《振动分析案例》PPT课件.ppt

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1 CaseHistories 故障诊断应用实例精选 48例 2 Contents目录实例No 1某压缩机组振动频谱分析实例No 2某30万吨年乙烯装置裂解气压缩机组转子动不平衡故障实例No 3某汽轮机叶片断裂故障实例No 4某透平膨胀机叶片断裂故障实例No 5某锅炉风机地脚螺栓松动故障实例No 6某大型风机轴承座松动故障实例No 7某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障实例No 9某原油泵进口管道共振故障的诊断和排除实例No 10某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断实例No 11某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断实例No 12某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断实例No 13某除尘风机组轴承座刚性差及流体动力激振振动故障的诊断实例No 14某汽轮机转子摩擦和滚动轴承故障实例No 15某送风机电动机转子与定子相磨故障的诊断实例No 16某螺杆式压缩机转子磨损故障的诊断 3 Contents目录实例No 17若干压缩机组齿轮箱齿轮摆动频率实测实例No 18某离心机行星齿轮偏摆振动故障实例No 19某驱动箱伞齿轮高噪声和振动故障的诊断实例No 20某电动机转子条故障实例No 21某纸机滚动轴承外环故障实例No 22某纸机滚动轴承外环故障实例No 23某纸机滚动轴承内环故障实例No 24某纸机滚动轴承滚动体故障实例No 25某纸机滚动轴承保持架故障实例No 26某纸机滚动轴承松动故障实例No 27某纸机滚动轴承同时出现若干故障实例No 28某纸机滚动轴承松动故障实例No 29某纸机滚动轴承外环故障实例No 30某纸机滚动轴承内环故障实例No 31某纸机滚动轴承外环故障实例No 32某纸机滚动轴承外环故障 4 Contents目录实例No 33某纸机辊子SKF23260滚动轴承外环故障实例No 34某锅炉给水泵SKF7310滚动轴承内环故障实例No 35某水环式压缩机滚动轴承同时出现若干故障实例No 36某水环式压缩机滚动轴承内环故障分析诊断实例No 37某齿轮箱输入齿轮轴承内环严重磨损故障的诊断的诊断实例No 38某螺杆式压缩机滚动轴承外环严重磨损故障的诊断实例No 39某引风机LinkBelt22232轴承保持架故障的诊断实例No 40某电动机FAG6215C3轴承内环和外环故障的诊断实例No 41一次风机电动机转子与定子之间气隙变化故障的诊断实例No 42某离心式冷水机约克电动机定子偏心或定子绝缘层短路故障诊断实例No 43某干燥机排风机电动机转子条松动故障的诊断实例No 44某变速交流感应电动机转子条松动故障的诊断实例No 45某离心式冷水机约克电动机相位故障的诊断实例No 46某电厂大型引风机电动机多根转子条断裂故障的诊断实例No 47某往复式空压机的同步电动机线圈松动故障的诊断实例No 48某直流电动机可控硅整流器起动卡故障的诊断 5 故障诊断实例分析之一 CaseHistory 1CompressorVibrationSpectrum某压缩机组振动频谱分析 6 机器状态检修的基础振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息 7 9999999 CaseHistory 1CompressorVibrationSpectrum振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息电机转速N0 1480转分 24 6667赫兹压缩机转速N1 6854 7转分 114 245赫兹小齿轮齿数Z0 38大齿轮齿数Z1 176齿轮啮合频率Fm N0 Z0 N1 Z 4341 3赫兹齿轮边带频率Fb Fm iN0或Fm iN1 8 振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息某压缩机组振动频谱实例压缩机电动机齿轮箱振动速度频率电动机转子动平衡电动机与大齿轮轴联轴器对中压缩机转子动平衡压缩机与小齿轮轴联轴器对中齿轮啮合齿缺陷电机转速N0 1480转分 24 6667赫兹压缩机转速N1 6854 7转分 114 245赫兹小齿轮齿数Z0 38大齿轮齿数Z1 176齿轮啮合频率Fm N0 Z0 N1 Z1 4341 3赫兹齿轮边带频率Fb Fm iN0或Fm iN1 N0 2N0 3N0 N1 2N1 3N1 Fm N1 N1 N1 N1 N0 N0 N0 N1 N1 N1 高速齿轮左边带族高速齿轮右边带族低速齿轮左边带族低速齿轮右边带族 1 2 3 4 6 5 9 这个实例的振动频谱中包含了 1 电动机转子动平衡 2 电动机转子与定子等小间隙摩擦 3 电动机与低速齿轮轴之间联轴器对中 4 压缩机转子动平衡 5 压缩机转子与壳体间摩擦 6 压缩机与高速齿轮轴之间联轴器对中 7 齿轮啮合和齿轮缺陷 8 各轴承运行状况等等机器主要零部件的机械状态信息等等 10 故障诊断实例分析之二 CaseHistory 2RotorUnbalance某30万吨年乙烯装置裂解气压缩机组转子动不平衡故障罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 11 CaseHistory 2RotorUnbalance实例NO 230万吨年乙烯装置裂解气压缩机组转子动不平衡故障 1996年11月2日某大型裂解气压缩机中压缸两端轴承座振动突增数倍诊断为转子严重不平衡开缸检查证实因进口过滤器支承块断裂刮下大量积焦堆积在转子上造成严重不平衡经清焦处理开车证实振动恢复正常 12 CaseHistory 2RotorUnbalance实例NO 