高速旋转机械的频谱分析

1、高速旋转机械的频谱分析李兆华 钟爱光 摘要：介绍了氧气厂2da350空压机组、干熄焦循环主风机、辅风机等振动故障的诊断及处理方法。总结了应用先进的设备故障诊断技术的重要性。 一、前言 我公司绝大多数关键设备为旋转机械设备，如各类风机、空压机、大型电机等。设备的日常维护和安装调试过程中，经常遇到因剧烈振动而无法正常生产的情况，而振动的原因错综复杂，仅靠耳听、手摸的原始方法，很难全面准确的分析判断故障的原因。采用先进的设备状态检测和故障诊断技术，通过振动检测掌握各类设备在一定时期的运行状态，为从事设备维护、安装、调试的工程技术人员提供一套完整的设备运行状态资料，根据这些资料进行数据分析，可以准确的

2、分析判断故障原因，缩短检修工期，合理的安排关键设备的预防维修计划，从而避免因突发性设备故障而造成的经济损失，确保产生的顺利进行。 二、采用故障诊断技术处理设备故障的几个实例 1氧气厂2da350一61型空压机组振动故障的处理 、 氧气厂da35061型空压机是制氧机的动力设备，机组进行是否正常，直接关系到第一炼钢厂的生产，是总公司的关键设备。1999年4月份，该机组借第一炼钢厂停产机会，解体大修，组装后试车时，机组振动超标，无法正常运行，严重影响检修工期。如解体检查至少需要3天的时间，况且对能否检查到故障点也没有十分把握。于是我们利用ng一8902多通道数据采集故障诊断系统，对该机组进行了全面

3、的测试。(1)空压机组的测点布置如图1所示。5#2# 3#8#6# 7#4# 风 机1#增 速 箱电 动 机注：1#、2#为电机球面瓦测点 3#、4#、6#为增速箱大小齿轮轴瓦测点7#为风机止推瓦测点 8#为风机支撑瓦测点图1 空压机组测点示意图(2) 机组的测试情况（取振动值最大的方向）见表1表 1测点振动值，mm/s特征频率，hz1s(水平)0.12502s(水平)0.14503c(垂直)0.3441464c(垂直)0.7761465c(垂直)0.281466c(垂直)0.5771467c(垂直)2.791468c(垂直)8.25146由表1可见，1#、2#、3#、4#、5#、6#测点，振

4、动情况良好。7#、8#测点振动速度超标，8#测点振值8.25mm/s，严重超标，7#、8#测点的轴向振动谱图如图2、图3。图2 7#测点速度频谱图图3 8#测点速度频谱图又测量了7#、8#测点的振动加速度，见表2(取振动值最大的方向)。表2测点振动速度值，mm/s特征频率，hz8#瓦s(水平)5.672487c(垂直)12.672625z(轴向)14.6126257#瓦s(水平)1.58438c(垂直)1.66146z(轴向)11.2426257#、8#测点轴向振动加速度谱图如图4、图5。图4 7#测点加速度频谱图图5 8#测点加速度频谱图根据以上的振动测量及频谱图分析，空压机组的振动故障分析

5、如下：3#、4#、5#、6#测点振动速度良好，说明大小齿轮运行状态正常，振源不在大小齿轮处。振速最大值发生在7#、8#测点处，故障频率为146 hz，其对应的转速为14660=8760r/min,振动频率特征基本是工频振动,说明振源在7#、8#测点处，其原因可能是风机转子高速动平衡不良，因为虽然低速动平衡已校验平衡良好，但高速下动平衡不一定满足。7#、8#测点的振动加速明显增大，故障能量集中的高频区域2625 hz，说明风机零部件可能被惯性力破坏，如转子了出现裂纹、叶片腐蚀有掉块等。于是我们打开风机大盖，仔细检查风机转子、叶片、轴等部件。检查情况与我们的诊断基本一致，故障点为风机转子叶片根部有

6、一约40mm长的裂纹，重新更换了风机转子，投运后运行正常。2干熄焦循环风机振动故障的处理总公司干熄焦工程是国家经贸委节能示范项目，1999年2月份，干熄焦工程试车过程中，发现1#、2#循环风机振动严重，无法正常运行，严重影响工程的进度。风机的主要技术参数：介质温度180-200,主风机风量195000m3/h,辅风机风量17000 m3/h,主风机风压8250pa,辅风机风压6500 pa,主风机电机p=800kw,n=1500r/min,辅风机电机p=630 kw,n=1500 r/min.利用hg-8902多通道数据采集故障诊断系统,现场进行了振动测量,分析故障原因.1#循环风机初始振动频

7、谱图见图6.图6 干熄焦1#循环风机原始振动频谱图由图6可以看出,其振动频率单一,在工频处有一最大峰值为21.89 mm/s.属于明显的不平衡故障.于是利用现场动平衡软件包,在现场进行转子做动平衡校验.现场处理后的振动频谱见图7所示.图7 干熄焦1#循环风机处理后频谱图由图7可以看出振动幅值明显减少,投运后,至今运行正常.2#辅风机振动频谱图见图8图8干熄焦2#辅风机机频谱图由图8可见,二倍频处有一轴向振动峰值为12.97 mm/s,分析振动原因,应是机组中心对不良.于是重新调整了机组中心,投运后,机组运行正常.三、结束语通过以上几个机组的故障诊断及处理的实例，主要有以下几点收获：1.科学应用设备故障诊断技术，采用先进的多通道数据采集诊断系统，可以准确分析振动原因，制定科学合理的故障处理方案，尽快消除设备故障，可为企业创造大量的经济效益。2.多通道数据采集故障诊断系统的转子现场平衡软件包，为我们提供了很大的方便，不但缩短了检修工期，还确保了重点工程的工程质量，为企业赢得了时间，创造了效益。3.目前，