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机械振动中不平衡振动案例

敏感参数特征

① 振幅随转速变化明显,这是因为,激振力与转动角速度w是指数关系。

② 当转子上的部件破损时,振幅突然变大。例如某烧结厂抽风机转子焊接的合金耐磨层突然脱落,造成振幅突然增大。



不平衡振动案例:

  某厂芳烃车间一台离心式氢气压缩机是该厂生产的关键设备之一。驱动电动机功率为610kW,压缩机轴功率550kW,主机转子转速I5300r/min,属4级离心式回转压缩机,工作介质是氢气,气体流暈38066ms/h,出口压力1.132MPa,气体溫度200°C,该压缩机配有本特利公司7200系列振动监测系统;测点有7个,测点A、B、C、D为压缩机主轴径向位移传感器,测点E、F分别为齿轮增速箱高速轴和低速轴轴瓦的径向位移传感器,测点G为压缩机主轴轴向位移传感器。

  该机没有备用机组,全年8OOOh连续运转,仅在大修期间可以停机检查。生产过程中一日停机将影响全线生产。因该机功率大、转速髙、介质是氢气,振动异常有可能造成极为严重的恶性事故,是该厂重点监测的设备之一。

该机组于5月中旬开始停车大检修,6月初经检修各项静态指标均达到规定的标准。6月10日下午启动后投入催化剂再生工作。为全线开车做准备。再生工作耍连续运行一周左右。再生过程中工作介质为氮气(其相对分质量较氢气大,为28),使压缩机负荷增大。压缩机启动后,各项动态参数如流量、压力、气溫、电流振动值都在规定范内, 机器工作正常,运行不到两整天,于6月12日上午振动报警,测点D振动值越过报警限,高达60〜80um之间波动,测点C振动値也偏大,在50〜60um之间波动,其他测点振动没有明显变化。当时,7200系统仪表只指示出各测点振动位移的峰-峰值,它说明设备有故障,但是什么故障就不得而知依照惯例,设备应立即停下来,解体检修,寻找并排除故障,但这要使再生工作停下來,进而拖延全厂开车时间。

  首先,采用示波器观察了各测点的波形,特别是D点和C点的波形,其波形接近原來的形状,曲线光滑,但振幅偏大,由此得知,没有出现新的高频成分。

6月12日D点频谱图.png5月21日D点频谱图.png

5月21日与6月12日频率-振幅对比表.png

  进而用磁带记录仪记录了各测点的信号,利用计算机进行了频谱分析,见图并与故障前5月21日相应测点的频谱图3-2进行对比(表3-1),发现:

① 1倍频的幅值明显增加,C点增大到5月21日的1.9倍,D点增大1.73倍;

② 其他倍频成分的幅值几乎没变化。


根据以上特征,可作出以下结论:

① 转子出现了明显的不平衡,可能是因转子的结垢所致;

② 振动虽然大,但属于受迫振动,不是自激振动。


因此建议做以下处理:

① 可以不停机,再维持运行4〜5天,直到再生工作完成;

② 密切注意振动状态,再生工作完成后有停机的机会,做解体检查。


  6月18日催化剂再生工作圆满完成,压缩机停止运行。

  6月20日对机组进行解体检查,发现机壳气体流道上结垢十分严重,结垢最厚处达20mm左右。转子上结垢较轻,垢的主要成分是烧蚀下米的催化剂,第一节吸入口处约3/4的流道被堵,只剩一条窄缝。

  因此检修主要是清垢,其他部位如轴承、密封等处都未动,然后安装复原,总共只用了两天时间。

  6月25日压缩机再次启动,压缩机工作一切正常。

  工业现场的一般情况是:当新转子或修复的转子在投入运用前,都必须作动平衡检查。正常投入运行后,如果突发振动超高或逐渐升高,应首先检查是否为动平衡失衡。这是旋转机械的常见多发性故障。