230万吨年乙烯装置裂解气压缩机组转子动不平衡故障TypicalSpectrum典型的频谱 TypicalspectrumshowsdominantGMF典型频谱表明转子转速频率突增这是典型的转子不平衡的特征严重不平衡的典型频谱 13 故障诊断实例分析之三某汽轮机叶片断裂故障转子不平衡故障罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 14 实例No 3某汽轮机叶片断裂故障上海石化自备电厂5 汽轮机轴承座振动速度突增至5 25毫米秒有效值而6 机仅为0 466毫米秒有效值振动速度频谱均为一倍转速频率50赫兹诊断为转子不平衡据历史经验汽轮机叶片又断了停机检查证实的确断了五片转子叶片转子不平衡 15 故障诊断实例分析之四某透平膨胀机叶片断裂故障转子不平衡和流体动力激振故障罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 16 实例No 4某透平膨胀机叶轮叶片断裂故障 1989年1月27日某透平膨胀机振动和噪声突增频谱显示1 RPM和8 RPM频率分量最大分别达5 91和4 68毫米秒有效值比正常机分别大18和25倍诊断为转子不平衡并且已断一片叶片出口导叶为8片叶片即静子叶片通过频率为8 RPM 转子不平衡 17 故障诊断实例分析之四转子不平衡振动超标转子不平衡 18 故障诊断实例分析之四诊断结论 BPFS静子叶片通过频率证实离心叶轮断一片叶片流体动力激振故障导流叶片数为8片 19 实例No 4某透平膨胀机叶轮叶片断裂故障离心叶轮14片转子叶片已断一片叶片的透平膨胀机叶轮照片断了一片叶片 20 故障诊断实例分析之五某锅炉风机地脚螺栓松动故障罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 21 实例No 5某锅炉风机基础地脚螺栓松动故障 3 和4 测点处地脚螺栓松动松动 22 某大型风机轴承座松动故障故障诊断实例分析之六罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 23 实例No 65 风机轴承座松动故障汽轮机轴流式风机 YISA106A 轴水平振动 YISA106B 轴垂直振动 YISA105 轴水平振动YISA105B 轴垂直振动 YISA103A 轴水平振动 YISA103B 轴垂直振动 YISA102A 轴水平振动 YISA102B 轴垂直振动 1 轴承座振动1H 1V 1A ZISA104 轴向振动 ZISA101 轴向振动 2 轴承座振动2H 2V 2A 3 轴承座振动3H 3V 3A 4 轴承座振动4H 4V 4A 5 风机是汽轮机驱动的14级轴流式风机功率为22 247千瓦最高转速为4463转分 24 34V 33V 39V 310V 37V 38V 36V 35V 312V 311V 31V 32V 32A 33A 34A 汽轮机侧风机侧 35A 36A 31A 37A 38A 39A 310A 311A 31H 32H 33H 34H 35H 36H 汽轮机侧风机侧 H 水平方向V 垂直方向A 轴向方向 3 轴承座 3 轴承座振动监测点位置实例No 6武汉钢铁公司5 风机轴承座松动故障 25 实例No 6武汉钢铁公司5 风机轴承座松动故障 3 轴承座轴向水平和垂直方向振动监测结果 3 轴承座靠风机侧轴承座底板垂直振动为7 2至8 2毫米秒有效值而靠汽轮机侧轴承座底板垂直振动仅为0 5至1 0毫米秒有效值两侧振动相差约十倍导致轴承座轴向振动高达13 6毫米秒有效值远远超过ISO10816 3标准规定的极限值7 1毫米秒有效值 3 轴承座振动大的故障原因可能是底板与混凝土基础之间的地脚螺栓和垫铁固定不可靠甚至松动 8 2mm sRMS 0 7mm sRMS 13 6mm sRMS 7 8mm sRMS 垂直方向振动幅值两者相差约十倍此处松动 26 某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断实例故障诊断实例分析之七罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 27 某油气田海上平台中甲板压缩机平台振动故障诊断实例 28 某油气田中甲板设备布置图天然气压缩机中甲板 29 某油气田中甲板压缩机甲板 C3210A B 天然气压缩机中甲板 30 某油气田中甲板压缩机甲板 C3310A B 天然气压缩机中甲板 31 ISO10816 6标准规定的往复式压缩机振动测量点位置往复式压缩机缸体往复式压缩机缸头往复式压缩机缸头 32 压缩机制造厂振动速度总量标准压缩机振动超标区 33 中甲板振动测点布置位置 34 加固前中甲板振动实测结果 35 中甲板加固布置图粉红粗线为加固梁 36 某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断实例 37 加固前后甲板振动结果比较 38 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect某循环气压缩机管道振动和噪声故障流体动力激振故障罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 39 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障出口导流叶片转子叶轮叶片数Zr 20 40 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障某离心式压缩机组及其测量系统示意 41 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障某离心式压缩机组及其管道系统结构示意 42 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障 1975赫兹转子叶片通过频率振动幅值振动幅值频率频率排故之前排故之后 