振动分析案例(48个实例)课件.ppt

1、1故障诊断应用实例精选故障诊断应用实例精选 -(-(4848例例)-)-2Contents目录实例实例No.1No.1某压缩机组振动频谱分析某压缩机组振动频谱分析实例实例No.2No.2某某 30 30万吨万吨/ /年乙烯装置裂解气压缩机组转子年乙烯装置裂解气压缩机组转子 动不平衡故障动不平衡故障实例实例No.3No.3某汽轮机某汽轮机叶片断裂故障叶片断裂故障实例实例No.4No.4某透平膨胀机某透平膨胀机叶片断裂故障叶片断裂故障实例实例No.5No.5某锅炉风机某锅炉风机地脚螺栓松动故障地脚螺栓松动故障实例实例No.6No.6某大型风机某大型风机轴承座松动故障轴承座松动故障实例实例No.7N

2、o.7某油气田平台中甲板压缩机某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障平台振动故障诊断诊断实例实例No.8No.8某循环气压缩机某循环气压缩机管道振动和噪声故障管道振动和噪声故障实例实例No.9No.9某原油泵进口某原油泵进口管道共振故障管道共振故障的诊断和排除的诊断和排除实例实例No.10No.10某立式泵严重某立式泵严重共振共振引起叶轮轴疲劳断裂引起叶轮轴疲劳断裂故障故障的诊断的诊断实例实例No.11No.11某往复式空压机的出口某往复式空压机的出口管道共振故障管道共振故障的诊断的诊断实例实例No.12No.12某锅炉给水泵的某锅炉给水泵的流体动力振动故障流体动力振动故障的诊断的诊断实例实例N

3、o.13No.13某除尘风机组某除尘风机组轴承座刚性差及流体动力激振振动故障轴承座刚性差及流体动力激振振动故障的诊断的诊断实例实例No.14No.14某汽轮机转子某汽轮机转子摩擦和滚动轴承故障摩擦和滚动轴承故障实例实例No.15No.15某送风机电动机转子与定子某送风机电动机转子与定子相磨故障相磨故障的诊断的诊断实例实例No.16No.16某螺杆式压缩机某螺杆式压缩机转子磨损故障转子磨损故障的诊断的诊断3Contents目录实例实例No.17No.17若干压缩机组齿轮箱若干压缩机组齿轮箱齿轮摆动频率齿轮摆动频率实测实测实例实例No.18No.18某离心机某离心机行星齿轮偏摆行星齿轮偏摆振动故障

4、振动故障实例实例No.19No.19某驱动箱伞某驱动箱伞齿轮齿轮高噪声和振动高噪声和振动故障故障的诊断的诊断实例实例No.20No.20某电动机某电动机转子条故障转子条故障实例实例No.21No.21某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承外环故障外环故障实例实例No.22No.22某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承外环故障外环故障实例实例No.23No.23某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承内环故障内环故障实例实例No.24No.24某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承滚动体故障滚动体故障实例实例No.25No.25某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承保持架故障保持架故障实例实例No.26No.26某纸机滚动某纸机滚动轴承松动故障

5、轴承松动故障实例实例No.27No.27某纸机滚动某纸机滚动轴承轴承同时出现同时出现若干故障若干故障实例实例No.28No.28某纸机滚动某纸机滚动轴承松动故障轴承松动故障实例实例No.29No.29某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承外环故障外环故障实例实例No.30No.30某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承内环故障内环故障实例实例No.31No.31某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承外环故障外环故障实例实例No.32No.32某纸机滚动轴承某纸机滚动轴承外环故障外环故障4Contents目录实例实例No.33No.33某纸机辊子某纸机辊子SKF23260SKF23260滚动轴承滚动轴承外环故障外环故障实例实

