離心泵運行中聯軸器轉子不對中故障特征

發布時間：2019-10-25

在旋轉機械中，狀態信息隱藏在振動信號中，包含設備各種異常或故障的信息，所以判斷故障類型提取振動參數。對于連續運行的旋轉機械可以在不停機的情況下對振動信號進行采集，以判斷其運行狀態，采用振動診斷方法實現監測與故障診斷；研究實踐表明，將振動信號作為原油離心泵的監測與故障診斷的判斷依據，對采集的信號進行分析，可以達到對設備故障進行非拆解診斷的目的，從而減少維修費用，經濟效益良好。振動是設備運行過程中的一種屬性，任何設備在運轉過程中都會產生振動，只要振動數值在允許范圍內都屬于正常。如果振動出現異常，則可以判斷設備出現了故障。在雙吸式離心泵的各類故障中，很多故障都可以通過振動信息判斷出來，如不平衡、不對中、軸彎曲、變形、基礎松動、潤滑油的減少等。因此振動這一跡象是機械故障診斷的重要信息。
　　旋轉機械的的轉子系統一般由多個轉子組成，轉子間的聯接件采用剛性或半撓性聯軸節，由于轉子之間的聯軸器安裝精度不夠、軸承中心線與轉軸中心線存在偏斜，或者轉子承載后發生彎曲、轉子與軸承的內隙過大等原因，這些因素作用下會造成轉子之間對中不好，引起軸向振動和徑向振動。除此之外，在制造、安裝及運行過程中，安裝誤差、機殼受熱膨脹、溫度變化熱變形等都能造成軸系不對中。
　　軸系不對中包括聯軸器不對中和軸承不對中這兩種情況，此處說的軸系不對中是指聯軸器不對中。軸系不對中可以分為以下幾種類型：
　　1)平行不對中平行不對中是指轉子的軸線發生徑向平行位移。
　　平行不對中單獨作用會產生徑向振動，其頻率為工頻的兩倍；
　　2)偏角不對中偏角不對中是指兩轉子軸線發生相互交叉成角度(亦稱偏角位移)。
　　偏角不對中單獨作用會產生附加彎矩引起軸向振動，其振動頻率等于轉子工頻。
　　3)平行偏角綜合不對中　平行偏角綜合不對中是指兩轉子的軸線發生交錯位移。
　　實際中遇到的軸系不對中情況，基本沒有純粹的平行不對中或純粹的偏角不對中，而往往是這兩種情況的綜合，即轉子軸線既有平行位移又有偏角位移，形成平行偏角不對中。因此，轉子在旋轉時，在聯軸器旁的徑向軸承上，會有一個附加徑向力作用，其頻率為兩倍的工頻，同時還會有一個附加軸向力作用于止推軸承上，其頻率等于工頻。在上述兩種力的作用下，轉子和支撐會發生徑向振動和軸向振動，分別對應頻率兩倍的工頻和一倍的工頻。
　　不對中的頻譜還具有以下特征：
　　1)振動信號特征　波形在工頻正弦波上存在次峰，其頻率為兩倍工頻；軸心軌跡經提純后呈現香蕉形或8字形；齒式聯軸器的頻譜特征，主要表現為徑向方向上的二倍頻成分，如果存在角度不對中，還表現為軸向方向上的工頻振動；剛性聯軸器的頻譜特征，頻譜特征表現為兩倍的轉子回轉頻率，如果存在角度不對中，頻譜特征則表現為轉子的回轉頻率。若存在嚴重不對中，則可能產生較強的非線性。
　　2)方向性　平行不對中引起的振動主要反應在徑向方向上，角度不對中引起的振動，軸向振動值可能明顯大于徑向振動值。
　　3)敏感參數　隨轉速變化明顯；隨負荷增大而增大；聯軸器旁的軸承出現的振動較大(這是因為不對中時聯軸節兩側軸承的支撐負荷將有很大變化)。
　　轉子不對中會造成如下后果：
　　a)會在轉子上產生附加彎矩并對軸承產生附加載荷，各軸承之間的負荷因此重新分配，分配不均導致部分軸承因過載損壞。
　　b)會引發聯軸器疲勞。
　　c)對于滑動軸承的場合，會引起油膜失穩。