支撐剛度減弱引起的振動(dòng)甄別
機(jī)械松動(dòng)的類別、及松動(dòng)程度的不同,其響應(yīng)也有很大不同,***顯著的特征是非線性反應(yīng)的強(qiáng)弱,另外振動(dòng)具有局限性,正常情況下只表現(xiàn)在松動(dòng)的轉(zhuǎn)子上。機(jī)械松動(dòng)造成的影響主要為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)剛度減弱,所以支撐剛度本身不足的故障與支撐松動(dòng)特征基本相符,因此將部分常見支撐剛度故障在此一并加以介紹。
支撐剛度減弱引起的振動(dòng)甄別
軸承座的振動(dòng)特性應(yīng)符合下圖所示規(guī)則,振動(dòng)幅值由軸承座底部到頂部振動(dòng)逐漸增大;空側(cè)到負(fù)荷側(cè)振動(dòng)逐漸增大;軸承座左、右兩側(cè)同一***度處兩點(diǎn)振動(dòng)應(yīng)該相等,振動(dòng)應(yīng)該對(duì)稱分布;接近轉(zhuǎn)軸部位的振動(dòng)大于平行并遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸部位的振動(dòng)幅值,如電機(jī)軸承端蓋和機(jī)殼振動(dòng)。當(dāng)所測(cè)振幅與上述特性不符,通常預(yù)示著某部位支撐剛度存在問(wèn)題。
1當(dāng)設(shè)備的某一個(gè)地腳存在松動(dòng)現(xiàn)象時(shí):
該地腳振動(dòng)幅值明顯大于該軸承座其它地腳振動(dòng),以外伸轉(zhuǎn)子為例,葉輪側(cè)軸承座兩邊地腳振動(dòng)幅值基本相等,而聯(lián)軸器側(cè)軸承座兩邊地腳振動(dòng)幅值基本相等,由于負(fù)荷集中在葉輪側(cè),所以葉輪側(cè)地腳振動(dòng)幅值將明顯***于聯(lián)軸器側(cè)。若其中一地腳振動(dòng)幅值明顯大于該軸承座其它地腳振動(dòng)說(shuō)明存在松動(dòng)問(wèn)題。
2.結(jié)合面松動(dòng)故障
測(cè)量相鄰兩結(jié)合面之間的振動(dòng)幅值應(yīng)基本相等,幅值差通常小于8μm,超出該范圍,幅值差越大,松動(dòng)越嚴(yán)重。如下圖所示:
3地腳臺(tái)版自身剛度不足故障
***先用上述方法確定地腳存在剛度薄弱問(wèn)題,然后進(jìn)一步進(jìn)行測(cè)試、確認(rèn)臺(tái)版自身剛度不足。如圖5:電機(jī)地腳與臺(tái)板上側(cè)振動(dòng)較大,幅值相同,而臺(tái)板上側(cè)與中間部位振動(dòng)幅值相差懸殊,臺(tái)板下側(cè)與基礎(chǔ)振動(dòng)幅值良好且幅值基本相同,說(shuō)明剛度薄弱點(diǎn)在臺(tái)板中間位置。
下圖為油田注水泵,電機(jī)底座滑道支撐剛度不足是該類設(shè)備電機(jī)振動(dòng)的主要原因之一,示意圖中省略了各部位的測(cè)量,突出標(biāo)注了滑道剛度不足部位及與之比較部位的振幅,電機(jī)地腳與滑道振動(dòng)基本相同,說(shuō)明螺栓連接緊密,滑道與基礎(chǔ)連接部位振幅較小且?guī)缀跸嗟龋乐虚g部位與基礎(chǔ)振幅相差懸殊,說(shuō)明滑道中間部位支撐剛度不足為主要故障原因。在實(shí)際測(cè)量時(shí),應(yīng)全面測(cè)量各部位的振幅,如各個(gè)地腳及結(jié)合面、框架的各部位等,有時(shí)可能同時(shí)存在兩種或兩種以上的松動(dòng)故障。
4地腳接觸面積不足引起的剛度不足故障