6、例No.34No.34某锅炉给水泵某锅炉给水泵SKF7310SKF7310滚动滚动轴承内环故障轴承内环故障实例实例No.35No.35某水环式压缩机某水环式压缩机滚动轴承同时出现若干故障滚动轴承同时出现若干故障实例实例No.36No.36某水环式压缩机滚动轴承某水环式压缩机滚动轴承内环故障内环故障分析诊断分析诊断实例实例No.37No.37某齿轮箱输入齿轮某齿轮箱输入齿轮轴承内环严重磨损故障轴承内环严重磨损故障的诊断的诊断的诊断的诊断实例实例No.38No.38某螺杆式压缩机滚动轴承某螺杆式压缩机滚动轴承外环严重磨损故障外环严重磨损故障的诊断的诊断实例实例No.39No.39某引风机某引风机

7、LinkBelt22232LinkBelt22232轴承轴承保持架故障保持架故障的诊断的诊断实例实例No.40No.40某电动机某电动机 F FAG6215C3AG6215C3轴承内环和外环故障轴承内环和外环故障的诊断的诊断实例实例No.41No.41一次风机一次风机电动机电动机转子与定子之间转子与定子之间气隙变化故障气隙变化故障的诊断的诊断实例实例No.42No.42某离心式冷水机某离心式冷水机( (约克约克) )电动机定子偏心或定子绝缘层短路故障电动机定子偏心或定子绝缘层短路故障诊断诊断实例实例No.43No.43某干燥机排风机某干燥机排风机电动机转子条松动故障电动机转子条松动故障的诊断的

8、诊断实例实例No.44No.44某变速交流感应电动机某变速交流感应电动机转子条松动故障转子条松动故障的诊断的诊断实例实例No.45No.45某离心式冷水机某离心式冷水机( (约克约克) )电动机相位故障电动机相位故障的诊断的诊断实例实例No.46No.46某电厂大型引风机电动机多根某电厂大型引风机电动机多根转子条断裂故障转子条断裂故障的诊断的诊断实例实例No.47No.47某往复式空压机的同步电动机某往复式空压机的同步电动机线圈松动故障线圈松动故障的诊断的诊断实例实例No.48No.48某直流电动机某直流电动机可控硅整流器可控硅整流器 起动卡故障起动卡故障的诊断的诊断5 故故 障障 诊诊 断断

9、 实实 例例 分分 析析 之之 一一 Case History #1 Compressor Vibration Spectrum 某压缩机组振动频谱分析某压缩机组振动频谱分析6机器状态检修的基础机器状态检修的基础 振动频谱中包含振动频谱中包含机器零部件的机器零部件的 机械状态信息机械状态信息7 9999999 Case History #1 Compressor Vibration Spectrum 振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息电机转速N N0 0=1480=1480转/分=24.6667赫兹压缩机转速N N1 1=6854.7=6854.7转/

10、分=114.245赫兹小齿轮齿数Z Z0 0=38=38 大齿轮齿数Z Z1 1=176=176齿轮啮合频率Fm=NFm=N0 0 Z Z0 0 =N=N1 1 Z Z =4341.34341.3赫兹齿轮边带频率F Fb b=Fm=Fmi Ni N0 0或 Fm Fm i Ni N1 18振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息某压缩机组振动频谱实例压缩机电动机齿轮箱振动速度频率电动机转子动平衡电动机与大齿轮轴联轴器对中压缩机转子动平衡压缩机与小齿轮轴联轴器对中齿轮啮合，齿缺陷电机转速N N0 0=1480=1480转/分=24 . 666724 . 666

11、7赫兹压缩机转速N1=6854 .7N1=6854 .7转/分=114 . 245114 . 245赫兹小齿轮齿数Z Z0 0=38=38 大齿轮齿数Z Z1 1=176=176齿轮啮合频率Fm=NFm=N0 0 Z Z0 0=N=N1 1 Z Z1 1 =4341 . 4341 . 3 3赫兹齿轮边带频率F Fb b=Fm=Fmi Ni N0 0或 Fm Fm i Ni N1 1N N0 02 2N N0 03 3N N0 0N12 2N N1 13 3N N1 1FmN N1 1N N1 1N N1 1N N1 1N N0 0N N0 0N0N1N1N1高速齿轮左边带族高速齿轮右边带族低速

