故障诊断读书报告.docx

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1、机械故障诊断技术读书报告旋转机械碰摩故障的诊断案例分析综述TheDiagnosisofRotatingMachineryRubbingFaultCaseAnalysisWereReviewed学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师:学年学期:摘要为了减少和降低转子与静子之间的碰磨故障,所以要研究旋转机械动静碰摩故障下转子与静子振动信号的变化规律。我们首先应该分析碰摩转子和静子振动机理。其次是需要通过对实例的分析，了解旋转机械的转子与静子碰磨在正常情况、轻微局部碰摩和严重局部碰摩三种情况下的动静件振动信号规律和特点.从而掌握如何控制转子的运行，使其不发生转子与静子碰磨。以及如何调节参数，在转子运

2、行中保持最大可能的稳定，为诊断碰磨故障提供新的方法。关键词：旋转机械，动静碰摩，转子与静子，故障诊断AbstractInordertoreduceandlowerrub-impactfaultbetweenrotorandstator,sotoresearchcharacteristicofrvibrationsignalsunderrun-impactstatusisstudied.Weshouldfirstandstaticanalysisofrotorandstatorvibrationmechanism.Thesecondisneedthroughtheanalysisoftheins

3、tancebetweenrotorandstatorvibrationfeaturewithdifferentrotorspeedisanalyzedthroughexperiment.Tomasterhowtocontroltheoperationoftherotor,sothattheydonthappenrotorandstatorrub-impact.Andhowtoadjusttheparametersoftherotorin(heoperationofthekeepthestabilityofthegreatestpossible.,whichprovidesnewmethodsf

4、orwithrub-impactfaultdiagnosis.Keywords:rotatingmachine,rub-impact,rotorandstator,faultdiagnosis1引言12案例分析12.1 大型机组动静碰摩故障振动特征分析与现场处理22.2 汽轮机启停过程中动静碰磨故障的诊断与处理52.3 单轴联合循环机组动静摩擦故障分析及处理72.4 DL电厂#4机组升速和定转速的碰磨振动92.5 汽轮机转子径向碰磨故障的诊断和处理综述123结论13参考文献151引言转子系统的动静部件碰摩故障是旋转机械中常见的故障，也是引起机械系统失效的主要原因之一。在能源动力类旋转机械中，随

5、着高转速高效率的要求，转子与静子的间隙越来越小，导致转子与静子之间的碰摩故障不断发生，特别是在封套装置转静件间以及叶片端部和机匣之间。大多数转静子碰摩都是一种非正常的故障现象，碰摩能使转静子的间隙增大、轴承支撑磨损、叶片折断甚至整个机械破坏失效。在碰摩过程中会产生很多物理现象，如摩擦、撞击、祸合效应、硬化效应等。转静子碰摩除了能引起磨损和热效应外，更严重的是能引发与静子持续接触的转轴反进动;在这种不稳定的运动形态中，接触面上有很大的法向力和摩擦力，转子的反向涡动不收敛，反向涡动转速会迅速提高，几秒钟内就能引起旋转机械的严重损坏，引发一系列危及环境和生命的灾难性事故。动静件之间的轻微摩擦，开始时

6、故障病症可能并不十清楚显，特别是滑动轴承的轻微碰磨，由于润滑油的缓冲作用，总振值得变化时很微弱的，主要靠油液分析发现这种早期隐患；有经验的诊断人员，由轴心轨迹也能作出较为准确的诊断。当动静碰磨开展到一定程度后，机组将发生碰撞式大面积摩擦，碰磨特征就将转变为主要病症。在生产中，转子的碰摩故障时有发生,给机组的平安稳定运行带来极大危害,因此研究大型旋转机械的动静碰摩机理和摩擦时的振动特性，对于充分利用振动信号诊断碰摩故障，防止转子的碰摩向中、晚期过渡，保证设备的平安稳定运行具有非常重要的现实意义。转子与静子的碰摩故障通常为其它故障引起的间接结果，产生转静子碰摩的原因有很多，主要原因有转子不平衡、装

7、配误差、不对中、定子机匣运动或有较大的椭圆度、流体扰动、支座松动轴承间隙不当和其它故障引发的异常振动等。最常见的碰摩发生在转子与静子的封套间，最危险的碰摩发生在叶片与叶片或叶片与静子之间。动静碰磨与部件松动具有类似特点。动静碰磨是当间隙过小时发生动静件接触再弹开，改变构件的动态刚度；部件松动是连接件紧固不牢，受交变力作用，周期性地脱离再接触，同样是改变构件的动态刚度。不同点是，前者还有一个切向的摩擦力，使转子产生涡动。转子强迫振动，碰磨只有振动和摩擦涡动运动叠加到一起，产生出复杂的、特有的振动响应频率。由于碰磨产生的摩擦力是不稳定的接触正压力，在时间上和空间位置上都是变化的，因而摩擦力具有明显

8、的非线性特征。因此，动静碰磨与部件松动相比，振动成分的周期性相对较弱，而非线性更为突出，经分析说明,静子振动信号对碰摩故障极为敏感,碰摩时静子振动信号的故障特征表现为调制特征,该特征可以较好地揭示碰摩故障的发生,为诊断碰摩故隙提供了一种新思路。2案例分析为了能够更好的分析旋转机械碰磨在实际应用中会出现的问题，我们通过举出实例进行分析。经过分析后，总结故障发生的原因并分析出可以改善其碰磨故障的方法。2.1大型机组动静碰摩故障振动特征分析与现场处理1）工程介绍瓦振动将 M 除硼犬J后喊呼尸 号瓦振剑舱J娥过嬷凰石僦 于是立即打闸停机。111到翕,U Um ,龙编关保持上势,1号机2001年4月完成

