大唐马头热电公司转机振动培训1

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1、 振动在设备故障中占了很大比重，是影响设备安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。振动又是设备的全、稳定运行的重要因素。振动又是设备的“体温体温计计”，直接反映了设备健康状况，是设备安全评估的，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。得不稳定，都说明设备出现了一定程度的故障。 振动的危害：振动的危害：1 1、转机动静部件碰磨；、转机动静部件碰磨

2、；2 2、部件的疲劳损坏；、部件的疲劳损坏；3 3、连、连接或紧固件的断裂与松脱；接或紧固件的断裂与松脱；4 4、损坏基础和周围的建、损坏基础和周围的建筑物；筑物；5 5、降低机组的经济型；、降低机组的经济型；6 6、影响运行人员健康、影响运行人员健康( (噪音等噪音等) )。振动：振动：是指物体围绕其平衡位置作是指物体围绕其平衡位置作往复交替的运动。往复交替的运动。振动的表达：振动的表达：完整的表达一个振动，通常需要三个方面：完整的表达一个振动，通常需要三个方面： 振幅振幅 频率频率 相位相位振幅振幅：振动：振动的幅度，表的幅度，表明了振动的明了振动的强度和振动强度和振动能量水平，能量水平，

3、是判断设备是判断设备运行状态优运行状态优劣的主要指劣的主要指标。标。实际工作中测量的振动幅度分别用振动位移、振动烈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。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（位是微米（m），其反映了振动间隙的大小；），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，单位振动烈度又称为振动速度，量值用有效值表示，单位是毫米是毫米/秒（秒（mm/s），其反映了振动能量的大

4、小；），其反映了振动能量的大小；振动加速度量值是单峰值，单位是米振动加速度量值是单峰值，单位是米/秒平方（秒平方（m/s2），其反映了振动冲击力的大小。，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。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。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），振动速度率越高（往返

5、次数越多，要求的时间越短），振动速度越大（走的越快）。越大（走的越快）。2振动烈度一定时，频率越高，振动值越小。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（往返次数越多），振动值越小（离中心线两边的距离越短）。越短）。在低频范围内，振动强度与位移成正比；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程时间长，速度和加

6、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。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。，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，单位振动频率：振动体每秒钟振动循环的次数，单位是赫兹（是赫兹（Hz）。）。振动周期：振动体完成一个振动循环所需要的时振动周期：振动体完成一个振动循环所需要的时间，单位是秒（间，单位是

7、秒（s）。）。1、振动周期、振动周期T：单位：单位s（秒）（秒）2、振动频率、振动频率f：单位：单位Hz（赫兹）（赫兹）12Tf12fT振动频率也可以用转速频率的倍数来表示，称为倍频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，如倍频就是转速频率的倍数，如1倍频（倍频（1X）、）、2倍频（倍频（2X）、）、0.5倍频（倍频（0.5X）N倍频（倍频（NX）。）。例如：汽轮机转速是例如：汽轮机转速是3000r/min，则其，则其 转速频率转速频率=3000r/min60s=50Hz 1倍频为倍频为50Hz（也叫工频、基频）；（也叫工频、基频）； 2倍频为倍频为100Hz；

8、 0.5倍频为倍频为25Hz（也叫半频）（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（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）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。振动波形是复杂的、叠加的波形。选频振动：经过选频振动：经过FFT处理后从通处理后从通频振动中分解出频振动中分解出来的、有规律的来的、有规律的单一正弦波的各单一正弦波的各种不同频率的振种不同频率的振动。动。相位：在给定时刻振动体被测点相对于固定相位：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（参考点的角位置

9、，单位是度（）。）。相位是振动在时间先后和空间位置关系上相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。衡）往往起到关键作用。振动产生的原因分类：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

10、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我们日常工作中常遇到的机械振动的来源1 1、机器零件的制造公差、机器零件的制造公差2 2、组装时的间隙、对中情况、组装时的间隙、对中情况3 3、零件间的摩擦、零件间的摩擦4 4、旋转不平衡、旋转不平衡 等等頻 譜 分 析 儀振 動 計對 心 不 良軸 承 異 常轉 子 不 平

