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发表于 2015-9-19 17:56:21 |显示全部楼层

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发表于 2015-9-19 17:57:20 |显示全部楼层
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发表于 2015-10-20 20:02:50 |显示全部楼层
  1引言随着科技生产的突飞猛进,人们对振动的研究越来越深人,信号分析与监测技术成为机械故障诊断中的重要手段。频谱分析技术结合对比诊断法,囊括了振动理论、测试技术、信号采集与数据分析等学科知识,是目前在旋转机械设备中应用最为广泛的方法o,0设备故障诊断技术虽然已在各行业展开,但我国在这一技术领域内的起步较晚,经验不足,各个部门的技术发展也不平衡。在进行机械设备异常频谱分析时,各个主要频率成分对应于何种故障,往往还因技术人员的实践经验、综合素质等不同而不同,这就要求随着技术的进一步发展,专家对故障机理和特征做更深人细致的研究,积累新的知识和经验,建立高层次的故障诊断专家系统。此外,技术人员通过加强学习,借助不断研制开发的高质量的监测仪器,提高处理故障诊断问题的能力,加强设备的全面监测,努力向预知性维修发展,这是设备管理的一个重要方向,也是长期任务[(3I410目前比较成熟的故障诊断方法较多,如通过对轴承的检测来判断轴承的故障情况,以及诸如判断轴对中性和铸件裂纹等情况,都相对比较成熟。本文主要介绍根据振动实测数据情况,依照针对频谱图的分析结果及若干经验进行故障诊断,并通过实际拆检机器设备来验证故障诊断的准确性。http://baoduo518.com/

     测试结果分析检修前测试结果本文对某型号的多级离心泵进行了测试,通过测试结果,发现该泵组存在一定问题,在低频段振动超标。测点布置如图1所示,具体测试内容如图20从图2中可以看出,本次测试结果一级叶轮叶频(叶片频率)下响应明显较大,而且各个考核点之间振级相差比较多。最大值考核点2振级为105.2 dB,最小值考核点3振级为99.1 dB,之间存在6 dB的差异。在同一安装平面上,存在如此大差异是不正常的,由此可以看出泵组在安装过程中存在一定问题,经检查发现隔振器安装不平稳,详见图3所示。

     从图3隔振器安装情况可以看出,其中某一隔振器加了一个垫片,4个隔振器作用力不在同一平面上,导致各个隔振器受力不均匀,从而引起各点振动响应相差比较大。由于这样安装导致各个隔振器受压程度不相同,变形也不同,而对于标准隔振器,不受力情况下,各个隔振器高度应该相同,因此建议将隔振器拆掉,放置一段时间,释放掉由于变形不同而产生的应力,保证在自然状态下重新安装隔振器。并且要求用力矩扳手,对角旋紧,保证隔振器安装平稳,受力相同。

     2.2检修后测试结果重新安装后测试结果如图4所示。

     从测试结果图4可以看出,经重新安装后,各考核点相差并不是很大,最大值考核点4振级为104dB,而最小值考核点3振级为100.9 dB,相差3dB左右,相差值较修改前减少一半左右,由此可见隔振器安装改进后对整机组隔振器受力均匀情况有很大改善。虽然从安装结构上改善了泵组情况,但是从图4测试结果可以看出,叶频(叶片频率)响应仍比较突出,总振级并没有达到标准,并且一级叶轮叶频下响应依然很明显,针对这一问题本文进行了一系列分析。

     一级叶轮叶频下响应比较大,初步诊断为一级叶轮存在一定问题,从而影响了流场稳定性,导致压力脉动较大,引起叶轮受基频力较大,响应也比较大。另外泵组在旋转的时候轴承位置存在较大异响,因此轴承可能存在一定问题,因轴承存在故障而引起的故障频率可能与一级叶轮叶频正好对应,从而在叶频下产生共振响应,导致一级叶轮叶频下响应比较大。

     3故障诊断分析为了判断具体是由以上哪种故障导致响应较大,本文计算了轴承的各种故障频率,将计算结果与一级叶轮叶频对比,判断是否产生共振响应。

     目前用于滚动轴承监测和诊断的方法很多,主要有振动监测技术、光纤监测技术和接触电阻诊断法。滚动轴承在工作过程中会产生各种各样的异常和损伤,多数故障都会使轴承的振动加剧。

     这样,将振动信号作为诊断轴承故障的主要信息,通过对各种异常所特有的频率进行分析便可探明异常原因f}。而在此我们只计算一下轴承的固有频率,看是否产生共振响应即可。图5为滚动轴承的结构示意图。

     设轴承直径为D,滚动体直径为d,接触角为a。通过滚动轴承运动学的分析,可以求得滚动体通过内、外圈滚道的频率,以及滚动体相对保持架的回转频率等。这些频率与故障密切相关网。

     如果在外圈滚道上有故障时,则产生以关,为频率的脉冲激励,所以称f}P为外圈的故障频率,同理}P为内圈的故障频率。若滚动体上有故障时,因其自转一周通过内外圈各一次,故滚动体的故障频率为九=2凡。一般径向滚珠轴承接触角a=0,一般外圈固定,即fo 0,则f幼,其故障频率如表1所示(其中N为滚动体个数)。

     本文采用的轴承有巧个滚珠,内圈直径为40 mm,外圈直径为90 mm,则计算的频率情况如表2所示。

     从表2可以看出,轴承引起故障的频率并没有一级叶轮叶频(245 Hz)存在,因此可以判断振动过大不是由于轴承故障引起的,而发出的异响可能与轴承有关,有待进一步拆检验证。

     4故障维修经检修发现叶轮和填料上都存在一定问题,具体情况如图6和图7所示。

     从图6可以看出左图是故障状态下填料,右图为正常状态下填料,从两图对比可以看出故障有.、l、祀、位棍石11--、山扣、﹄玛屯状态下填料少了一个,并且填料间间隙较大,压盖没有压紧,因此导致泵组运行过程中噪声较大。经过检修,加上一根填料,并且用压盖压紧,装配好泵组运转后,发现噪声有所减小,因此对于这样故障的解决方法是合理的。

     拆检一级叶轮后,对叶片进行详细检查,发现叶轮表面存在磨损迹象。为了进一步验证叶片表面是否存在磨损,对叶轮表面进行标记,如图7所示。

     泵组工作一段时间后,再次拆检,发现之前做的黑色记号中间被磨损。经过仔细观察分析,发现叶轮只有部分表面与泵壳有磨损,由于磨损导致叶轮与泵壳间间隙不断变化,导致流场不稳定,产生压力脉动,从而使得一级叶轮叶频响应较大。

     找到问题的根源后,建议对叶轮表面按照图纸重新打磨。打磨合格后重新安装,所测结果如图s所示。

     从图s可以看出,经过修理后,泵组的振动振级明显减小,达到考核标准,并且各点幅值相对均匀。检修前后具体低频段振级对比如表3所示。

     从表3可以看出,检修后不仅各点之间振级相差较小,而且总振级比检修前小2dB左右,达到考核标准。

     5结论(1)本文结合传统故障诊断方法,通过对多级离心泵测试响应分析人手,发现泵组叶频振动响应较大的问题,且各点响应相差较大,检查发现隔振器安装存在一定问题,检修后考核点响应相差减小,但叶频响应仍较大。

     (2)根据经验及计算结果,排除轴承故障,进一步拆检发现叶轮存在一定问题,进行检修后,考核点响应达标。

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