1975赫兹转子叶片通过频率转子叶片通过频率BPFR 转子叶片通过频率BPFR BPFR ZR RPM 20 RPM 1975赫兹振动速度频谱 43 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障 1975赫兹转子叶片通过频率噪声dBA 频率频率排故之前排故之后 1975赫兹转子叶片通过频率转子叶片通过频率BPFR 转子叶片通过频率BPFR BPFR ZR RPM 20 RPM 1975赫兹噪声dBA 噪声谱 44 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障转子叶片通过频率BPFR 1975Hz 排故前排故后转子叶片通过频率BPFR消失排故前后振动频谱比较 45 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障 20X转子转速 20X转子转速振动速度噪声转子叶片通过频率 BPFR 20X转速振动和噪声占绝对优势 46 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障出口主管道振动分布 47 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障出口旁路管道振动分布 48 故障诊断实例分析之八 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障离心式压缩机试验装置模型压缩机振动传感器出口管道振动传感器压缩机壳体消音器小孔流量计 550千瓦带内置齿轮的驱动器扭力计声级计进口控制阀出口 49 振动源 1 转子不平衡1XRPM2 转子轴心线不对中2XRPM 3XRPM3 齿轮啮合频率Fm Z0XRPM0 Z1XRPM14油膜振荡 0 43 0 48 RPM5 气动力激振叶片通过频率转子叶片通过频率BPFR ZRXRPM 定子叶片通过频率BPFS ZSXRPM6 管道振动气流脉动结构共振等等噪声源 1 气动力激振叶片通过频率转子叶片通过频率BPFR ZRXRPM 定子叶片通过频率BPFS ZSXRPM2 齿轮啮合频率Fm Z0XRPM0 Z1XRPM1 等等振动源 1 转子不平衡1XRPM2 转子轴心线不对中2XRPM 3XRPM3 齿轮啮合频率Fm Z0XRPM0 Z1XRPM14油膜振荡 0 43 0 48 RPM5 气动力激振叶片通过频率转子叶片通过频率BPFR ZRXRPMBPFR 定子叶片通过频率BPFS ZSXRPM6 管道振动气流脉动结构共振等等噪声源 1 气动力激振叶片通过频率转子叶片通过频率BPFR ZRXRPMBPFR 定子叶片通过频率BPFS ZSXRPM2 齿轮啮合频率Fm Z0XRPM0 Z1XRPM1 等等对策从预测的振动源和噪声源与实测的响应的对应关系查找故障源对症下药调频改变ZR 修改离心叶轮的叶型设计等等识别故障源预测的源响应实测频谱对症下药排故某离心压缩机管道振动噪声故障诊断排故思路 CaseHistory 8Compressor sPipeVibration NoiseDefect实例No 8某循环气压缩机管道振动和噪声故障对策从预测的振动源和噪声源与实测的响应的对应关系查找故障源对症下药调频改变ZR 修改离心叶轮的叶型设计等等 50 故障诊断实例分析之九某原油泵进口管道共振故障的诊断和排除罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 51 故障诊断实例分析之九原油泵电动机进口管道 6H 5H 4H 1A1H1V 2H2V 3H3V 某原油泵进口管道共振故障的诊断和排除振动单位毫米秒峰值 52 故障诊断实例分析之九 53 故障诊断实例分析之九 54 故障诊断实例分析之九 55 故障诊断实例分析之九诊断结论该原油泵进口管道水平方向共振 56 故障诊断实例分析之九故障排除加固该原油泵进口管道支承共振便消除 57 实例10 故障诊断实例分析之十某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 58 实例10 某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断 1C 1A 1B 2B 2A 2C 3H 4H 3V 4V 电动机立式泵 1 立式泵多次发生泵轴断裂断裂处紧靠叶轮压紧螺母处故障现象是开始振动大 3V和4V处最大叶轮压紧螺母松动随后用环氧粘住叶轮压紧螺母能有效防止螺母松动然而之后许多泵出现叶轮轴断裂的灾难性破坏于是决定进行监测分析 1 测定振动 2 评定振动严重程度 3 诊断潜在的故障 4 提出有效的排故措施电动机驱动长度为1879 6毫米轴径为88 9毫米壁厚为2 4毫米的轴叶轮的叶片数为2片 59 实例10 某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断 4 6mm s1770rpm 1 RPM 16 51mm s3570rpm 2 RPM 振动速度毫米秒峰值频率转分 1 泵3V测点振动总量18 14mm s峰值振动实测表明 3V和4V测点振动最大 3V测点频谱中 2 RPM频率3570rpm分量的幅值达16 51mm s峰值而1 RPM频率分量的幅值仅为4 60mm s峰值注意该叶轮的叶片数为2片叶片通过频率BPF 2 RPM 这是什么原因引起的 60 实例10 某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断振动速度毫米秒峰值 0 43mm s2009rpm 轴防护罩自振频率 0 42mm s3780rpm 泵系统自振频率频率转分用锤击法测试电动机轴和泵的自振频率 4V测点的自振频率测试频谱表明占优势的自振频率3780rpm 它与运行中测到的频谱的最大振动频率分量3570rpm 2 RPM BPF泵叶轮的叶片通过频率 BPF 仅差210rpm或5 9 此外还有2009rpm轴防护罩自振频率由于自振频率3780rpm太靠近泵叶轮的叶片通过频率或泵转速的二倍频率3570rpm 