9、投产以来第一次检查性大修,初始开机两次进行高速 动平衡消除了原始质量不平球在其后准备并网带负荷的开机过程中,升速时各图11号发电机组轴系简图表13000rmin时转轴绝对振动值（IIm）序号1号2号3号4号5号6号7号y方向5020.728.330.784.846.664.5分析此次开机的振动记录,发现有以下几个特征:1.各瓦振动频率成分主要是工频,约占通频的85%90%,有少量的2倍频。2.振幅与相位之间没有明显的依赖关系，并网以后振动就在缓慢增加,直到负荷到达130MW时,振幅超过报警值125Rn1。3 .相位有连续的逆转现象,甚至有的瓦相位变成与原来反相。4 .相位变化的同时振幅也在相应

10、地变化,并且都有波动现象。5 .轴颈中心位置发生明显变化。2）碰摩故障机理发生动静碰摩时，由于转动部件和静止部件的相互摩擦作用，会产生巨大的热量,碰摩点温度可达上千度,接触处局部的温升到达数百度（这些可以从转子碰摩后接触部位的颜色变兰,甚至发生塑性变形得到证实）。这种温度场必然会使转子产生热变形,引起新的质量不平衡。恒定转速没有发生碰摩条件下,振动高点滞后不平衡质量一个与机组转速相关的固定角度;碰摩发生时,转轴与静子的接触点必定在高点，由于高点侧局部加热使得转子要向高点方向弯曲，从而在反转向位置产生一个附加的不平衡质量,它与转子原有不平衡质量合成后的新的不平衡质量要逆转一个角度。高点滞后于不平

11、衡质量点的角度是固定不变的，不平衡质量的逆转使得高点也要同时逆转,这样就造成了碰摩过程中振动相位的连续变化。图2是该机定速以后3号瓦的趋势图,从图中可以明显地看到相位连续增加了100。这就是碰摩造成的热弯曲导致振动高点与原不平衡质量点夹角连续增加的缘故。从图3可以发现碰摩时振幅、相位还产生了波动现象。PolNT:3XRZOeIXUNCOMP19ImiCrOmPPNl35MACHINE:sv08MAY1991From:08MAY199109:01:23To08MAY199110:35:13Startup10:16:17psap %Ipdd obu 埼 -0VI HSVHd 苗OnlrldwV09

12、018027036010050009:1009:3009:5010:1008MAY199108MAY199108MAY199108MAY1991TIME:2lnsdiv图23号瓦1倍频趋势图pwe二.0anlndwv-8.5POINT: 3YA Z0 IXUNCOMPPOINT: 3XR NO GAPMACHINE: svFrom:08MAY1991 09:01:23 To 08MAY1991 10:35:13 Startup-6.537.4 mircro n pp Z 340 -7.97 Volts 08MAY1991 09:09:38-7.5-8.009:1009:3009:5020:00

13、08MAY199108MAY199108MAY199108MAY1991TIME: 2minsdiv如果碰摩发生在一阶临界转速以下，滞后角是小于90的锐角，碰摩引起转子向振动高点方向弯曲，方位和重点（不平衡质量点）一致,转子不平衡质量增加,振动增大,增大的振幅加剧碰摩的力度使温度进一步升高,这就形成了恶性循环。有人认为,通常运转在高于一阶临界转速而低于二阶临界转速的转子发生碰摩将使转子产生二阶质量不平衡才能使振动增大,此例证明这个观点是错误的。此外，无论是在临界转速以下还是在工作转速,发生碰摩时，由于转子产生热弯曲，转子中心必然会偏离原来的中心线，引起转子轴颈的静态位置发生变化。由3号瓦I方向

14、的间隙电压图（图4、图5）,可以明显地看出转子中心已经发生了变化。-6-78图4发生碰摩时的间隙电压图POINT:3XRNOGAP-7.69VoltsMACHINE:sv09MAY1991From:09MAY199119:56:12To09MAY199120:38:50Startup19:56:12-520:0020:1020:2020:3009MAY199109MAY199109MAY199109MAY1991TIME:2minsdiv图5没有碰摩时的间隙电压图3）碰摩故障原因的分析和处理通常,能引起机组动静碰摩的有以下一些原因：1 .转轴振动过大。在大振动下转轴一旦大到机组的动静间隙值,都

15、可能与静止局部发生碰摩。2 .由于不对中等原因使轴颈处于极端的位置,整个转子偏斜,或者是非转动部件的不对中。3 .动静间隙缺乏。常常是由设计上的缺陷以及安装和检修缺陷造成的。4 .缸体跑偏、弯曲或变形。考虑到1号机是大修后开机,根据经验,许多电厂大修时为了保证机组的效率,往往机组通流局部的间隙都做得偏小。该机组最初估计可能是由于通流局部间隙过小,导致动静局部摩擦,从而使机组振动上升。由这种原因引起的机组振动不重新调整通流间隙一般不易消除，只能在加强对振动的密切监视的情况下，让机组继续运行一段时间,将过小的间隙磨大,振动也就自然消除。对1号机组,经过全面分析后决定重新开机。转速升至低压转子一阶临界转速以下200rmin,停留一段较长时间，让动静局部充分摩擦,再升速至3000rIIIin。但并网后带50MW负荷运行,振动依然缓慢增加，负荷升至130MW时振动又开始明显上升。运行人员发现机组低压缸两侧外壁中间部位温度相差达20多度。由于振动很快就超过了报警值,再次被迫停机检查。根据此次冲转发现低压缸两侧存在温差确定碰摩原因是由于低压缸两侧受热膨胀