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设备不对中与振动的关系


设备不对中与振动的关系

传统观念将设备不对中一直作为引起机组振动*主要的故障之一,由于外来词不对中的引入,进一步加深了这一传统观念。据初步统计,因设备不对中与振动关系的误解造成的误诊断,占振动故障总误诊断的80%以上。所以为了避免误诊断,提高故障诊断准确率,除应正确理解设备不对中的实际含义外,还应明白传统的设备不对中与振动的关系,即设备一般大修中转子找正和振动的关系。
一般机组大修中的转子找正内容,只是对轴承座标高和左右位置进行调整,转子与气缸同心度也需要考虑,但由于在实际操作中一般难于调整,轴系连接同心度和平直度均被忽略。现场转子找正是将联轴器断开,检查联轴器端面开口和圆周偏差,传统观念将这种偏差称设备不对中或转子中心不正,上述已经指出这是误解。在联轴器节圆或止口同心、端面合格的情况下,端面和圆周间即使存在再大的偏差,只要联轴器连接螺栓拧紧之后,轴系就自然同心和平直,它不会直接产生振动的激振力,但由此会产生下列后果:
(1)改变各轴瓦载荷分配:当端面下开口时,会使联轴器相邻的两个轴瓦载荷减小,圆周差会使圆周较低的相邻轴瓦载荷减小,反之则相反。当载荷过大时,会使轴瓦乌金温度升高,载荷过小时会使轴瓦转子失稳,发生轴瓦自激振动。
(2)改变动静间隙:轴承座标高和左右位置的改变,不仅直接改变了动静间隙,而且将使转子静挠曲曲线发生一定变化,严重的会发生动静碰磨,使轴产生弯曲引起不稳定普通强迫振动。
(3)影响转子振型曲:由于轴瓦载荷的改变,影响转子支撑状态,使转子振型曲线改变时,其平衡状态将会发生变化。但大量运行和消振经验表明,对于不平衡响应正常的轴系,当两个转子联轴器中心偏差在正负1mm之内,端面开口小于0.60mm时,对轴系平衡的影响可以忽略。对于轴系不平衡响应明显偏高的轴系,当联轴器圆周和端面开口差较大时,平衡重量沿转子长度分布不合理的柔性转子,会使轴系平衡状态发生一定的变化,这时消振有两个途径,一是调整联轴器圆周和端面过大偏差;二是调整轴系平衡,其中柔性转子平衡重量沿转子长度合理分布是关键。
(4)转轴承受预载荷:所谓预载荷是指施加在转轴上的一种径向载荷(力),它又分内部和外部预载荷。外部预载荷是施加到转子上的力,它主要由联轴器端面瓢偏、联轴器与轴颈不同心和转子自重引起。内部预载荷是设备内部产生的施加到转子上的力,它主要有轴瓦油膜力、轴承座标高变化、接触密封引起的压力不对称、蒸汽作用力、传动齿轮对转子产生的反作用力等引起。

预载荷直接的影响是使转轴承受额外的应力,并使轴颈压向轴瓦的一侧,由此产生非线性压束,机器两倍频振动。如果转轴径向刚性不对称,例如发电机转子,会使倍频振动更为明显。

预载荷未必都有害,有些因素引起的预载荷会使轴瓦趋于稳定,例如消除轴瓦自激振动。目前常采用的方法是有意将某一个轴瓦抬高,对该瓦施加一个预载荷。
综合上述的分析,设备不对中或转子中心不正,与外来语不对中不是同一概念。不对中也不是指大修中转子找正时所呈现的圆周差、端面偏差,而是指轴系连接同心度和平直度偏差。由于长期受传统观念的影响,改变这种误解还需要一个时间过程,为了避免这些含混不清的术语在振动故障诊断中引起的误解,现将设备不对中,转子中心不正、不对中等名词分别改为转子与气缸或静子同心度,轴承座的标高、左右位置,轴系连接同心度、平直度等偏差表述。


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