极易激起泵系统共振因此试验用加固泵系统支承刚度改变系统自振频率调频以避免发生共振 1 泵4V测点 BPF 2 RPM 3570rpm 仅差5 9 或210rpm 锤击试验结果表明存在泵系统自振频率 61 实例10 某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断 2根50 8X101 6mm粱加固 1 泵 1根101 6X101 6mm粱加固 2 泵北墙面东墙面对1 泵加辅助支撑改变其自振频率 62 实例10 某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断 4 6mm s1770rpm 1 RPM 16 51mm s3570rpm 2 RPM BPF 振动速度毫米秒峰值频率转分 1 泵3V测点加固前振动总量18 14mm s峰值对泵系统加固前后振动实测比较表明加固后自振频率提高到3960rpm 提高了180rpm或4 8 使之与BPF 2 RPM激励频率有效地错开避免共振 3V测点振动总量从18 14mm s峰值减小到5 99mm s峰值减幅达67 2 RPM频率3570rpm分量的幅值从16 51mm s峰值减小到4 98mm s峰值减幅达70 1 57mm s1770rpm 1 RPM 4 98mm s3570rpm 2 RPM BPF 2 23mm s3960rpm 加固后自振频率加固后振动总量5 99mm s峰值频率转分自振频率提高390rpm 63 故障诊断实例分析之十一某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 64 某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断实例11 1A 1V 2V 1H 2H 2A 3H E W 3A 3V N S 4V 4H 4A 同步电动机一级缸二级缸压缩机为英格索兰公司XLE24往复式一级缸和二级缸成90度配置电动机为通用电气公司同步电动机转速为450转分 7 5赫兹 65 某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断实例11 压缩机储气罐建筑物墙壁此处加支撑此处45度方向加支撑此处垂直方向加支撑 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 14 13 16 15 XLE型6 压缩机出口管道布置及测点位置示意 66 某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断实例11 4 39mm s1 RPM 450rpm 4 98mm s2 RPM 900rpm 3 RPM 4 RPM 5 RPM 振动速度毫米秒峰值频率转分 6 压缩机3H测点 6 机3H测点的频谱表明转速两倍频率2 RPM的振动幅值最高达到4 98毫米秒峰值通常这种类型往复式压缩机的二次往复力会超过一次转速频率激振力因此引起的二次力2 RPM频率振动会超过1 RPM转速基频分量的幅值振动总量为6 81毫米秒峰值而这种压缩机的振动允许值为12 70毫米秒峰值可见压缩机本身振动合格振动总量6 81mm s峰值往复式压缩机振动实测数据 67 某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断实例11 14 4mm s1 RPM 450rpm 39 37mm s2 RPM 900rpm 3 RPM 4 RPM 5 RPM 振动速度毫米秒峰值频率转分 6 机出口管道测点9 6 机测点9处的频谱表明转速两倍频率2 RPM的振动幅值最高达到39 37毫米秒峰值通常这种类型往复式压缩机的二次往复力会超过一次转速频率激振力因此引起的二次力2 RPM频率振动会超过1 RPM转速基频分量的幅值振动总量为42 42毫米秒峰值或39 99毫米秒有效值管道振动很大振动总量42 42mm s峰值往复式压缩机出口配管振动实测数据 68 某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断实例11 往复式压缩机配管振动与往复式压缩机相连接的管道常常会受来自压缩机的强迫振动频率的激励而产生共振由于XLE型往复式压缩机的一次和二次往复力常会激起转速基频1 RPM和转速二倍2 RPM频率的明显振动所以必需使配管的自振频率远离这些一次和二次往复力强激振频率不仅这些压缩机的强迫振动频率会激起配管和结构的机械自振频率振动而且往复式压缩机压缩的空气的压力脉动也会激起管道内空气的声学自振频率振动声学自振频率需要在管道内安装压力传感器通过FFT分析仪频谱分析测定配管和结构的自振频率可以用锤击法等测定 69 某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断实例11 3 73mm s870rpm Fn 3 37mm s675rpm Fn 无支撑时测点9处加支撑后测点9处振动速度毫米秒峰值振动速度毫米秒峰值频率转分频率转分 6 压缩机出口配管自振频率测试结果的比较无支撑时在测点9处实测的出口配管的自振频率为Fn 870rpm 14 5赫兹它比压缩机2 RPM 900rpm 15赫兹仅低3 3 加支撑后在测点9处实测的出口配管的自振频率为Fn 675rpm 11 25赫兹它比压缩机2 RPM 900rpm 15赫兹低25 这样使出口配管的自振频率有效地偏离了2 RPM激励频率从而避免发生配管共振 900rpm 900rpm 压缩机二倍转速 870rpm 仅差30rpm 出口配管自振频率675rpm 相差225rpm 70 某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断实例11 14 4mm s1 RPM 450rpm 39 37mm s2 RPM 900rpm 3 RPM 4 RPM 5 RPM 