油膜轴承的故障机理与诊断课件.pptxVIP

第八章旋转机械的振动监测与故障诊断

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一、旋转机械振动的基本特性

1.转子振动的基本特性

旋转机械的主要部件是转子，其结构样式虽然多种多样，但对一些简单的旋转机械来说，为分析和计算方便，一般都将转子的力学模型简化为一圆盘装在一无质量的弹性转轴上，转轴两端由刚性的轴承和轴承座支撑。

2.临界转速及其影响因素

定义：机器转速上升到一定的程度后，振动就大得使机组无法继续工作，即所谓的临界转速。在临界点转速发生的剧烈的振动与共振是不同的物理现象。

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第一节旋转机械常见故障及机理

如果机器的周期小于临界转速，则称为刚性轴；如果工作转速高于临界转速，则成为柔性轴。

3.转子轴承系统的稳定性

油膜涡动和油膜振荡。

在工程实践中，常用对数的衰减来判断系统的稳定性。

4.扭转振动

径向振动和轴向振动。扭转故障常见于电力系统汽轮发电机组，石油行业使用的烟机也时发生。扭转振动形式按频率特征分：同步共振、超同步共振和振荡扭振扭动三种。

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临界转速的公式：

二、转子不平衡的故障机理与诊断

转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障。

不平衡的种类：原始不平衡、渐发性不平衡、突发性不

平衡。

诊断方法：包括以下方面的内容特征频率、振动方向、

矢量区域。

敏感参数：振动随转速变化。(见表8-2,3)

WXKC_08_FFT_RotorUnbalance

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三、转子不对中故障机理与诊断

大型机组通常由多个转子组成，各转子之间用联轴器联接构成轴系，传递运动和转矩。只有不对中故障的转子系统在其运转过程中将产生一系列有害于设备的动态效应。

1.转子不对中的类型

转子不对中包括轴承不对中和轴系不对中两种情况。机组各转子之间用联轴节连接时，如不处在同一直线上，就称为轴系不对中。通常所讲的不对中多指轴系不对中。

2.不对中振动的机理

大型高速旋转机械常用齿式联轴器，中小设备多用固定式刚性联轴器。转子高速运行的时候，就会产生很大的离心力，激励转子产生径向振动，其振动频率为转子工频的两倍，此外，由于不对中引起的振动通常包含有大量的谐波分量，但最主要的还是2倍频分量。

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(1)偏角不对中

增加转子的轴向力，使转子在轴向产生工频振动。

(2)综合不对中

既有平移位移不对中又有角度不对中。

3.转子不对中的故障特征与故障诊断

实际工程中遇到的转子不对中故障大多数为齿式联轴器不对中。故障的特征频率为角频率的2倍。

判断依据：特征频率、常伴频率、振动的方向。

敏感参数：振动随转速变化和振动随负荷变化。

(见表8-4,5)

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四、转子弯曲的故障机理与诊断

转子弯曲与不平衡的区别：所谓的质量不平衡指各横截面的质心连线与其几何中心的连线存在偏差，而转子弯曲指各横截面的几何中心连线与旋转轴线不重合，二者都会使转子产生偏差质量，从而引起转子产生不平衡的振动。

转子弯曲的故障诊断：

依据：特征频率、常伴频率

敏感参数：振动随转速变化

(见表8-6‘7)

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五、油膜轴承的故障机理与诊断

油膜轴承的优点：承载能力好，工作稳定可靠、工作寿命长。

油膜轴承的分类：净压轴承和动压轴承。

半速涡动与油膜振荡：

如果转子轴颈主要是由于油膜力的激励作用而引起的涡动，则轴颈的涡动速度将接近转速的一半，固有时候也称之“半速涡动”。半速涡动的频率约为：

涡动频率在转子一阶自振频率以下时，半速涡动是一种比较平静的转子涡动运动。若继续提高转速，则转子的涡动频率保持不变，始终等于转子的一阶临界转速。这种现象称为油膜振荡。

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油膜振荡特性：油膜振荡为正进动，即轴心涡动的方向和转子旋转方向相同。

油膜涡动与油膜振荡的振荡特性：

诊断依据：时域波形、特征频率、振动的方向敏感参数：振动随转速变化。

(见表8-8,9)

油膜振荡的防治措施：在设计机组时就要避免转子工作转速在二倍的第一阶临界转速以上运行。

目前，旋转机械所用的轴承中，巴氏合金滑动轴承占有很大的比例。

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六、旋转失速与喘振故障的机理与诊断

旋转失速与喘振是高速离心压缩机特有的一种振动故障。通过调节流量即可使振动减少到容许值。喘振是离心压缩机等流体机械运行最恶劣、最危险的工况之一，对机器危害很大。

1.旋转失速的机理与特征

旋转失速区传播的速度为转子速度的0.2~0.5。根据公式计算的旋转失速区传播的速度约为旋转速度的0.3~0.45。

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2.喘振的机理与故障特征

(1)喘振

喘振是离心式和轴流式压缩机运行中的常见故障之一，是旋转失速的进一步发展。

(2)喘振的故障特征

频率一般比较低，通常为1~30Hz。

旋转失速与喘振诊断：依据：特征频率与振动依据。

敏感参数：振动随转速、介质温度、压力、流量、负荷而