旋转机械常见振动故障及原因分析.docx

旋转机械常见振动故障及原因分析旋转机械是指主要依靠旋转动作完成特定功能的机械，典型的旋转机械有汽轮机、燃气轮机、 离心式和轴流式压缩机、风机、泵、水轮机、发电机和航空发动机等，广泛应用于电力、石 化、冶金和航空航天等部门大型旋转机械一般安装有振动监测保护和故障诊断系统，旋转机械主要的振动故障有不平衡、 不对中、碰摩和松动等，但诱发因素多样本文就旋转设备中，常见的振动故障原因进行分 析，与大家共同分享一、旋转机械运转产生的振动机械振动中包含着从低频到高频各种频率成分的振动，旋转机械运转时产生的振动也是同样 的轴系异常（包括转子部件）所产生的振动频率特征如表1/生频率主要异常现象振诃骑征不平衡将子轴必线周围成量蜂布不均拿； 振池题率与旋睑粒率一致，不对中眠魅器建窒的两糖中心携情移；振南地率与旋转频军一莪戢与旋砖颈率 成倍基础螺丝!&面或辅段磨撮引起的撮面； 振前原军舍春牌寝秘率的高次成分*油境振筋宅发生在定制笙建的滑动袖事上； 是因璃戳的力学待征引曲的振烈； 振团频军是郭前日有额率.中濒压力脉面在柔、风扒辱产生匝力的纳构中，奇次 满轮通过寤壳削位，流体、压力变 当压力机构有异常时就■产生压方脉功*I 片通眼训岫流式就陶心式田缩粗中，透平运行时. 由于莉静叶片间干涉；叶轮和导叶间干 选.嗖头和叶抡间干地号1起的振卸.高领r浊流体机械中，由于局部隹力降圈，产堪 二［湛，气海伍力盾高，破灭股即产生高 馈振助并有音晌。

流尊音流阵机瞬中，因压力扒构畀晓或密封机 枢界陪等产生的一伸涡流,一般是随机 高频振祐和音OR.二、振动故障原因分析1、旋转失速旋转失速是压缩机中最常见的一种不稳定现象当压缩机流量减少时，由于冲角增大，叶栅 背面将发生边界层分离，流道将部分或全部被堵塞这样失速区会以某速度向叶栅运动的反 方向传播实验表明，失速区的相对速度低于叶栅转动的绝对速度，失速区沿转子的转动方向以低于工 频的速度移动，这种相对叶栅的旋转运动即为旋转失速旋转失速使压缩机中的流动情况恶化，压比下降，流量及压力随时间波动在一定转速下， 当入口流量减少到某一值时，机组会产生强烈的旋转失速强烈的旋转失速会进一步引起整 个压缩机组系统产生危险性更大的不稳定气动现象，即喘振此外，旋转失速时压缩机叶片 受到一种周期性的激振力，如旋转失速的频率与叶片的固有频率相吻合，将会引起强烈振动， 使叶片疲劳损坏造成事故旋转失速故障的识别特征：1） 振动发生在流量减小时，且随着流量的减小而增大；2） 振动频率与工频之比为小于1X的常值；3） 转子的轴向振动对转速和流量十分敏感；4） 排气压力有波动现象；5） 流量指示有波动现象；6） 机组的压比有所下降，严重时压比可能会突降；7） 分子量较大或压缩比较高的机组比较容易发生。

2、喘振旋转失速严重时可以导致喘振喘振除了与压缩机内部的气体流动情况有关，还同与之相连 的管道网络系统的工作特性有密切的联系压缩机总是和管网联合工作的为了保证一定的流量通过管网，必须维持一定压力来克服管 网的阻力机组正常工作时的出口压力是与管网阻力相平衡的但当压缩机的流量减少到一 定值时，出口压力会很快下降由于管网容量较大，管网中的压力并不马上降低于是，管 网中的气体压力反而大于压缩机的出口压力，此时，管网中的气体就倒流回压缩机，一直到 管网中的压力下降到低于压缩机出口压力为止这时，压缩机又开始向管网供气，压缩机的 流量增大，恢复到正常工作状态当管网中的压力又回到原来的压力时，压缩机的流量又减 少，系统中的流体又倒流如此周而复始，就产生了喘振现象喘振故障的识别特征：1） 产生喘振故障的对象为气体压缩机组或其它带长管道、容器的气体动力机械；2） 喘振发生时，机组的入口流量小于相应转速下的最小流量；3） 喘振时，振动的幅值会大幅度波动；4） 喘振时，振动的特征频率一般在1-15Hz之内；与压缩机后面相联的管网及容器的容积大小成反比；5） 机组及与之相连的管道等附着物及地面都发生强烈振动；6） 出口压力呈大幅度的波动；7） 压缩机的流量呈大幅度的波动；8） 电机驱动的压缩机组的电机电流呈周期性的变化；9） 喘振时伴有周期性的吼叫声，吼叫声的大小与所压缩气体的分子量和压缩比成正比。

压缩机存在旋摇失速肘的波形频谱3、流体动力激振旋叶片通过频率（BPF）=叶片数目乂转速频率在泵、风机和压缩机中，这种叶片通过频率 总是有的，通常不成为故障但是，如果泵中旋转叶片与静止的扩压器之间的间隙在圆周方 向上不均匀，就可能产生大幅值的叶片通过频率（BPF）及其谐波频率有时叶片通过频率（BPF）或其谐波频率与系统的某自然频率一致，产生较大振动如果叶轮摩擦环卡住轴承， 或者焊接固定的扩压器叶片损坏，则可能产生大的叶片通过频率（BPF）振动管道的突然 弯曲会妨碍流体流动，阻尼器、泵或风机转子与其壳体中心不重合都会引起叶片通过频率（BPF）的大振动4、紊流 风机中由于风机流道或管道中空气的压力或速度变化，常常出现紊流，随之产生随机的低频 振动低频振动在50-2000r/min频率范围内比较典型，过大的紊流也可能激起宽带高频振 动5、气穴气穴通常随机产生较高频率的宽带能量，有时伴有叶片通过频率的谐波频率气穴通常是进 口流量不足引起的存在气穴时，常常发出像卵石通过泵时的声音如果不采取措施排除， 气穴会局部侵蚀叶轮的叶片澹图心三、加强检测与预防为使机械设备的异常在初期阶段就能被发现，必须对设备进行定期检测，检测周期的长短要 视异常程度大小而定。

异常严重的必须缩短检测周期这一点非常重要，但是，过分缩短检 测周期是不经济的决定检测周期时必须注意：•设备过去的异常履历和发生异常的周期•设备的劣化速度对过去有异常履历的设备，检测周期应为发生周期的1/10以下而像磨损故障这一类劣化 是慢慢进行的设备，检测周期即使长一点也是足够的但是对于高速旋转体，故障一旦产生 立即会导致故障的设备，希望每天检测或监测以下是各类设备的标准检测周期（是一个基本周期），如检测数据变化加剧或达到判定基准 的注意区域时，必须缩短检测周期高速旋席机械透平压缩机（气蛇压缩机 煤气透平机（脱气蛇机〉 蒸汽透平机每日一般旋乾机械亲、，风丽、鼓风机 蒸汽谶平机每周一般情况下，轴承劣化初期，劣化是慢慢进展的，这时如不作适当处置，劣化就会激烈进展 因此，对轴承来说，检测周期应比其它设备或部件短，尽可能每天检测较放心另外，检测 周期不应固定不变如果，检测值同判定基准对照处在很正常状态时，则周期可固定不变， 但当进入注意区域时，检测周期应缩短，这一点很重要。