振动速度毫米秒峰值频率转分 6 机出口管道测点9 振动总量42 42mm s峰值 2 17mm s1 RPM 450rpm 3 58mm s2 RPM 900rpm 振动速度毫米秒峰值频率转分振动总量7 70mm s峰值无支撑时加支撑后 6 压缩机出口管道增加支撑后改变了出口管道的自振频率避免了出口管道的共振从而管道振动大幅度下降 2 RPM振动分量幅值从39 37mm s峰值下降到3 58mm s峰值减小91 排故后的效果 71 故障诊断实例分析之十二某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 72 实例12 某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断汽轮机给水泵 1989年8月16日测量时某给水泵的3H 3V和4V测点处振动总量分别达到9 45mm s 11 46mm s和13 03mm s峰值处于报警状态要求诊断振动超标的原因 1 2 3 4 73 实例12 某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断 4 32mm s峰值1N 6750rpm 0 64mm s峰值5N BPF 33300rpm 1 27mm s峰值10N 2BPF 66600rpm 6 92mm s峰值15N 3BPF 100350rpm 1 78mm s峰值20N 4BPF 133650rpm 0 83mm s峰值25N 5BPF 166950rpm 振动速度毫米秒峰值频率转分 3H测点 3H测点振动频谱显示最高尖峰100350转分频率可能是叶片通过频率的三次谐波频率 3BPF 15N 即可能叶片数为5片但是当时不知道叶片的确切数 74 实例12 某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断 2 54mm s峰值1N 6750rpm 0 635mm s峰值5N BPF 33300rpm 1 21mm s峰值10N 2BPF 66600rpm 7 62mm s峰值15N 3BPF 100350rpm 振动速度毫米秒峰值频率转分 3V测点 3V测点振动频谱显示最高尖峰100350转分频率可能是叶片通过频率的三次谐波频率 3BPF 15N 即可能叶片数为5片但是当时不知道叶片的确切数 75 实例12 某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断 3 62mm s峰值1N 6750rpm 1 08mm s峰值5N BPF 33300rpm 0 51mm s峰值10N 2BPF 66600rpm 非常小15N 3BPF 100350rpm 振动速度毫米秒峰值频率转分 4H测点 4H测点振动频谱显示尖峰33300转分频率可能是叶片通过频率 BPF 15N 即可能叶片数为5片但是当时不知道叶片的确切数 0 76mm s峰值20N 4BPF 133650rpm 76 实例12 某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断 0 89mm s峰值1N 6750rpm 0 76mm s峰值5N BPF 33300rpm 0 63mm s峰值10N 2BPF 66600rpm 10 79mm s峰值15N 3BPF 100350rpm 振动速度毫米秒峰值频率转分 4V测点 4V测点振动频谱显示最高尖峰100350转分频率可能是叶片通过频率的三次谐波频率 3BPF 15N 即可能叶片数为5片但是当时不知道叶片的确切数 0 51mm s峰值20N 4BPF 133650rpm 77 实例12 某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断该泵内侧轴承座 3H 3V 和外侧轴承座 4H 4V振动频谱表明振动主频率分量是100350转分泵内侧轴承水平和垂直方向 3H和3V 此频率分量的幅值差不多而泵外侧轴承水平和垂直方向 4H和4V 此频率分量的幅值相差许多倍 4V处振动幅值最大高达10 79mm s峰值怀疑该泵外侧轴承垂直方向共振 100350转分就是垂直方向的共振频率 78 实例12 某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断诊断估计该泵叶轮的叶片数为ZW 5片实测泵转速为N 6705转分则叶片通过频率BPF N ZW 6705转分 5 33525转分而100350转分 33525转分 3 所以 100350转分 3 BPF 也就是说该泵的振动源是其叶轮的叶片通过频率BPF的三次谐波频率的气流扰动这是由于流体机器中流体阻力弯头阀门节流器阻塞等叶轮与泵壳体中心偏置甚至转子叶片定子扩压器叶片之间的径向间隙在圆周方向不均匀等容易产生流体动力激振 79 故障诊断实例分析之十三某除尘风机机组轴承座刚性差及流体动力激振振动故障的诊断罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 80 双吸口风机液力偶合器电动机某除尘风机结构示意图钢筋混凝土基础槽钢钢板焊接基础底板非常单薄刚性极差 M1HM1VM1A M2HM2VM2A CP3HCP3VCP3A CP4HCP4VCP4A F5HF5VF5A F5HF5VF5A N0 999转分 1250千瓦 N1 200 960转分风机叶轮叶片数Z 9 SKF22322CC W33 实例13 81 51A 52A 53A 54A 55A 56A 57A 58A 59A 51H 52H 53H 54H 55H 56H 57H 58H 51V 52V 53V 54V 55V 56V 57V 58V 液力偶合器与风机之间的轴承座 5 振动测点位置示意钢板焊接结构支座铸钢支座 59V H 轴向方向V 水平方向A 轴向方向风机侧液力偶合器侧钢筋混凝土基础实例13 82 61A 62A 63A 64A 65A 66A 61H 62H 63H 64H 65H 61V 