weixin 发表于 2022-7-5 14:32

摩擦振动的诊断,值得收藏!

一、初步诊断
· 动静摩擦是机组比较常见的一种振动现象。特别在新机投产或大修后,因为这个阶段动静间隙需要有一个磨合过程。这个阶段如果发生振动不稳定,应该将动静摩擦作为一个重点进行排查。

· 启动过程中,如果转速稳定在某一点时刻振动继续上升,则属于动静摩擦的可能很大。

· 定速运行过程中,如果振动出现波动,属于动静摩擦的可能很大。

二、详细诊断
1. 振动为基频 (1X) 分量

动静摩擦引起转子的热弯曲,使质量中心偏离转动中心,因此产生的振动与转速频率一致,即为基频振动或称1X分量。当机组在3000r/min运行时,频率为50Hz。

有看法认为,摩擦振动的频谱中除了基频之外,还存在高次谐波 (2X、3X…) 和分数谐波 (½X,⅓X…) 的频率分量。其依据是:

· 认为动静摩擦的机理是转子与汽封发生撞击,这种撞击会激发高次谐波振动;

· 动静接触处相当于转子上多了一道或数道支承。支承处的刚度和阻尼不是常数,而与转子的转动角度有关。由此建立的转子的运动方程是非线性方程,它的解不仅含有基频,也将含有高次谐波和分数谐波的成分。

上述看法仅仅是从理论角度分析的。实际上由于支持轴承对转子的定位作用,所谓的“撞击”几乎是不可能的。而且动静接触处的支承作用与支持轴承比较是微不足道的,不会对转子系统的刚度和阻尼产生明显影响。

从对几十台机组摩擦振动的观察看,都是以基频为主,其他频谱分量很小。当然并不排除发生剧烈摩擦时出现高次谐波和分数谐波振动的可能,但不能将这作为诊断的必要条件。

2. 振动的不稳定

动静摩擦发生的过程中,不断有热量由接触部位进入转子,转子的温度处于非稳态过程,它的热弯曲也在不断变化。因此,只要动静摩擦存在,振动就不可能稳定,而将处于连续的变化过程中。如果振动稳定了,说明动静摩擦消失了。

3. 趋势特征

摩擦振动是由于转子不均匀加热引起的,而转子温度的变化是一个平滑连续的过程,而且要经历一定的时间。因此,摩擦振动的最终结果不论是波动还是发散,趋势图都是一条平滑连续的曲线。而且其变化过程都要经历相当的时间(几十分钟甚至数小时),不会像自激振动那样发生突变。

4. 随机性

摩擦振动的出现经常会表现出随机性,很难预料它在何时发生。即使在工况完全稳定,未进行任何运行操作的情况下也会突然发生。这说明转子某些部位的动静间隙已到了似接触而非接触的边缘状态。

三、通过磨合消除摩擦振动
遇到动静摩擦,最简单的办法是经过磨合消除。所谓磨合,就是通过机组的运行过程,将接触的部位磨平,使动静间隙达到维持正常运行的水平。

在磨合的过程中,一定要严密监视振动的情况,并将振动控制在一定范围内。

1. 如果启动过程存在摩擦,可以将机组停下来暖机,连续盘车后再升速。

也可以在较低的转速连续运行,确认动静接触脱离后(由振动是否恢复到正常水平判断)再提升转速。升速过程如果仍存在摩擦,可以将转速降低,继续磨合。

启动过程存在摩擦时,绝不能强行通过临界转速,这样风险很大。

2. 工作转速的摩擦振动也可以经过磨合消除。

在这种情况下,应该明确停机值,且停机值应适当控制严格一些。这是因为停机惰走的过程中动静摩擦还会继续发展,特别是到达一阶临界转速附近,摩擦加剧,振动可能达到很高的程度。

一般来说,不能通过运行的调整(例如降低负荷),消除动静摩擦。

3. 高、中压转子一般采用落地轴承,轴承座的刚度大,灵敏度低。

对于这类轴承,应该注意监视轴振的变化。例如,国产200MW机组已经多次发生高压转子的弯轴事故。事故的重要原因是高压转子轴承的刚度大,当动静摩擦的程度已经很严重时,轴承座的振动反应并不明显,故没有引起注意。如果当时能够监测轴振,有些事故本可以避免。

4. 转子平衡状态不好,存在较大的挠度,是诱发动静摩擦的一个重要因素。

如果同时存在不平衡和动静摩擦,应该首先调整好转子的平衡。平衡状况的改善,可使整体的振动水平降低,对于消除摩擦也是有利的。

来源:‍因联智慧诊断微信公众号(ID:gh_7bfa6a26e890)

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