離心水泵振動(dòng)故障分析
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發(fā)布日期:2014/8/7
離心水泵振動(dòng)故障分析
正常運(yùn)行的離心泵,應(yīng)該是平穩(wěn)、安全和可靠的。如果離心泵運(yùn)行不平穩(wěn),我們也可以稱為振動(dòng)。
機(jī)械振動(dòng)
物體相對(duì)于平衡位置所作的的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械振動(dòng)。簡(jiǎn)稱振動(dòng)。 例如,機(jī)器箱體的顫動(dòng)、管線的抖動(dòng)、葉片的擺動(dòng)等都屬于機(jī)械振動(dòng)。 振動(dòng)用基本參數(shù)、即所謂的“振動(dòng)三要素” — 振幅、頻率、相位加以描述。
振幅
振幅是物體動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)的幅度。
振幅是振動(dòng)強(qiáng)度和能量水平的標(biāo)志,是評(píng)判機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)優(yōu)劣的主要指標(biāo)。
峰峰值、單峰值、有效值
振幅的量值可以表示為峰峰值(pp)、單峰值(p)、有效值(rms)或平均值(ap)。峰峰值是整個(gè)振動(dòng)歷程的大值,即正峰與負(fù)峰之間的差值;單峰值是正峰或負(fù)峰的大值;有效值即均方根值。只有在純正弦波(如簡(jiǎn)諧振動(dòng))的情況下,單峰值等于峰峰值的1/2,有效值等于單峰值的0.707倍,平均值等于單峰值的0.637倍;平均值在振動(dòng)測(cè)量中很少使用。 它們之間的換算關(guān)系是:峰峰值=2×單峰值=2×21/2×有效值
振動(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度
振幅分別采用振動(dòng)的位移、速度或加速度值加以描述、度量,三者可以通過微分或積分進(jìn)行換算。在振動(dòng)測(cè)量中,除特別注明外,振動(dòng)位移的量值為峰峰值,單位是微米[μm]或密耳[mil];振動(dòng)速度的量值為有效值,單位是毫米/秒[mm/s]或英寸/秒[ips];振動(dòng)加速度的量值是單峰值,單位是重力加速度[g]。
可以認(rèn)為,振動(dòng)位移具體地反映了間隙的大小,振動(dòng)速度反映了能量的大小,振動(dòng)加速度反映了沖擊力的大小。也可以認(rèn)為,在低頻范圍內(nèi),振動(dòng)強(qiáng)度與位移成正比;在中頻范圍內(nèi),振動(dòng)強(qiáng)度與速度成正比;在高頻范圍內(nèi),振動(dòng)強(qiáng)度與加速度成正比。
正是由于上述原因,在工廠的實(shí)際應(yīng)用中,在通常情況下,大機(jī)組轉(zhuǎn)子的振動(dòng)用振動(dòng)位移的峰峰值[μm]表示,用裝在軸承上的非接觸式電渦流位移傳感器來測(cè)量轉(zhuǎn)子軸頸的振動(dòng);大機(jī)組軸承箱及缸體、中小型機(jī)泵的振動(dòng)用振動(dòng)速度的有效值[mm/s]表示,用裝在機(jī)器殼體上的磁電式速度傳感器或壓電式加速度傳感器來測(cè)量;齒輪的振動(dòng)用振動(dòng)加速度的單峰值[g]表示,用加速度傳感器來測(cè)量。
振動(dòng)烈度、振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)
振動(dòng)烈度是振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)中的通用術(shù)語(yǔ),是描述一臺(tái)機(jī)器振動(dòng)狀態(tài)的特征量(大機(jī)組不完全如此)。可以認(rèn)為,振動(dòng)烈度就是振動(dòng)速度的有效值。在國(guó)際及我國(guó)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)中,幾乎都規(guī)定用振動(dòng)速度的有效值來作為振動(dòng)烈度的度量值。此外,還要求在靠近軸承位置處的水平、垂直、軸向三個(gè)方向上進(jìn)行測(cè)量。所以,對(duì)一般的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí),應(yīng)測(cè)量振動(dòng)速度的有效值。因?yàn)橹挥姓駝?dòng)烈度才有振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)可以參照,評(píng)定機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的優(yōu)劣才能有據(jù)可依。
右圖為中石化旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)SHS 01003-2004關(guān)于機(jī)器振動(dòng)烈度的評(píng)定等級(jí)表。我國(guó)及國(guó)際其它振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于機(jī)器振動(dòng)烈度的評(píng)定等級(jí)也大致如此。其中,根據(jù)輸出功率、機(jī)器—支承系統(tǒng)的剛性等將旋轉(zhuǎn)機(jī)械分為如下4類:
Ⅰ~小型轉(zhuǎn)機(jī),如15 kW以下的電機(jī);
Ⅱ~安裝在剛性基礎(chǔ)上的中型轉(zhuǎn)機(jī),功率在300 kW以下;
Ⅲ~大型轉(zhuǎn)機(jī),機(jī)器—支承系統(tǒng)為剛性支承狀態(tài);
Ⅳ~大型轉(zhuǎn)機(jī),機(jī)器—支承系統(tǒng)為撓性支承狀態(tài)。
當(dāng)支座的固有頻率大于轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的固有頻率時(shí),機(jī)器—支承系統(tǒng)為剛性支承狀態(tài);當(dāng)支座的固有頻率小于轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的固有頻率時(shí),機(jī)器—支承系統(tǒng)為撓性支承狀態(tài)。 對(duì)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組轉(zhuǎn)子振動(dòng)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)及國(guó)際振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)幾乎都規(guī)定用在靠近軸承處軸頸振動(dòng)位移的峰峰值進(jìn)行度量,但評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的具體數(shù)值不夠統(tǒng)一。對(duì)石油化工用離心式壓縮機(jī)及汽輪機(jī),API617、API612標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在制造廠進(jìn)行機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí),轉(zhuǎn)子振動(dòng)位移的峰峰值不應(yīng)超過A 值或25.4μm中的較小值,A=25.4(12000/n)1/2,n為大連續(xù)工作轉(zhuǎn)速。對(duì)石化大機(jī)組,轉(zhuǎn)子實(shí)際運(yùn)行中振幅的許可值應(yīng)該遵照制造商的規(guī)定。在無制造商規(guī)定時(shí),也可以認(rèn)為:
小于A值時(shí)為優(yōu)良狀態(tài),A為25.4(12000/n)1/2 或25.4μm中的較小值; 大于A值、小于B值時(shí)為合格狀態(tài),B=(1.6~2.5)A,轉(zhuǎn)速較低時(shí)取大值,轉(zhuǎn)速高時(shí)取小值,B值可設(shè)為低報(bào)警值;
大于B值、小于C值時(shí)為不合格狀態(tài), C=1.5B ,C為高報(bào)警值或連鎖值;大于C值為不允許狀態(tài)。
另外,當(dāng)振動(dòng)值變化的增量超過報(bào)警值(B值)的25%時(shí),應(yīng)受到關(guān)注。
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