故障诊断手册 20170210

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资源描述

故障状态描述场景电蚀电流通过轴承时,在接触点或面击穿油膜放电,产生高热,造成金属表面局部熔融形成弧坑或沟蚀。1.电机或者机械漏电或者有部分静电时产生电流;2.变频电机和直流电机较多。轴承润滑不良1.3KHz以上经常存在突起的草垛形噪音带;2.注意轴承温度的变化。1.润滑油(润滑脂)长期不更换或润滑油污染;2.未及时补充润滑油或润滑脂,集中润滑系统油路不畅或堵塞;3.选油错误或油品变质;4.其他不便加油的情况,导致润滑失效。轴承外圈损伤安装不当或外界应力导致轴承外圈出现点蚀、裂纹或疲劳剥落等。滚动轴承常见故障,安装不良(轴承的非直线性),安装过程操作不当,润滑不良,电蚀等场合。轴承内圈损伤安装不当或外界应力导致轴承内圈出现点蚀、裂纹或疲劳剥落等。滚动轴承常见故障,安装不良(轴承的非直线性),安装过程操作不当,润滑不良等场合。轴承安装过程中使用了不平衡力敲打导致轴承翘曲,会产生相当大的轴向力。滚动轴承常见故障,常出现在转轴上或轴承箱上。轴承翘曲轴承保持架损伤安装不当或外界应力导致轴承保持架断裂、变形、磨损、拉伤等。滚动轴承常见故障,安装不当(轴承的非直线性),使用不良,力矩载荷大,冲击,振动大,转速过大,急加减速,润滑不良等场合。轴承滚珠损伤安装不当或润滑不良、外界应力等导致轴承滚珠出现点蚀、凹坑或疲劳剥落。滚动轴承常见故障,安装不良(轴承的非直线性),使用不良,力矩载荷大,冲击,振动大,转速过大,急加减速,润滑不良等场合。跑内圈轴承安装不当或轴颈磨损,导致内圈和转轴之间的速度不是总相同,产生相对运动。1.轴承安装不正确;2.轴颈加工偏差大或磨损导致轴颈与轴承配合间隙变大。跑外圈轴承间隙不当或轴承座磨损、轴承压盖松动等,导致轴承外圈和轴承座之间的松动,产生相对运动。1.轴承座加工不合格,导致公差变大;2.轴承座磨损导致外圈与轴承座配合间隙变大;3.轴承座螺栓松动。滚子打滑轴承选型错误,润滑剂失效,滚子负载变化导致滚子绕辊道不连续运转,偶尔出现打滑现象,非驱动端常见,特别是立式设备上圆柱滚子轴承更常见。轴承选型错误,润滑剂失效,滚子负载变化导致滚子绕辊道不连续运转。轴承损伤的四个阶段第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段特征1.如果翘曲发生在转轴上,旋转时会“抖动”,通过调整联轴器对中或对轴系动平衡不能解决;2.频谱:轴向振动显著,且轴向1X、2X、3X突出;3.相位:在12:00,3:00,6:00,9:00方向(或任何相差90的四个方向)采集数据,振动幅值应该接近,但是相位会变化约90°;也可使用双通道相位差功能,比较12:00-3:00,3:00-6:00的相位;4.故障会和不对中、悬臂转子不平衡发生混淆,2x3x指示翘曲而不是不平衡,同时使用相位可以精确诊断该故障。1.如果翘曲发生轴承箱上,特征接近于不对中;2.频谱:轴向振动显著,且轴向1X、2X、3X突出;3.相位:绕着轴采集轴承箱的数据,找到最大幅值点,再测量轴的另一侧,相位差约180°。从这些点的90°方向测量的相位差不会是180°。1.在轴承滚道上呈现出“搓衣板”状的图案;2.在高频约1600Hz到3000Hz处,会看到一系列峰值很高的噪声。峰值间隙通常为BPFO(轴承外滚道故障频率)。1.润滑摩擦问题产生带宽很宽的高频,3KHz以上存在突起的草垛形噪音带。同样地在频谱中噪声底脚升高并有随机、带宽频率内容。经常会产生FTF带有一些谐波,但是通常低信噪比。2.呈现非线性振动,频率1x,高次谐波2x,3x及分数谐波;3.初期的润滑不良在加油或换油后,频谱特征和噪声会有明显改变;4.轴承温升明显。1.频谱(包络谱):轴承外圈特征频率及其多次倍频,通常无边频调制;2.加速度时域(包络波形):明显冲击,间隔为轴承外圈特征频率;3.早期主要表现在包络中,中后期在速度中。1.频谱(包络谱):轴承内圈特征频率及其多次倍频,查找非整数倍转频±1X边带(如,6.31X)的谐频。如果轴承上外圈旋转,不应该看到边带;2.加速度时域(包络波形):明显冲击,间隔为轴承内圈特征频率;3.早期在包络中,中后期在速度频谱中;1.