12、齿轮左边带族低速齿轮右边带族1 12 23 34 46 65 59 这这 个个 实实 例例 的的 振振 动动 频频 谱谱 中中 包包 含含 了了 (1)(1)电电 动动 机机 转转 子子 动动 平平 衡衡 (2)(2)电电 动动 机机 转转 子子 与与 定定 子子 等等 小小 间间 隙隙 摩摩 擦擦 (3)(3)电电 动动 机机 与与 低低 速速 齿齿 轮轮 轴轴 之之 间间 联联 轴轴 器器 对对 中中 (4)(4)压压 缩缩 机机 转转 子子 动动 平平 衡衡 (5)(5)压压 缩缩 机机 转转 子子 与与 壳壳 体体 间间 摩摩 擦擦 (6)(6)压压 缩缩 机机 与与 高高 速速 齿齿

13、 轮轮 轴轴 之之 间间 联联 轴轴 器器 对对 中中 (7)(7)齿齿 轮轮 啮啮 合合 和和 齿齿 轮轮 缺缺 陷陷 (8)(8)各各 轴轴 承承 运运 行行 状状 况况 等等 等等 机机 器器 主主 要要 零零 部部 件件 的的 机机 械械 状状 态态 信信 息息 等等 等等 10 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 二二 Case History #2 Rotor Unbalance某某 30 30万吨万吨/ /年乙烯装置裂解年乙烯装置裂解气压缩机组转子气压缩机组转子动不平衡故动不平衡故障障罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化( (厦门厦门 ) )有限公有限公司司大连分公司大

14、连分公司11Case History #2 Rotor Unbalance实例实例NO.2 NO.2 3030万吨万吨/ /年乙烯装置裂解气年乙烯装置裂解气压缩机组转子动不平衡故障压缩机组转子动不平衡故障 19961996年年1111月月2 2日某大型裂解气压缩机中压缸两端轴承座振动突日某大型裂解气压缩机中压缸两端轴承座振动突增数倍，诊断为转子严重不平衡增数倍，诊断为转子严重不平衡! !开缸检查证实，因进口过滤开缸检查证实，因进口过滤器支承块断裂，刮下大量积焦，堆积在器支承块断裂，刮下大量积焦，堆积在转子转子上造成上造成严重不平严重不平衡衡! !经清焦处理，开车证实：振动恢复正常。经清焦处理，

15、开车证实：振动恢复正常。12Case History #2 Rotor Unbalance实例实例NO.2 NO.2 3030万吨万吨/ /年乙烯装置裂解年乙烯装置裂解气压缩机组转子动不平衡故障气压缩机组转子动不平衡故障Typical Spectrum典型的频谱典型的频谱 Typical spectrum shows dominant GMFTypical spectrum shows dominant GMF典型频谱表明转典型频谱表明转子转速频率突增，这是典型的子转速频率突增，这是典型的转子不平衡转子不平衡的特征的特征! !严重不平衡的典型频谱严重不平衡的典型频谱13 故故 障障 诊诊 断断

16、 实实 例例 分分 析析 之之 三三 某汽轮机某汽轮机叶片断裂故障叶片断裂故障 ( (转子不平衡故障转子不平衡故障) )罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化( (厦门厦门 ) )有限公有限公司司大连分公司大连分公司14 实例实例No.3 No.3 某汽轮机叶片断裂故障某汽轮机叶片断裂故障上海石化自备电厂上海石化自备电厂5#5#汽轮机轴承座振动速度突增至汽轮机轴承座振动速度突增至5. 255. 25毫米毫米/ / 秒秒，有效值，而有效值，而6#6#机仅为机仅为0. 4660. 466毫米毫米/ /秒，有效值；振动速度频谱均为秒，有效值；振动速度频谱均为一倍转速频率一倍转速频率5050赫兹。诊断为赫兹。诊

