现场动平衡仪在设备故障诊断中的应用

　　1 概 述

　　旋转设备的动平衡问题, 是设备运行维护中常见问题。一般判断不平衡故障的方法: 有频谱分析法、震源方向判断法、相位判断法, 也可以根据温度计显示值来判断, 当振动剧烈时, 机组运行时的声响也会发生明显变化。要准确掌握振动情况, 目前来看, 有多种比较先进的振动数据采集器, 可绘制频谱、波型及滑动轴承设备的轴心轨迹等, 也有便携式测振表, 使用振幅是否超标的方法进行简单判断。现场动平衡仪不但可以辅助判断转子动平衡状态, 也可以测量振动相位, 对需加配重的质量数据计算更为准确可靠, 是兼有判断功能及处理功能的解决动不平衡故障的理想工具。

　　过去人们习惯于转子离机平衡, 即在专门的动平衡机上进行平衡。这样做需要揭盖、拆卸、运输转子等工序。检修时间长, 工序复杂, 费用高, 对大型转子尤其困难。现场动平衡技术缩短了检修时间, 降低了修理费用, 减少了停机损失; 检验平衡效果和精度直观准确, 且平衡成本低, 因此, 人们普遍推崇现场动平衡技术。

　　2 动不平衡振动故障的类型

　　旋转设备动平衡试验调整的范围很广泛, 包括转子质心偏离几何中心线或回转中心调整、部件劣化检测等。对于转轴、电机转子的质心偏离几何中心线或回转中心的情况, 在进行静平衡试验后, 不再纳入动平衡调整。转子叶轮的质心偏离几何中心线或回转中心的情况, 虽然在设备安装前进行了静平衡试验, 但随着设备运转、叶轮磨损, 质心偏离几何中心线或回转中心的情况仍然会出现, 因此成为动平衡试验调整的重要内容。旋转设备动平衡调整范围主要有以下几种情况:

　　( 1) 对于转轴的质心偏离几何中心线或回转中心, 形成力偶的不平衡情况;

　　( 2) 电机转子的质心偏离几何中心线或回转中心, 形成力偶的不平衡情况;

　　( 3) 设备投入运行后, 磨损使叶轮的质心偏离几何中心线或回转中心, 形成力偶的不平衡情况。

　　3 动不平衡故障辨识

　　诊断动不平衡故障的基本方法, 首先必须分析信号的频率成分, 是否存在转频突出的情况, 其次分析振动的方向特征, 必要时再分析振幅随转速的变化或测量相位。在频谱分析方法中, 动不平衡故障的特点为:

　　( 1) 振动波形接近正弦波;

　　( 2) 振动频率以 1X 转频振动为主, 有时也有 2X、3X转频振动;

　　( 3) 轴心轨迹近似圆形, 主要是针对使用滑动轴承的旋转设备;

　　( 4) 在两个轴承处均产生较大的径向振动, 一般以水平径向为主, 不平衡严重时, 还会产生较大的轴向振动;