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总结离心机等旋转机械的常见故障

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01


不平衡


不平衡是各种旋转机械中普遍存在的毛病。


引起转子不平衡的原因是多方面的,二手双级推料离心机如转子的结构规划不合理、机械加工质量差错、安装差错、原料不均匀、动平衡精度差;运行中联轴器相对方位的改动;转子部件缺损,如:运行中因为腐蚀、磨损、介质不均匀结垢、掉落;转子受疲惫应力效果形成转子的零部件(如叶轮、叶片、围带、拉筋等)局部损坏、掉落,发作碎块飞出等。


2


不对中


转子不对中一般是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的歪斜或偏移程度。


转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中。联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种状况。平行不对中时振荡频率为转子工频的两倍。偏角不对中使联轴器附加一个弯矩,以力图减小两个轴中心线的偏角。



轴每旋转一周,弯矩效果方向就交变一次,因而,偏角不对中增加了转子的轴向力,使转子在轴向发作工频振荡。平行偏角不对中是以上两种状况的综合,使转子发作径向和轴向振荡。轴承不对中实际上反映的是轴承座标高和轴中心方位的差错。


轴承不对中使轴系的载荷重新分配。负荷较大的轴承可能会呈现高次谐波振荡,负荷较轻的轴承简略失稳,一起还会使轴系的临界转速发作改动。


3


轴曲折和热曲折


轴曲折是指转子的中心线处于不直状况。转子曲折分为永久性曲折和临时性曲折两种类型。


转子永久性曲折是指转子的轴呈永久性的弓形,它是因为转子结构不合理、制造差错大、原料不均匀、转子长时间存放不当而发作永久性的曲折变形,或是热态停车时未及时盘车或盘车不当、转子的热安稳性差、长时间运行后轴的自然曲折加大等原因所形成。


转子临时性曲折是指转子上有较大预负荷、开机运行时的暖机操作不当、升速过快、转轴热变形不均匀等原因形成。


转子永久性曲折与临时性曲折是两种不同的毛病,但其毛病的机理是相同的。转子不论发作永久性曲折还是临时性曲折,都会发作与质量偏心状况相类似的旋转矢量激振力。


4


油膜涡动和油膜振荡


油膜涡动和油膜振荡是滑动轴承中因为油膜的动力学特性而引起的一种自激振荡。


油膜涡动一般是因为过大的轴承磨损或空隙、不合适的轴承规划、润滑油参数的改动等因素引起的。根据振荡频谱很简略识别油膜涡动,其呈现时的振荡频率挨近转速频率的一半,跟着转速的提高,油膜涡动的毛病特征频率与转速频率之比也坚持在一个定值上始终不变,常称为半速涡动。


油膜涡动和油膜振荡是两个不同的概念,它们之间既有区别,又有着亲近的联络。


当机器呈现油膜涡动,并且油膜涡动频率等于体系的固有频率时就会发作油膜振荡。油膜振荡只需在机器运行转速大于二倍转子临界转速的状况下才可能发作。当转速升至二倍临界转速时,涡动频率十分挨近转子临界转速,因而发作共振而引起很大的振荡。一般一旦发作油膜振荡,不管转速继续升至多少,涡动频率将总坚持为转子一阶临界转速频率。


转子发作油膜振荡时一般具有以下特征:


①时间波形发作畸变,表现为不规则的周期信号,一般是在工频的波形上面叠加了幅值很大的低频信号;


②在频谱图中,转子的固有频率ω0处的频率分量的幅值为杰出;


③油膜振荡发作在作业转速大于二倍一阶临界转速的时候,在这之后,即便作业转速继续升高,其振荡的特征频率根本不变;


④油膜振荡的发作和消失具有俄然性,并带有惯性效应,也就是说,升速时发作油膜振荡的转速要高于降速时油膜振荡消失的转速;


⑤油膜振荡时,转子的涡动方向与转子滚动的方向相同,为正进动;


⑥油膜振荡剧烈时,跟着油膜的破坏,振荡停止,油膜恢复后,振荡又再次发作。如此继续下去,轴颈与轴承会不断碰摩,发作撞击声,轴承内的油膜压力有较大的动摇;


