摩擦振動的診斷,趕緊收藏!
2022-11-11 16:12:49來源: 作者:xdnet
一、初步診斷
動靜摩擦是機(jī)組比較常見的一種振動現(xiàn)象。特別在新機(jī)投產(chǎn)或大修后,因為這個階段動靜間隙需要有一個磨合過程。這個階段如果發(fā)生振動不穩(wěn)定,應(yīng)該將動靜摩擦作為一個重點進(jìn)行排查。
啟動過程中,如果轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在某一點時刻振動繼續(xù)上升,則屬于動靜摩擦的可能很大。
定速運行過程中,如果振動出現(xiàn)波動,屬于動靜摩擦的可能很大?!?br />
二、詳細(xì)診斷
1. 振動為基頻 (1X) 分量
動靜摩擦引起轉(zhuǎn)子的熱彎曲,使質(zhì)量中心偏離轉(zhuǎn)動中心,因此產(chǎn)生的振動與轉(zhuǎn)速頻率一致,即為基頻振動或稱1X分量。當(dāng)機(jī)組在3000r/min運行時,頻率為50Hz?!?br />
有看法認(rèn)為,摩擦振動的頻譜中除了基頻之外,還存在高次諧波 (2X、3X…) 和分?jǐn)?shù)諧波 (?X,?X…) 的頻率分量。其依據(jù)是:
認(rèn)為動靜摩擦的機(jī)理是轉(zhuǎn)子與汽封發(fā)生撞擊,這種撞擊會激發(fā)高次諧波振動;
動靜接觸處相當(dāng)于轉(zhuǎn)子上多了一道或數(shù)道支承。支承處的剛度和阻尼不是常數(shù),而與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度有關(guān)。由此建立的轉(zhuǎn)子的運動方程是非線性方程,它的解不僅含有基頻,也將含有高次諧波和分?jǐn)?shù)諧波的成分?! ?br />
上述看法僅僅是從理論角度分析的。實際上由于支持軸承對轉(zhuǎn)子的定位作用,所謂的“撞擊”幾乎是不可能的。而且動靜接觸處的支承作用與支持軸承比較是微不足道的,不會對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的剛度和阻尼產(chǎn)生明顯影響?! ?br />
從對幾十臺機(jī)組摩擦振動的觀察看,都是以基頻為主,其他頻譜分量很小。當(dāng)然并不排除發(fā)生劇烈摩擦?xí)r出現(xiàn)高次諧波和分?jǐn)?shù)諧波振動的可能,但不能將這作為診斷的必要條件?! ?br />
2. 振動的不穩(wěn)定
動靜摩擦發(fā)生的過程中,不斷有熱量由接觸部位進(jìn)入轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子的溫度處于非穩(wěn)態(tài)過程,它的熱彎曲也在不斷變化。因此,只要動靜摩擦存在,振動就不可能穩(wěn)定,而將處于連續(xù)的變化過程中。如果振動穩(wěn)定了,說明動靜摩擦消失了?! ?br />
3. 趨勢特征
摩擦振動是由于轉(zhuǎn)子不均勻加熱引起的,而轉(zhuǎn)子溫度的變化是一個平滑連續(xù)的過程,而且要經(jīng)歷一定的時間。因此,摩擦振動的最終結(jié)果不論是波動還是發(fā)散,趨勢圖都是一條平滑連續(xù)的曲線。而且其變化過程都要經(jīng)歷相當(dāng)?shù)臅r間(幾十分鐘甚至數(shù)小時),不會像自激振動那樣發(fā)生突變。
4. 隨機(jī)性
摩擦振動的出現(xiàn)經(jīng)常會表現(xiàn)出隨機(jī)性,很難預(yù)料它在何時發(fā)生。即使在工況完全穩(wěn)定,未進(jìn)行任何運行操作的情況下也會突然發(fā)生。這說明轉(zhuǎn)子某些部位的動靜間隙已到了似接觸而非接觸的邊緣狀態(tài)?! ?br />
三、通過磨合消除摩擦振動
遇到動靜摩擦,最簡單的辦法是經(jīng)過磨合消除。所謂磨合,就是通過機(jī)組的運行過程,將接觸的部位磨平,使動靜間隙達(dá)到維持正常運行的水平。
在磨合的過程中,一定要嚴(yán)密監(jiān)視振動的情況,并將振動控制在一定范圍內(nèi)。
1. 如果啟動過程存在摩擦,可以將機(jī)組停下來暖機(jī),連續(xù)盤車后再升速。
也可以在較低的轉(zhuǎn)速連續(xù)運行,確認(rèn)動靜接觸脫離后(由振動是否恢復(fù)到正常水平判斷)再提升轉(zhuǎn)速。升速過程如果仍存在摩擦,可以將轉(zhuǎn)速降低,繼續(xù)磨合。
啟動過程存在摩擦?xí)r,絕不能強(qiáng)行通過臨界轉(zhuǎn)速,這樣風(fēng)險很大?! ?br />
2. 工作轉(zhuǎn)速的摩擦振動也可以經(jīng)過磨合消除。
在這種情況下,應(yīng)該明確停機(jī)值,且停機(jī)值應(yīng)適當(dāng)控制嚴(yán)格一些。這是因為停機(jī)惰走的過程中動靜摩擦還會繼續(xù)發(fā)展,特別是到達(dá)一階臨界轉(zhuǎn)速附近,摩擦加劇,振動可能達(dá)到很高的程度?!?br />
一般來說,不能通過運行的調(diào)整(例如降低負(fù)荷),消除動靜摩擦?! ?br />
3. 高、中壓轉(zhuǎn)子一般采用落地軸承,軸承座的剛度大,靈敏度低。
對于這類軸承,應(yīng)該注意監(jiān)視軸振的變化。例如,國產(chǎn)200MW機(jī)組已經(jīng)多次發(fā)生高壓轉(zhuǎn)子的彎軸事故。事故的重要原因是高壓轉(zhuǎn)子軸承的剛度大,當(dāng)動靜摩擦的程度已經(jīng)很嚴(yán)重時,軸承座的振動反應(yīng)并不明顯,故沒有引起注意。如果當(dāng)時能夠監(jiān)測軸振,有些事故本可以避免?! ?br />
4. 轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)不好,存在較大的撓度,是誘發(fā)動靜摩擦的一個重要因素。
如果同時存在不平衡和動靜摩擦,應(yīng)該首先調(diào)整好轉(zhuǎn)子的平衡。平衡狀況的改善,可使整體的振動水平降低,對于消除摩擦也是有利的。