62V 63V 64V 65V 风机自由端的轴承座 6 振动测点位置示意铸钢支座 H 轴向方向V 水平方向A 轴向方向风机侧钢筋混凝土基础实例13 83 51AOA 5 08522mm sRMS 52AOA 4 51826mm sRMS 53AOA 3 94369mm sRMS 54AOA 2 77616mm sRMS 55AOA 2 58472mm sRMS 56AOA 1 49945mm sRMS 57AOA 1 33297mm sRMS 58AOA 0 334003mm sRMS 59AOA 0 137554mm sRMS 51HOA 7 88009mm sRMS 52HOA 6 80293mm sRMS 53HOA 4 55451mm sRMS 54HOA 4 14939mm sRMS 55HOA 2 84782mm sRMS 56HOA 2 72776mm sRMS 57HOA 0 623098mm sRMS 58HOA 0 464797mm sRMS 51VOA 1 8654mm sRMS 52VOA 3 1076mm sRMS 53VOA 2 63707mm sRMS 54VOA 2 15923mm sRMS 55VOA 2 17249mm sRMS 56VOA 2 22956mm sRMS 57VOA 2 45644mm sRMS 58VOA 0 525065mm sRMS 液力偶合器与风机之间的轴承座 5 各测点振动沿轴承座高度分布钢板焊接结构支座铸钢支座 59VOA 0 49022mm sRMS 相差4倍相差4倍焊接钢板结构支座水平和轴向方向刚性太差导致振动剧烈振动总量沿轴承座高度分布钢筋混凝土基础实例13 84 51ASP 3 77186mm sPEAK 52ASP 3 13719mm sPEAK 53ASP 2 74359mm sPEAK 54ASP 1 74301mm sPEAK 55ASP 1 56543mm sPEAK 56ASP 0 722635mm sPEAK 57ASP 0 635095mm sPEAK 58ASP 0 0576462mm sPEAK 59ASP 0 116555mm sPEAK 51HSP 9 01535mm sPEAK 52HSP 7 77505mm sPEAK 53HSP 5 18371mm sPEAK 54HSP 4 72426mm sPEAK 55HSP 3 13888mm sPEAK 56HSP 3 00124mm sPEAK 57HSP 0 68841mm sPEAK 58HSP 0 552183mm sPEAK 51VSP 1 59455mm sPEAK 52VSP 3 08988mm sPEAK 53VSP 2 76789mm sPEAK 54VSP 2 19405mm sPEAK 55VSP 2 3476mm sPEAK 56VSP 2 24036mm sPEAK 57VSP 2 36556mm sPEAK 58VSP 0 597432mm sPEAK 液力偶合器与风机之间的轴承座 5 各测点振动沿轴承座高度分布钢板焊接结构支座铸钢支座 59VSP 0 560703mm sPEAK 相差6倍相差4倍焊接钢板结构支座水平和轴向方向刚性太差导致振动剧烈转速基频分量沿轴承座高度分布钢筋混凝土基础实例13 85 61AOA 2 98467mm sRMS 62AOA 2 38022mm sRMS 63AOA 1 64162mm sRMS 64AOA 0 643415mm sRMS 65AOA 0 519673mm sRMS 66AOA 0 232773mm sRMS 61HOA 2 99829mm sRMS 62HOA 2 46681mm sRMS 63HOA 1 08887mm sRMS 64HOA 0 888379mm sRMS 65HOA 0 440782mm sRMS 61VOA 1 08048mm sRMS 62V 63VOA 0 922678mm sRMS 64VOA 0 77804mm sRMS 65VOA 0 541864mm sRMS 风机自由端的轴承座 6 振动测点位置示意铸钢支座钢筋混凝土基础风机自由端 6 轴承座与靠液力偶合器侧轴承座 5 相比由于铸钢轴承座直接固定在钢筋混凝土基础上所以沿高度方向振动没有突变振动绝对值比5 轴承座小得多均小于4 5毫米秒有效值达到ISO10816 3标准的A或B区域即可长期安全运行振动总量沿轴承座高度分布实例13 86 61ASP 2 32447mm sPEAK 62ASP 1 01173mm sPEAK 63ASP 0 617944mm sPEAK 64ASP 0 0971902mm sPEAK 65ASP 0 118709mm sPEAK 66ASP 0 132522mm sPEAK 61HSP 2 93381mm sPEAK 62HSP 2 52201mm sPEAK 63HSP 1 10818mm sPEAK 64HSP 0 910155mm sPEAK 65HSP 0 481222mm sPEAK 61VSP 0 520397mm sPEAK 62VSP 0 426745mm sPEAK 63VSP 0 968973mm sPEAK 64VSP 0 811407mm sPEAK 65VSP 0 606307mm sPEAK 风机自由端的轴承座 6 振动测点位置示意铸钢支座钢筋混凝土基础风机自由端 6 轴承座与靠液力偶合器侧轴承座 5 相比由于铸钢轴承座直接固定在钢筋混凝土基础上所以沿高度方向振动没有突变振动绝对值比5 轴承座小得多转速基频分量沿轴承座高度分布实例13 87 利用奥德赛软件计算SKF22332C轴承故障频率与实测振动频谱比较便可诊断该轴承状态以下频谱表明 SKF22332C运行状态良好实例13 88 风机转速N1 957 591转分SKF22332C保持架故障频率FTFSKF22332C滚动体故障频率BSFSKF22332C外环故障频率BPFOSKF22332C内环故障频率BPFI 焊接钢板结构支座水平和轴向方向刚性太差导致振动剧烈风机轴承SKF22332C状态良好实例13 