17、断为转子不平衡转子不平衡，据历史经验，汽轮，据历史经验，汽轮机叶片又断了机叶片又断了! !停机检查证实的确停机检查证实的确断了五片转子叶片断了五片转子叶片! !转子不平衡转子不平衡 ! !15 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 四四 某透平膨胀机某透平膨胀机叶片断裂故障叶片断裂故障 ( (转子不平衡和流体动力激振故障转子不平衡和流体动力激振故障) )罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化( (厦门厦门 ) )有限公有限公司司大连分公司大连分公司16 实例实例No.4No.4某透平膨胀机叶轮叶片断裂故障某透平膨胀机叶轮叶片断裂故障19891989年年1 1月月2727日某透平膨胀日某透

18、平膨胀机振动和噪声机振动和噪声突增。频谱显突增。频谱显示示1 1 RPMRPM和和8 8 RPMRPM频率分频率分量最大分别达量最大分别达5.915.91和和4.684.68毫毫米米/ /秒，有效秒，有效值，比正常机值，比正常机分别大分别大1818和和2525倍。诊断为转倍。诊断为转子不平衡，并子不平衡，并且已断一片叶且已断一片叶片片( (出口导叶出口导叶为为8 8片叶片，片叶片，即静子叶片通即静子叶片通过频率为过频率为 8 8 RPMRPM) )。转转 子子 不不 平平 衡衡 17 故 障 诊 断 实 例 分 析 之 四 转转 子子 不不 平平 衡！衡！ ！ 振振动动超超标标! !转转子子不

19、不平平衡衡! !18 故 障 诊 断 实 例 分 析 之 四 诊断结论：BPFBPFS S静子叶片通过频率证实，离心叶轮断一片叶片断一片叶片!(!(流流体动力激振故障体动力激振故障) )导导 流流 叶叶 片片 数数 为为 8 8片片 19 实例实例No.4No.4某透平膨胀机叶轮叶片断裂故障某透平膨胀机叶轮叶片断裂故障离心叶轮离心叶轮1414片转子叶片已断一片叶片的透平膨胀机叶轮照片片转子叶片已断一片叶片的透平膨胀机叶轮照片断了一片叶片！断了一片叶片！ 20 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 五五 某锅炉风机某锅炉风机 地脚螺栓松动故障地脚螺栓松动故障罗克韦尔罗克韦尔自动化

20、自动化( (厦门厦门 ) )有限公有限公司司大连分公司大连分公司21 实例实例No.5No.5某锅炉风机基础地脚螺栓松动故障某锅炉风机基础地脚螺栓松动故障3#3#和和4#4#测点处地脚螺栓松动测点处地脚螺栓松动 松松 动动 22 某大型风机某大型风机 轴承座松动故障轴承座松动故障故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 六六 罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化( (厦门厦门 ) )有限公有限公司司大连分公司大连分公司23 实例实例No.6 No.6 5#5#风机轴承座松动故障风机轴承座松动故障汽轮机轴流式风机YISA106AYISA106A(轴水平振动)YISA106BYISA106B(

21、轴垂直振动)YISA105YISA105(轴水平振动YISA105BYISA105B(轴垂直振动)YISA103AYISA103A(轴水平振动)YISA103BYISA103B(轴垂直振动YISA102AYISA102A(轴水平振动)YISA102BYISA102B(轴垂直振动)1#轴承座振动1 1H H，1V1V，1A1AZISA104ZISA104(轴向振动)ZISA101ZISA101(轴向振动)2#2#轴承座振动2 2H H，2V2V，2A2A3#3#轴承座振动3 3H H，3V3V，3A3A4#4#轴承座振动4 4H H，4V4V，4A4A5#5#风机是汽轮机驱动的1414级轴流式风