频谱(包络谱):轴承保持架特征频率及其多次倍频;2.加速度时域(包络波形):明显冲击,间隔为轴承保持架特征频率;3.早期在包络中,中后期在速度频谱中;1.频谱(包络谱):2倍轴承滚珠特征频率及其多次倍频,调制轴承保持架故障频率及其倍频,查找非整数倍转频(如,3.31X)±FTF边带(约0.46X)的谐频。2.加速度时域(包络波形):明显冲击,间隔为轴承滚珠特征频率;3.早期在包络中,中后期在速度频谱中;1.频谱:3X峰值及谐频(如跑套是间歇性的,则频谱中看不到该变化);2.拆开轴承,检查转轴和内圈,能看到松动的迹象。3.肉眼或频闪仪:如果可能查看到设备里的轴承(如果必要,拆开轴承盖),频闪仪同步到转轴速度,确认内圈和转轴速度是否一直相同。如果设备可以停机,那么在转轴和内圈上做个标记,确认是否有相对运动。1.发生短促的“咔嗒”撞击声;2.频谱:4X峰值升高;3.拆开轴承端盖,检查轴承座与轴承外圈,能看到松动的迹象。听音:当轴承打滑时,你可能会听到。检查1600Hz到3000Hz区域的幅值高度,在此区域,BPFO或BPFI可能会被放大。频谱:检查1600Hz到3000Hz区域抬起的底部噪声,在“驼峰”上有BPFO或BPFI突起。建议:给轴承加点润滑油,看是否有变化。监听打滑的声音,可能是间歇性的。如果轴承温度发生变化,润滑脂的粘度会改变(由于环境或操作条件),监听的情况会有差别。轴承损伤的四个阶段振动幅值很低,产生的振动时很高频的,可能超过10kHz。只有当滤波设置合理和加速度传感器(或shockpulse传感器)安装正确时,包络、解调、PeakVue可能有效果。轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动,故障频率出现在500-2000Hz范围内。在第二阶段末期,在自振频率的左右两侧出现边带频率。500Hz以内出现滚动轴承的故障频率及其谐波频率,随着磨损严重出现故障频率的许多谐波,边带数增多。在此阶段,磨损肉眼可见,并环绕轴承的圆周方向扩散。500Hz-2000Hz范围内离散的故障频率消失,被地平噪声形式的宽带随机信号取代,振动越来越随机,噪声越来越大,包络谱底噪抬起淹没峰值。轴承损伤的四个阶段故障状态描述场景磨损/间隙故障滑动轴承润滑不良或轴瓦间隙过大,导致轴颈与轴瓦碰磨,或磨损严重,导致间隙变大。1.轴瓦润滑不良磨损严重;2.轴瓦安装间隙不当;3.负载或其他外力造成转子失稳油膜涡动由于过大的轴承磨损或间隙,不合适的轴承设计,润滑油参数的改变等因素引起的。根据振动频谱很容易识别油膜涡动,其出现时的振动频率接近转速频率的一半,随着转速的提高,油膜涡动的故障特征频率与转速频率之比也保持在一个定值上始终不变,常称为半速涡动。滑动轴承,轴承磨损或间隙,不合适的轴承设计,润滑油参数的改变油膜震荡当机器出现油膜涡动,转速升至二倍临界转速时,涡动频率非常接近转子临界转速,因此产生共振而引起很大的振动滑动轴承特征1.频谱:1X及谐频,底部噪声抬起,0.5X和0.3X也会存在。2.时域:时域波形呈现出削波现象(截头);3.通常垂直方向振幅大于水平方向;4.间隙变大时,很小的不平衡或不对中将导致很大的振动。1.频谱:0.42x-0.48x;2.随转速变化呈现出不稳定状态;3.油膜涡动受润滑油粘度,润滑油压力或者预负荷等影响。1.时域波形:波形发生畸变,表现为不规则的周期信号,通常是在工频的波形叠加了幅值很大的低频信号。2.频谱:转子的固有频率ω0处的频率分量的幅值最为突出;3.轴心轨迹:轴心轨迹呈不规则的发散状态,若发生碰摩,则轴心轨迹呈花瓣状,正向进动;4.相位:转子两端轴承振动相位基本相同;5.变化规律:工作转速高于第一临界转速的2倍时才发生强烈振动,振荡频率等于转子的第一临界转速,并且不随工作转速的变化而变化,只有工作转速低于2倍第一临界转速后,剧烈振动才消失;6.发生强烈振动时,振幅突然增加,声音异常;7.轴承润滑油粘度变化对振动有明显的影响,降低润滑油粘度可以有效地抑制振动。故障状态描述场景摩擦当转子与静止件局部或整圈接触,产生类似于机械松动的症状,根据接触部位,引起摩擦的转速,旋转件与静止件部件的结构硬度以及冲击速度本身,将摩擦分为局部摩擦和全摩擦。转子受热弯曲,轴接触的巴氏合金,电机转子接触定子,叶轮叶片接触蜗壳或密封件,轴摩擦密封件,联轴器护罩摩擦联轴器,风机叶片接触导叶等。