89 风机转速N1 957 96转分SKF22332C保持架故障频率FTFSKF22332C滚动体故障频率BSFSKF22332C外环故障频率BPFOSKF22332C内环故障频率BPFI 风机轴承SKF22332C状态良好实例13 90 风机转速N1 960 461转分SKF22332C保持架故障频率FTFSKF22332C滚动体故障频率BSFSKF22332C外环故障频率BPFOSKF22332C内环故障频率BPFI 焊接钢板结构支座水平和轴向方向刚性太差导致振动剧烈风机轴承SKF22332C状态良好实例13 91 风机转速N1 956 921转分SKF22332C保持架故障频率FTFSKF22332C滚动体故障频率BSFSKF22332C外环故障频率BPFOSKF22332C内环故障频率BPFI 风机轴承SKF22332C状态良好实例13 92 风机转速N1 957 058转分SKF22332C保持架故障频率FTFSKF22332C滚动体故障频率BSFSKF22332C外环故障频率BPFOSKF22332C内环故障频率BPFI 风机轴承SKF22332C状态良好实例13 93 风机转速N1 953 347转分SKF22332C保持架故障频率FTFSKF22332C滚动体故障频率BSFSKF22332C外环故障频率BPFOSKF22332C内环故障频率BPFI 风机轴承SKF22332C状态良好实例13 2BPF BPF 94 N1 11 74赫兹 2N1 11 74赫兹 2BPF 2N1 175 1赫兹 2BPF N1 186 6赫兹 2BPF N1 222 3赫兹 2BPF 4N1 258 4赫兹 2BPF 210 5赫兹 5 8mm s峰值离心叶轮转子叶片通过频率BPF Zr N1 9 11 74赫兹 105 66赫兹2BPF 211 32赫兹计算结果离心叶轮叶片数Zr 9 叶轮转速N1 11 74赫兹 2001年12月4日厂方将风机转子送制造厂重新动平衡发现转子动平衡合格再提高一级回厂重新安装后运转振动更大频谱如上我们见到频谱后根据2BPF及其两侧转速频率边带诊断为叶轮与风机壳体水平方向径向间隙不均匀导致流体动力激振 5日厂方检查发现径向间隙差约1 2毫米左右 6 5 4 3 2 1 0 振动速度毫米秒峰值振动频率赫兹流体动力激振风机靠联轴器侧轴承座水平方向5H测点振动总量OA 6 17mm s峰值实例13 95 故障诊断实例分析之十四 CaseHistory 14RotorWearProblem某汽轮机转子摩擦和滚动轴承故障罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 96 CaseHistory 14RotorWearProblem实例No 14某汽轮机转子摩擦和滚动轴承故障 1993年6月23日某小型汽轮机轴承座处振动突增诊断为转子摩擦和轴承故障转子摩擦时修理后 97 CaseHistory 14RotorWearProblem实例No 14某汽轮机转子摩擦和滚动轴承故障TypicalSpectrum典型的频谱典型频谱出现大量转速频率的谐波频率表明转子摩擦和轴承故障转子摩擦时的频谱大量转速频率的谐波分量 15N 1N 98 CaseHistory 14RotorWearProblem实例No 14某汽轮机转子摩擦和轴承故障摩擦时的频谱振动总量趋势曲线修理后摩擦时摩擦时出现大量的转速频率的高次谐波频率分量 99 CaseHistory 14RotorWearProblem实例No 14某汽轮机转子摩擦故障修理后的频谱摩擦时的频谱转速频率的高次谐波频率分量消失了摩擦时出现大量的转速频率的高次谐波频率分量 100 某送风机电动机转子与定子相磨故障的诊断罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司故障诊断实例分析之十五 101 某送风机电动机转子与定子相磨故障的诊断转速基频两倍电源频率日期测点频率幅值频率幅值转分毫米秒峰值转分毫米秒值 1988 9 261H18002 7372002 411989 1 311H18002 4172002 351989 3 221H18003 3072006 031989 5 231H18005 1472006 73 2FL分量幅值很高与1 RPM同等说明电机转子偏心或定子绝缘层短路造成定子气隙不均匀定子局部发热伴随转子绝缘层短路引起1 RPM分量明显增大从2 41增到3 30毫米秒峰值导致转子偏心和电机轴弯曲不平衡润滑油中断甚至轴被咬死 2FL分量进一步增大同时还有4FL 6FL 8FL 结果两周后电动机转子与定子相磨实例2 注美国电源频率3600转分 102 1989 5 23 1989 3 22 1989 1 31 1988 9 26 2FL 2FL 2FL 2FL 1 RPM 1 RPM 1 RPM 1 RPM 4FL 6FL 8FL 频率转分振动速度毫米秒峰值两周后电动机损坏转子与定子相磨 6 73mm s 6 03mm s 5 14mm s 送风机电动机1H测点振动速度频谱随时间变化趋势图三维谱某送风机电动机转子与定子相磨故障的诊断实例15 103 故障诊断实例分析之十六某螺杆式压缩机转子磨损故障的诊断罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 104 实例16 某螺杆式压缩机转子磨损故障的诊断电动机螺杆式压缩机电动机西屋公司型号 X33753转速 3560rpm功率 350马力 257 4千瓦压缩机刘易斯公司型号 RS 05阳螺杆波瓣数为6阴螺杆波瓣数为4 1 2 3 近侧和4 远侧 5 105 实例16 某螺杆式压缩机转子磨损故障的诊断 0 5 RPM 1 RPM 1 5 RPM 2 RPM 4 RPM 4 5 RPM 5 RPM 5 5 RPM 频率 rpm RPM振动幅值 mm s峰值 18000 54 83360018 2654001 50 508720021 1490002 50 761440041 