22、机，功率为2222，247247千瓦，最高转速为44634463转/分2434V33V39V310V37V38V36V35V312V311V31V32V32A33A34A汽轮机侧风机侧35A36A31A37A38A39A310A311A31H32H33H34H35H36H汽轮机侧风机侧H-水平方向V-垂直方向A-轴向方向3#3#轴轴承座承座3#3#轴承座振动监测点位置轴承座振动监测点位置实例实例No. 6No. 6武汉钢铁公司武汉钢铁公司5#5#风机轴承座松动故障风机轴承座松动故障25实例实例No. 6No. 6武汉钢铁公司武汉钢铁公司5#5#风机轴承座松动故障风机轴承座松动故障3#轴承座轴向

23、，水平和垂直方向振动监测结果3#轴承座靠风机侧轴承座，底板垂直振动为7. 27. 2至8. 28. 2毫米毫米/ /秒秒有效值有效值；而靠汽轮机侧轴承座，底板垂直振动仅为0. 50. 5至1. 01. 0毫米毫米/ /秒有效值秒有效值，两侧振动相差约十倍十倍!导致轴承座轴向振动高达13. 613. 6毫米毫米/ /秒有效秒有效值值，远远超过ISO10816-3ISO10816-3标准规定的极限值7. 17. 1毫米毫米/ /秒秒有效值有效值!3#3#轴承座振动大的故障原故障原因因可能是底板与底板与混凝土基础之间混凝土基础之间的地脚螺栓和垫的地脚螺栓和垫铁固定不可靠，铁固定不可靠，甚至松动甚至松

24、动!8.28.2mm/s RMSmm/s RMS0.70.7mm/s mm/s RMSRMS13.613.6mm/s mm/s RMSRMS7.87.8mm/s RMSmm/s RMS垂直方向振动幅值两者相差约十倍垂直方向振动幅值两者相差约十倍!此处松动此处松动!26 某油气田平台中甲板压缩机某油气田平台中甲板压缩机 平台振动故障平台振动故障诊断实例诊断实例故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 七七 罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化( (厦门厦门 ) )有限公有限公司司大连分公司大连分公司27 某油气田海上平台中甲板压缩机某油气田海上平台中甲板压缩机 平台振动故障平台振动故障诊断实

25、例诊断实例某油气田平台中甲板天然气压缩机甲板振动大，尤其当C 3210A中压压缩机和C 3310A低压压缩机同时满负荷工况下，压缩机甲板振动最剧烈，甚至使相邻的M C C 配电间振动明显。经过对压缩机组本身、压缩机甲板及压缩机部分配管进行全面振动监测和分析诊断，认为振动的主要原因是中甲板支撑框架设计不合理，其振动的主要原因是中甲板支撑框架设计不合理，其刚性不足，在刚性不足，在C 3210C 3210和和C 3310C 3310压缩机振动激励下产生剧烈的强迫压缩机振动激励下产生剧烈的强迫振动。振动。由于压缩机甲板振动剧烈，波及相邻的M C C 甲板振动。因此，为了消除该振动大的故障，应该加强中甲

26、板的压缩机甲板的支承框架刚性，同时增加C 3210A和C 3210B的一、二缸的辅助支承，减少振动源的振动。平湖油气田平台中甲板天然气压缩机甲板经过加固后，2000年5月13日，在相同工况下，对中甲板及其上的压缩机组进行比较振动测量。实测结果表明，中甲板振动下降中甲板振动下降7070至至84%84% ，整改后的振，整改后的振动仅为整改前的动仅为整改前的1616至至30%30% ；中甲板上的压缩机组的振动下降；中甲板上的压缩机组的振动下降5050至至71%71% ，整改后的振动仅为整改前的，整改后的振动仅为整改前的2929至至50%50% ，压缩机组的振动全，压缩机组的振动全部达到压缩机制造厂振