⑦油膜振荡时,其轴心轨道呈不规则的发散状况,若发作碰摩,则轴心轨道呈花瓣状;


⑧轴承载荷越小或偏心率越小,就越简略发作油膜振荡;


⑨油膜振荡时,转子两头轴承振荡相位根本相同。


5


蒸汽激振


蒸汽激振发作的原因一般有两个,一是因为调理阀开启次序的原因,高压蒸汽发作了一个向上抬起转子的力,然后削减了轴承比压,因而使轴承失稳;二是因为叶顶径向空隙不均匀,发作切向分力,以及端部轴封内气体活动时所发作的切向分力,使转子发作了自激振荡。


蒸汽激振一般发作在大功率汽轮机的高压转子上,当发作蒸汽振荡时,振荡的主要特点是振荡对负荷十分灵敏,并且振荡的频率与转子一阶临界转速频率相吻合。在绝大多数状况下(蒸汽激振不太严峻)振荡频率以半频分量为主。


在发作蒸汽振荡时,有时改动轴承规划是没有用的,只需改善汽封通流部分的规划、调整安装空隙、较大起伏地下降负荷或改动主蒸汽进汽调理汽阀的开启次序等才能解决问题。


6


机械松动


一般有三种类型的机械松动。


第一种类型的松动是指机器的底座、台板和根底存在结构松动,或水泥灌浆不实以及结构或根底的变形。


第二种类型的松动主要是因为机器底座固定螺栓的松动或轴承座呈现裂纹引起。


第三种类型的松动是因为部件间不合适的配合引起的,这时的松动一般是轴承盖里轴承瓦枕的松动、过大的轴承空隙或许转轴上的叶轮存在松动。这种松动的振荡相位很不安稳,改动范围很大。松动时的振荡具有方向性,在松动方向上,因为约束力的下降,将引起振荡起伏加大。


7


转子断叶片与掉落


转子断叶片、零部件或垢层掉落的毛病机理与动平衡毛病是相同的。其特征如下:


①振荡的通频振幅在瞬间俄然升高;


②振荡的特征频率为转子的作业频率;


③工频振荡的相位也会发作突变。


8


冲突


当旋转机械的旋转部件和固定部件触摸时,就会发作动、静部分的径向冲突或轴向碰摩。这是一个严峻的毛病,它可能会导致机器整个损坏。在冲突发作时一般分为两种状况:


第一种是部分冲突,此时转子仅偶然触摸停止部分,一起保持触摸仅在转子进动整周期的一个分数部分,这一般对于机器的全体来说,它的破坏性和危险性相比照较小;


第二种,特别是对于机器的破坏性效果和危险性来说就是更为严峻的状况了,这就是整周的环状冲突,有时候也称为“全冲突”或“干冲突”,它们大都在密封中发作。在整周环状冲突发作时,转子保持与密封的触摸是连续的,发作在触摸处的冲突力能够导致转子进动方向的剧烈改动,从原本是向前的正进动变成向后的反进动。


冲突的危害性很大,即便转轴和轴瓦短时间冲突也会形成严峻后果。


9


轴裂纹


转子裂纹发作的原因多是疲惫损害。旋转机械的转子如果规划不当(包含选材不当或结构不合理)或许加工办法不当,或许是运行时间超长的老旧机组,因为应力腐蚀、疲惫、蠕变等,会在转子原本存在诱发点的方位发作微裂纹,再加上因为较大并且改动的扭矩和径向载荷的继续效果,微裂纹逐渐扩展,发展成为微观裂纹。


原始的诱发点一般呈现在应力高并且资料有缺点的地方,如轴上应力集中点、加工时留下的刀痕、划伤处、原料存在微小缺点(如夹渣等)的部位等。


在转子呈现裂纹的初期,其扩展的速度比较慢,径向振荡的幅值增长也比较小。但裂纹的扩展速度会跟着裂纹深度的加深而加速,相应的会呈现振幅敏捷增大的现象。尤其是二倍频幅值的敏捷上升和其相位的改动往往能够提供裂纹的诊断信息,因而能够使用二倍频幅值和相位的改动趋势来诊断转子裂纹。