52162004 510 031800052 92198005 51 14 振动速度毫米秒峰值频率转分 1 压缩机组1A测点实测频谱表明频谱中存在丰富的0 5 RPM转速的二分之一倍频率及其谐波频率的频谱分量这是典型的磨损故障的特征分数倍转速频率及其谐波频率大量出现由于压缩机测点的频谱中没有0 5 RPM频率谐波所以曾经怀疑电机转子与定子摩擦或联轴器中磨损但是后来检修中发现压缩机转子与压缩机的滑阀相磨才知是压缩机转子磨损 106 实例16 某螺杆式压缩机转子磨损故障的诊断 0 5 RPM 1 RPM 1 5 RPM 2 RPM 4 RPM 4 5 RPM 5 RPM 5 5 RPM 频率 rpm RPM振动幅值 mm s峰值 18000 54 83360018 261 2054001 50 508720021 1490002 50 761440041 520 31162004 510 031800052 92198005 51 14 振动速度毫米秒峰值频率转分 1 20mm s1 RPM 3600rpm 0 31mm s4 RPM 14400rpm 修理后修理前修理前修理后 1 压缩机修理前后振动频谱比较十分清楚地表明排除磨损故障后振动大幅度下降 107 故障诊断实例分析之十七若干压缩机组齿轮箱齿轮摆动频率实测罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 108 齿轮摆动频率ftr和组合状态通过频率fa计算实例之一 MC300氧气压缩机组齿轮箱Z0 232 2 2 2 29Z1 26 2 13Na 2 组合状态数 f0 24 667HZf1 220 1HZfm 5722 744HZftr fm Na Z0 Z1 1 8974HZ 计算值 fa fm Na 2871 372HZ 109 MC300氧气压缩机组齿轮箱齿轮摆动频率ftr实测结果齿轮摆动频率实测值ftr 1 90781Hz 理论计算值ftr 1 8974Hz 两者相差0 01041Hz 频谱分析选用频率分辨率 f 0 015625Hz 可见理论计算与实测结果十分一致 110 齿轮摆动频率ftr和组合状态通过频率fa计算实例之二 MC400氮气压缩机组高压缸齿轮箱Z0 205 5 41 1Z1 28 2 2 7Na 1 组合状态数 f0 25HZf1 181 20HZfm 5073 60HZftr fm Na Z0 Z1 0 8839HZ 计算值 fa fm Na 5273 60HZ 111 MC400氮气压缩机组齿轮箱齿轮摆动频率ftr实测结果齿轮摆动频率实测值ftr 0 889063Hz 理论计算值ftr 0 8839Hz 两者相差0 00573Hz 频谱分析选用频率分辨率 f 0 015625Hz 可见理论计算与实测结果十分一致 112 齿轮摆动频率ftr和组合状态通过频率fa计算实例之三 MC200空气压缩机组齿轮箱Z0 156 2 2 3 13 1Z1 35 35 1Na 1 组合状态数 f0 24 53HZf1 110 68HZfm 3826 68HZftr fm Na Z0 Z1 0 70086HZ 计算值 fa fm Na 3826 68HZ 113 MC200空气压缩机组齿轮箱齿轮摆动频率ftr实测结果齿轮摆动频率实测值ftr 0 709375Hz 理论计算值ftr 0 70086Hz 两者相差0 008515Hz 频谱分析选用频率分辨率 f 0 015625Hz 可见理论计算与实测结果十分一致 114 故障诊断实例分析之十八某离心机行星齿轮偏摆振动故障罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 115 实例No 18某离心机行星齿轮偏摆振动故障 116 实例No 18某离心机行星齿轮偏摆振动故障第一级行星齿轮啮合频率实测为240 375赫兹理论计算值为238 8856193赫兹频率分量幅值达46 5毫米秒有效值诊断为第一级行星齿轮偏摆第一级行星齿轮与内齿轮的啮合频率螺旋输送器和第二级行星齿轮转速频率转鼓转速频率 117 实例No 18某离心机动态特性实测共振点 118 实例No 18某离心机动态特性实测通过离心机弹性减震垫共振的时域波形弹性减震垫共振点 119 故障诊断实例分析之十九某驱动箱伞齿轮高噪声和振动故障的诊断罗克韦尔自动化厦门有限公司大连分公司 120 实例19 某驱动箱伞齿轮高噪声和振动故障的诊断电动机制动器高速伞齿轮Z1 26 中间齿轮Z4 14 高速输入伞齿轮Z0 16 高速齿轮Z2 17 中间齿轮Z3 47 输出齿轮Z5 45 齿轮箱 N1 1368rpm 22 8Hz测量期间平均转速 1989年4月14日研究驱动7 辊子的10 驱动箱的齿轮箱的高噪声故障 N1 1368rpmGMF1 1368rpm 16 21888rpm 364 80HzN2 1368rpm 16 26 841 85rpm 14 03HzGMF2 841 85 17 14311rpm 238 523HzN3 841 85rpm 17 47 304 50rpm 5 07HzGMF3 304 50rpm 14 4262 99rpm 71 05HzN4 304 50rpm 14 45 94 73rpm 1 58Hz N2 N3 N4 GMF3 GMF2 GMF1 121 实例19 某驱动箱伞齿轮高噪声和振动故障的诊断 2N1 2775rpm0 59mm speak 4N1 5475rpm1 18mm speak GMF1 21899rpm4 29mm speak 齿轮箱水平振动 N1 1350rpm5 51mm speak GMF1 0 5N1 GMF1 N1 GMF1 0 5N1 GMF1 N1 GMF1 1 5N1 振动速度毫米秒峰值频率转分振动速度频谱表明最高幅值尖峰为齿轮箱中伞齿轮啮合频率GMF1 并且其两边还有输入轴转速频率0 5 N1的边带说明高速伞齿轮中存在松动这种松动引起独特

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