11、 衡軸 彎 曲合 成分 解振 動 計 實 際 所 測 得 的 振 動 波 形頻 譜 分 析軸 彎 曲轉 子 不 平 衡軸 承 異 常對 心 不 良頻 率振幅油膜振动油膜振动不平衡不平衡轴中心不对中轴中心不对中或零件松动或零件松动零件松动的谐波零件松动的谐波轴承故障的边频轴承故障的边频轴承故障轴承故障摩擦摩擦1X2X3X4X（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

12、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

13、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

14、、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

15、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

16、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

17、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）。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静平衡：在转子一个校正面上进行校正平衡衡,又称单面平衡又称单面平衡.2.动平衡：在转子两个校正面上同时进行校动平衡：在转子两个校正面上同时进行校正平衡正平衡,又称双面平衡又称双面平衡.平衡原则：只要在满足转子平衡后用平衡原则：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，能做动平衡地不要做动

18、平衡，能做动平衡地,则不要则不要做静动平衡。做静动平衡。因为，静平衡要比动平衡容易做，动因为，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。平衡消除振动效果比静平衡好。平衡方法地确定平衡方法地确定1 1）径宽比：）径宽比： 静平衡静平衡 ( (径宽比径宽比(D/b )(D/b )5)5) 动平衡动平衡 ( (径宽比径宽比(D/b )(D/b )5 )5 )转子静不平衡的种类转子静不平衡的种类有两种：有两种：显著不平衡（明显显著不平衡（明显不平衡）不平衡）不显著不平衡（隐不显著不平衡（隐性不平衡）性不平衡） 显著不平衡显著不平衡当转子产生质量偏心时，若转子承当转子产生质量偏心时，若转子承

19、受的转动力矩大于轴和导轨之间的滚动摩擦力矩，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。下方，这种不平衡称为显著不平衡。 不显著不平衡不显著不平衡当转子产生质量偏心时，若转子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，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。的正下方，这种不平衡称为不显著不平衡。找静平衡：两次加重法找静平

20、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、找转子不平衡重量的方向，确定应加重的位置。置。转子放在静平衡台的轨道上转子放在静平衡台的轨道上, ,往复滚动数次往复滚动数次, , 则重的一侧必然垂直向下则重的一侧必然垂直向下, ,如数次的结果均如数次的结果均一致一致, ,即下方就是转子不平衡重量即下方就是转子不平衡重量G G的置，定此的置，定此点为点为A A。A A的对称方向的对称方向, ,为试加平衡重量的位置为试加平衡重量的位置, ,定该点为定该点为B B（即为加平衡重量的位置）。（即为加平衡重量的位置）。（2）做第一次试加）做第一次试加重，求重，求S值。值。将将AB置于水平位置置

21、于水平位置，在，在B点加点加S，使，使AO向下转动向下转动300450，将，将S取下取下称重，并做好记录称重，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）计算应加加平衡重量（5）检验：清除所有试加重。将）检验：清除所有试加重。将Q加在加在B点，用手轻点，用手轻轻盘动转子，让其自由停下，在转子的最下方作个轻盘动转子，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，则说明记号，并重复数次，若停的位置比较分散，则说明显著不平衡已经消除。显著不平衡已经消除。2SQP 动平衡动平衡离线平衡（平衡机平衡）离线平衡（平衡机平衡）特点：精度高、影响因素少、平衡过程快；转机自停特点：精度高、影响因素少、平衡过程快；转机自停运到恢复运行用时长；运到恢复运行用时长；P P：试加重量：试加重量Kg Kg ；G G：转子质量：转子质量KgKg；X X：初始振幅：初始振幅m m ；r r ：试加重半径：试加重半径m m；N N：平衡转速：平衡转速r/minr/min；23000nr84GXP）（）（ ：试加重角度； ：原始振动相位； ：鉴相器与拾振器夹角； ：滞后角；H：振动高点；P:重点；W：试加重；o180-