10


旋转失速与喘振


旋转失速是紧缩机中常见的一种不安稳现象。当紧缩机流量削减时,因为冲角增大,叶栅反面将发作边界层别离,流道将部分或悉数被堵塞。这样失速区会以某速度向叶栅运动的反方向传达。


试验表明,失速区的相对速度低于叶栅滚动的速度。因而,咱们能够观察到失速区沿转子的滚动方向以低于工频的速度移动,故称别离区这种相对叶栅的旋转运动为旋转失速。


旋转失速使紧缩机中的活动状况恶化,压比下降,流量及压力随时间动摇。在必定转速下,当入口流量削减到某一值时,机组会发作激烈的旋转失速。激烈的旋转失速会进一步引起整个紧缩机组体系的一种危险性更大的不安稳的气动现象,即喘振。此外,旋转失速时紧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,则将引起激烈振荡,使叶片疲惫损坏形成事故。


旋转失速严峻时能够导致喘振,但二者并不是一回事。喘振除了与紧缩机内部的气体活动状况有关之外,还同与之相连的管道网络体系的作业特性有亲近的联络。


紧缩机总是和管网联合作业的,为了确保必定的流量经过管网,须保持必定压力,用来克服管网的阻力。机组正常作业时的出口压力是与管网阻力相平衡的。但当紧缩机的流量削减到某一值时,出口压力会很快下降,但是因为管网的容量较大,管网中的压力并不立刻下降,于是,管网中的气体压力反而大于紧缩机的出口压力,因而,管网中的气体就倒流回紧缩机,一直到管网中的压力下降到低于紧缩机出口压力为止。


这时,紧缩机又开始向管网供气,紧缩机的流量增大,恢复到正常的作业状况。但当管网中的压力又回到原来的压力时,紧缩机的流量又削减,体系中的流体又倒流。如此循环往复发作了气体激烈的低频脉动现象——喘振。


喘振毛病的识别特征:


①发作喘振毛病的对象为气体紧缩机组或其它带长管道、容器的气体动力机械;


②喘振发作时,机组的入口流量小于相应转速下的流量;


③喘振时,振荡的幅值会大起伏动摇;


④喘振时,振荡的特征频率一般在1~15Hz之内;与紧缩机后面相联的管网及容器的容积巨细成反比;


⑤机组及与之相连的管道等附着物及地上都发作激烈振荡;


⑥出口压力呈大起伏的动摇;


⑦紧缩机的流量呈大起伏的动摇;


⑧电机驱动的紧缩机组的电机电流呈周期性的改动;


⑨喘振时伴有周期性的吼叫声,吼叫声的巨细与所紧缩气体的分子量和紧缩比成正比。


11


机械差错和电气差错


在振荡信号中,之所以会呈现机械差错和电气差错的问题,这是由非触摸式电涡流传感器的作业原理所决议的。


切削加工不完善的轴外表(椭圆形或不同轴)会发作一种正弦动态运动的指示,其频率与旋转部件的旋转频率相一致。不完善的切削外表的原因一般是因为加工的机床的轴承磨损、刀具变钝、进给太快或机床其它缺点发作的,或许是车床顶针的磨损形成的。轴颈外表上的不光滑或其它缺点,如划痕、凹坑、毛刺、锈疤等也将会发作差错输出。


检验这种差错状况的简略的办法是用百分表查看轴颈的跳动值。百分表的动摇值将承认非触摸式电涡流传感器所观察到被测外表的差错存在的状况。


轴颈的被测外表应该像滑动轴承的轴颈外表那样精心地保护,在吊装时,所采用的缆绳要避开传感器测量的外表区域,存放转子的支撑架应确保不会引起轴颈外表的划痕、凹陷等。


一般来说,只需磁场是均匀的或对称的,电涡流传感器在所存在的磁场中都能令人满意地作业。如果轴上某一外表区域有很高的磁性,而其他的外表对错磁性的或许只需很低的磁性,这就可能会呈现电气差错。这是因为来自电涡流传感器的磁场效果到这种轴颈外表上时,引起了传感器灵敏度的改动。


别的,镀层的不均匀、转子资料的不均匀等也会引起电气差错,而电气差错是无法用百分表来测量和承认的。


总结离心机等旋转机械的常见故障 2018-12-3 本文被阅读 323 次
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