不平衡回转体由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,造成了回转体的不平衡,即使静态平衡了,回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,从而产生了不平衡的离心力,引起振动。原始不平衡是由于转子制造误差、装配误差以及材质不均匀等原因造成的,如出厂时动平衡没有达到平衡精度要求,在投用之初,便会产生较大的振动;渐发性不平衡是由于转子上不均匀结垢,介质中粉尘的不均匀沉积,介质中颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作介质对转子的磨蚀等因素造成的;突发性不平衡是由于转子上零部件脱落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成,机组振值突然显著增大后稳定在一定水平上。不平衡的原因大体分为以下几种:1)制造上的误差:材料密度的不匀,不同轴度,不圆度,热处理不均匀;2)装配不正确:装配部件的中心线与轴线不同轴;3)转子产生变形:磨损不均匀,轴在运转和温度下变形。热弯曲:指转子上有较大预负荷、开机运行时的暖机操作不当、升速过快、转轴热变形不均匀等原因造成的弯曲,弯曲变形可以恢复。转子受热后(如启机中或加负荷时)使转子产生了附加的不平衡力。永久弯曲:由于转子结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当而发生永久性的弯曲变形,或是热态停车时未及时盘车或盘车不当、转子的热稳定性差、长期运行后轴的自然弯曲加大等原因所造成。设计结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当,长径比大的转子产生与质量偏心情况相类似的旋转矢量激振力。角度不对中:轴的中心线相交于一点而不是平行的,那么这种不对中被认为是角不对中。热膨胀、基础位移(基础沉降)管道应力或对中经验不足导致对中不好时。平行不对中:耦合的两轴中心线平行但不重合。热膨胀、基础位移(基础沉降)管道应力或对中经验不足导致对中不好时。联轴器磨损联轴器润滑不良、安装不当(对中不良)或在交变载荷下弹性体损坏导致齿面或爪面接触,引起联轴器磨损。联轴器润滑不良、安装不当(对中不良)或柱销联轴器、梅花联轴器在交变载荷下弹性体损坏;齿式联轴器润滑不良,齿面磨损导致间隙增大;膜片联轴器连接螺栓松动,引起磨损;弹性体联轴器中弹性体损坏导致齿面或爪面接触,引起联轴器磨损。轴弯曲不对中不平衡回转体由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,造成了回转体的不平衡,即使静态平衡了,回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,从而产生了不平衡的离心力,引起振动。原始不平衡是由于转子制造误差、装配误差以及材质不均匀等原因造成的,如出厂时动平衡没有达到平衡精度要求,在投用之初,便会产生较大的振动;渐发性不平衡是由于转子上不均匀结垢,介质中粉尘的不均匀沉积,介质中颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作介质对转子的磨蚀等因素造成的;突发性不平衡是由于转子上零部件脱落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成,机组振值突然显著增大后稳定在一定水平上。不平衡的原因大体分为以下几种:1)制造上的误差:材料密度的不匀,不同轴度,不圆度,热处理不均匀;2)装配不正确:装配部件的中心线与轴线不同轴;3)转子产生变形:磨损不均匀,轴在运转和温度下变形。旋转部件松动,轴承间隙变大轴承座的轴承松动,过大的轴承内部游隙;轴承衬套松动;转子旋转部件松动;轴承松动或跑圈在滚动轴承严重磨损后,或者在第轴承损伤第四阶段中会发生松动。滑动轴承间隙过大会产生0.5X,也称半频或亚倍频。由摩擦和严重的冲击产生的,甚至可能产生0.3X。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