27、动标准的设计标准以及国际标准化组织部达到压缩机制造厂振动标准的设计标准以及国际标准化组织I S I SO 10816/ 6O 10816/ 6和和I SO 10816/ 3I SO 10816/ 3标准的相当于新机器或可无限长时间安全标准的相当于新机器或可无限长时间安全运行机器的振动品质。运行机器的振动品质。可见，振动诊断意见正确，整改措施得力，从而较好地排除了中甲板及其上压缩机组振动大的故障。28 某油气田中甲板设备布置图天天 然然 气气 压压 缩缩 机机 中中 甲甲 板板 29 某油气田中甲板压缩机甲板(C3210A/B)天天 然然 气气 压压 缩缩 机机 中中 甲甲 板板 30 某油气田

28、中甲板压缩机甲板(C3310A/B)天天 然然 气气 压压 缩缩 机机 中中 甲甲 板板 31 ISO10816-6ISO10816-6标准规定的往复式压缩机振动测量点位置标准规定的往复式压缩机振动测量点位置往复式压缩机往复式压缩机缸体缸体往复式压缩机往复式压缩机缸头缸头 往复式压缩机往复式压缩机缸头缸头 32 压缩压缩机制机制造厂造厂振动振动速度速度总量总量标准标准压压 缩缩 机机 振振 动动 超超 标标 区区 33 中中甲甲板板振振动动测测点点布布置置位位置置34 加加固固前前中中甲甲板板振振动动实实测测结结果果35 中甲板加固布置图中甲板加固布置图粉粉 红红 粗粗 线线 为为 加加 固固

29、 梁梁 36 某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断实例某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断实例37 加加固固前前后后甲甲板板振振动动结结果果比比较较38 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 某循环气压缩机某循环气压缩机 管道振动和噪声故障管道振动和噪声故障 ( (流体动力激振故障流体动力激振故障) )罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化( (厦门厦门 ) )有限公有限公司司大连分公司大连分公司39 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八

30、 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障出出 口口 导导 流流 叶叶 片片 转转 子子 叶叶 轮轮 叶叶 片片 数数 Zr=20Zr=20 40 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8 No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障某某 离离 心心

31、式式 压压 缩缩 机机 组组 及及 其其 测测 量量 系系 统统 示示 意意41 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8 No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障某某 离离 心心 式式 压压 缩缩 机机 组组 及及 其其 管管 道道 系系 统统 结结 构构 示示 意意 42 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibra

32、tion & Noise Defect 实例实例No.8 No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障19751975赫兹 (转子叶片通过频率)振动幅值振动幅值频率频率排故之前排故之前排故之后排故之后19751975赫兹 (转子叶片通过频率)转子叶片通过频率BPFBPFR R转子叶片通过频率BPFBPFR RBPFBPFR R=Z ZR RRPMRPM=2020 RPM=19751975赫兹振振 动动 速速 度度 频频 谱谱 43 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibr

33、ation & Noise Defect 实例实例No.8 No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障19751975赫兹 (转子叶片通过频率)噪 声dBdBA A 频率频率排故之前排故之前排故之后排故之后19751975赫兹 (转子叶片通过频率)转子叶片通过频率BPFBPFR R转子叶片通过频率BPFBPFR RBPFBPFR R=Z ZR RRPMRPM=20 20 RPM=19751975赫兹 噪 声dBdBA A 噪噪 声声 谱谱 44 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors P

34、ipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8 No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障转子叶片通过频率BPFBPFR R=1975Hz=1975Hz排故前排故前排故后排故后转子叶片通过频率BPFBPFR R消消 失失 排排 故故 前前 后后 振振 动动 频频 谱谱 比比 较较 45 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8 No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管

35、道振动和噪声故障2020X X转转 子子 转转 速速 2020X X转转 子子 转转 速速 振振 动动 速速 度度 噪噪 声声 转子叶片通过频转子叶片通过频 率率( (BPFBPFR R=20X=20X转转 速速 ) )振动和噪声振动和噪声占绝对优势占绝对优势 46 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障出出 口口 主主 管管 道道 振振 动动 分分 布布 47 故故

