第二章振动测试技术及仪器

第二章振动测试技术及仪器本章主要介绍和分析如下内容：第一节振动测试内容第二节传感器的种类和选择第三节振动传感器的安装第四节机组振动测试第五节机组振动标准及规范要掌握机组振动状态，诊断振动故障，进行转子平衡，分析振动事故，首先要对机组振动进行测试并搜集振动数据，因此熟悉和掌握机组振动测试方法是完成这四项工作的基础。要熟悉振动测量原理、机组振动测试要求和方法，熟悉仪表使用方法和功能。第一节振动测试内容机组振动测试包含振动测量和振动试验。振动测量是一项专门技术，本章主要就有关的传感器、仪表原理、正确使用方法进行简单介绍。振动测量目的描述机器工作状态，有振动位移、速度和加速度。高频或较大冲击的用加速度测量；低频用振动位移测量；机组振动测试内容运行中的振动监测长期检测，数据采集、比对。转轴裂纹、汽轮机叶片损坏、静子部件松动等。新机投运中的振动测试低转速振动、各阶临界转速的实测数据和通过临界转速后的相关数据、额定转速振动数据、超速试验振动数据、带负荷和满负荷振动数据。振动试验中的振动测试存在问题时进行的试验，有针对性的尝试。反复性强，不确定因素多。动平衡中的振动测试为了计算平衡重量提供可靠依据，需要测量基频振幅和相位及通频振幅，一阶临界转速的振幅和行为的测量尤为重要。研究型振动测试有针对性的进行测振。例如有的机组发生基础共振，需要对机组的结构、基础、大梁等进行模态分析试验，需要众多单位协同工作。第二节振动传感器的种类和选择测量振动早期采用机械振动表，如50年代千分表振动仪，这种表存在磨损、读数不便、精确度差、振动信号不能远距离传输。曾采用普通光和激光测量振动，但是造价高、振动信号不能远距离传送，未广泛使用。现在多数使用电气式振动仪表进行振动测量。主要由振动传感器和仪表本体两部分组成。振动传感器按工作原理分为：

电涡流型速度型加速度型电容型电感型

一、电涡流传感器

当头部感应线圈通上高频（1~2MHZ）电流时，线圈周围产生高频磁场，与周围金属导体产生电涡流。这种传感器的线性范围随感应线圈直径增大而加大，而传感器灵敏度减小。必须在电涡流传感器附件设置放大器、检波器和滤波器，将振动信号放大并检出后送到振动仪。这装置称为电涡流传感器的前置器。二、速度传感器目前较常见的振动传感器，工作原理就是一个往复式的永磁小发电机。按其支承系统工作原理分绝对式和相对式。相对式速度传感器动线圈采用较硬的簧片和外壳固定，与动线圈连接的拾振杆直接压在振动物体上，传感器外壳固定在支架上，测量的振动是表示支架相对于物体的振动。传感器输出信号必须经积分回路——速度/位移转换器（VDC）。三、加速度传感器只能做动态测量。为了减少阻抗，导线尽量做短。四、传感器的选择考虑两方面因素：传感器性能；被测对象的条件和要求。一般测试中电涡流安装麻烦、费时，用速度传感器代替。合理选择不但可以获得满意的测量结果、节省劳力时间，而且对于尽快查明振动故障原因、提高转子平衡精度和减少机组启停次数，都有很重要的作用。1.电涡流传感器可直接测量转轴振动，非接触式。能做静态和动态测量，能测2HZ以下的低频振动，而且适用于大多数机器环境条件。价格便宜为速度传感器的1/5。结构简单，尺寸小，没有活动部件。测量振动物体材料不同时，须重新标定。需外加电源，安装麻烦，必须配前置器。2.速度传感器安装简单，适用绝大多数机器环境条件。不需外加电源，振动信号可不处理传输。体积重量较大，活动部件易损坏，低频响应不好，测量15HZ以下振动时，误差大。标定较麻烦，只能做动态测量，价格较贵。3.加速度传感器体积小、重量轻。结构紧凑、牢靠，不易损坏。环境噪声、传感器安装方法和导线敷设方式，对测量结果影响较大。标定困难，只能做动态测量，价格较贵，需设前置放大器。第三节振动传感器的安装1.涡流传感器——安装最复杂最高允许温度180度，国产的一般在120度。避免交叉感应和过小的侧向间隙。交叉感应使传感器输出灵敏度降低。间隙过小，传感器头部两侧存在导体灵敏度显著降低。避免支架共振和松动。自振频率必须高于机器的最高转速对应的频率。支架一定要牢固安装。正确初始间隙。2.速度传感器安装简单。有手扶、橡皮泥粘接、永磁吸盘固定、螺丝固定等。工作温度120度以下。避免传感器固定不稳和共振。测点位置前后一致。传感器互换性。安装方向与要求测量方向应一致。第四节机组振动测试一、新机启动调试中的振动测试

1.防止转轴碰磨引起弯轴是振动监测的第一要点。汽轮机弯轴事故86%是转轴碰磨产生，其中80%是机组热态启动中发生。

2.测取机组主要轴瓦的波德曲线。

3.不同负荷下轴瓦和转轴振动测量。二、振动故障诊断的振动测试

1.测取通频、基频或振动频谱。

2.测取振动较大轴瓦和转轴振动波德曲线。

3.不同工况和不同时间的振动测试。

4.检测振动较大轴瓦的支承动刚度。先检测轴承座动刚度。

5.测试经验：全面检测找出重点；振动参数；频繁振动要先测频谱，重点检测联轴器两侧轴瓦振动与运行时间关系；第五节机组振动标准及规范一、运行机组振动标准与评定产品质量的振动标准1.产品出厂时的振动标准至少比