhuǎn)子的軸心投影，AK為中間齒套與主動軸的連線，BK為中間齒套與從動軸的連線，AK垂直BK。設(shè)AB長為D，K點坐標(biāo)為K(x，y)，取θ為自變量，則有:

由于中間齒套的角速度等于軸的轉(zhuǎn)速，即dθ/dt=ω，所以K點繞圓周中心運動的角速度為ωk=2V/D=2ω

　　由上式知，K點的轉(zhuǎn)動為轉(zhuǎn)子角速度的2倍，因此當(dāng)轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時，就會產(chǎn)生很大的離心力，激勵轉(zhuǎn)子產(chǎn)生徑向振動，其振動頻率為轉(zhuǎn)子工頻的2倍。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸線之間存在偏角時，偏角不對中使聯(lián)軸器附加一個彎矩，彎矩的作用是力圖減小兩軸中心線的偏角。軸旋轉(zhuǎn)一周，彎矩作用方向交變一次，因此，偏角不對中增加了轉(zhuǎn)子的軸向力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生工頻振動。

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