雖然地腳螺栓連接緊密,而且基礎(chǔ)及墊鐵良好,但由于地腳墊片接觸面積較小,致使地腳懸空面積過(guò)大,導(dǎo)致大負(fù)荷情況下支撐剛度不足。如下圖所示,從各測(cè)量振動(dòng)幅值可以看出,電機(jī)地腳螺處地腳和基礎(chǔ)振動(dòng)基本相同,說(shuō)明螺栓連接緊密,且基礎(chǔ)剛度良好,但懸空部位振動(dòng)較大,說(shuō)明振動(dòng)主要由電機(jī)前端懸空面積過(guò)大造成。示意圖中紅色三角型為臨時(shí)處理措施所加斜鐵,加裝斜鐵后振動(dòng)良好。
現(xiàn)場(chǎng)同型號(hào)設(shè)備共有九臺(tái),電機(jī)地腳安裝方式相同,但唯***該設(shè)備電機(jī)振動(dòng)超標(biāo),主要原因?yàn)樵撛O(shè)備改造后,泵與電機(jī)之間增加了一臺(tái)大型永磁調(diào)速器,增加了電機(jī)負(fù)荷。
5.轉(zhuǎn)子支撐整體剛度不足故障
箱體式支撐旋轉(zhuǎn)設(shè)備,如下圖,由于安裝方便,一些中小型企業(yè)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備多采用該支撐方式,但60%以上都存在著支撐剛度不足問(wèn)題,甚至表現(xiàn)出柔性支撐特性,該設(shè)備支撐問(wèn)題特點(diǎn)為:地腳連接螺栓不足以緊固箱體支撐;即使地腳螺栓連接緊密,由于箱體整體靜剛度不足,所以箱體及設(shè)備振動(dòng)依然劇烈;當(dāng)箱體剛度存在嚴(yán)重不足時(shí),其固有頻率可能會(huì)低于轉(zhuǎn)速頻率,升速過(guò)程中將出現(xiàn)劇烈振動(dòng),當(dāng)越過(guò)共振頻率后振動(dòng)逐漸減小,現(xiàn)在由于電機(jī)變頻調(diào)速的普遍應(yīng)用,有時(shí)候運(yùn)行轉(zhuǎn)速可能接近或落入共振頻率范圍,因此導(dǎo)致該設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。
另外由焊接而成且支撐較***的新安裝設(shè)備容易出現(xiàn)支撐剛度不足故障。振動(dòng)特征與箱體支撐相同,但通過(guò)焊接加強(qiáng)筋進(jìn)行處理。
6.基礎(chǔ)凹凸不平引起某地腳剛度不足故障
此類故障一般發(fā)生在新安裝設(shè)備或更換不同型號(hào)設(shè)備后,由于基礎(chǔ)某部分的突起致使設(shè)備地腳不能緊密接觸,特別是更換不同型號(hào)設(shè)備事時(shí),由于設(shè)備底座形式不同,所以與基礎(chǔ)的接觸部位發(fā)生改變,若恰巧接觸位置有突起部分,將使某地腳處于懸空狀態(tài)。此類故障的診斷方法與地腳松動(dòng)相同。
7.地腳墊片引起的軟腳故障
聯(lián)軸器找中心時(shí),某地腳往往會(huì)墊很多墊片,有的甚至多達(dá)近20片,在一定負(fù)荷以下,其對(duì)支撐剛度并無(wú)明顯減弱現(xiàn)象,但負(fù)荷增大到一定程度時(shí),一定厚度的墊片將產(chǎn)生類似彈簧的效應(yīng),從而降低該地腳的支撐剛度。其診斷方法同地腳螺栓松動(dòng)。
8.振動(dòng)與負(fù)荷的關(guān)系
以上各類支撐剛度故障有一共同特點(diǎn),與設(shè)備負(fù)荷存在直接關(guān)系,設(shè)備存在剛度不足問(wèn)題時(shí),在一定負(fù)荷以下并不一定會(huì)得到體現(xiàn),比如電機(jī)空試時(shí)振動(dòng)良好,但連接被牽引設(shè)備后振動(dòng)超標(biāo)等,隨著負(fù)荷的增長(zhǎng),振動(dòng)逐漸增大。假如激振力相同,則剛度越薄弱振幅值越大。