36、障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8 No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障出出 口口 旁旁 路路 管管 道道 振振 动动 分分 布布 48 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 八八 Case History #8Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8 No.8 某循环气压缩机管道振动和噪声故障某循环气压缩机管道振动和噪声故障离离

37、心心 式式 压压 缩缩 机机 试试 验验 装装 置置 模模 型型 压压 缩缩 机机 振振 动动 传传 感感 器器 ( (出出 口口 管管 道道 ) )振振 动动 传传 感感 器器 ( (压压 缩缩 机机 壳壳 体体 ) )消消 音音 器器 小小 孔孔 流流 量量 计计 550550千千 瓦瓦 带带 内内 置置 齿齿 轮轮 的的 驱驱 动动 器器 扭扭 力力 计计 声声 级级 计计 进进 口口 控控 制制 阀阀 出出 口口 49 振动源振动源：1.1.转子不平衡1 1XRPMXRPM2.2.转子轴心线不对中2 2XRPMXRPM，3XRPM3XRPM3.3.齿轮啮合频率Fm=ZFm=Z0 0XR

38、PMXRPM0 0=Z=Z1 1XRPMXRPM1 14 4油膜振荡(0.43(0.43 0.48)0.48)RPMRPM5 5.气动力激振-叶片通过频率转子叶片通过频率 BPFBPFR R=Z=ZR RXRPMXRPM 定子叶片通过频率BPFS=ZSXRPM6.6.管道振动气流脉动 结构共振，等等噪声源：1 1.气动力激振-叶片通过频率转子叶片通过频率BPFBPFR R=Z=ZR RXRPMXRPM 定子叶片通过频率BPFBPFS S=Z=ZS SXRPMXRPM2 2. .齿轮啮合频率Fm=ZFm=Z0 0XRPMXRPM0 0=Z=Z1 1XRPMXRPM1 1，等等振动源：1.1.转子

39、不平衡1 1XRPMXRPM2.2.转子轴心线不对中2 2XRPMXRPM，3XRPM3XRPM3.3.齿轮啮合频率Fm=ZFm=Z0 0XRPMXRPM0 0=Z=Z1 1XRPMXRPM1 14 4油膜振荡(0.43(0.43 0.48)0.48)RPMRPM5.5.气动力激振-叶片通过频率转子叶片通过频率BPFBPFR R=Z=ZR RXRPMXRPM BPF BPFR R 定子叶片通过频率BPFBPFS S=Z=ZS SXRPMXRPM6.6.管道振动气流脉动 结构共振，等等噪声源：1.1.气动力激振-叶片通过频率转子叶片通过频率BPFBPFR R=Z=ZR RXRPMXRPM BPF

40、BPFR R 定子叶片通过频率BPFBPFS S=Z=ZS SXRPMXRPM2.2.齿轮啮合频率Fm=ZFm=Z0 0XRPMXRPM0 0=Z=Z1 1XRPMXRPM1 1，等等对策-从预测的振动源和噪声源与实测的响应的对应关系，查找故障源，对症下药 调频改变ZR 修改离心叶轮的叶型设计，等等识别故障源预预测测的的源源响响应应实实测测频频谱谱对对症症下下药，药，排排故故某某离离心心压压缩缩机机管管道道振振动，动，噪噪声声故故障障诊诊 断断 排排故故思思路路Case History #8 Compressors Pipe Vibration & Noise Defect 实例实例No.8

41、No.8 某循环气压缩机管道振动和噪某循环气压缩机管道振动和噪声故障声故障对策-从预测的振动源和噪声源与实测的响应的对应关系，查找故障源，对症下药 调频改变Z ZR R 修改离心叶轮的叶型设计，等等50 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 九九 某某 原原 油油 泵泵 进进 口口 管管 道道 共共 振振 故故 障障 的的 诊诊 断断 和和 排排 除除 罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化( (厦门厦门 ) )有限公有限公司司大连分公司大连分公司51故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 九九 原原 油油 泵泵 电电 动动 机机 进进 口口 管管 道道 6 6H H 5

42、5H H 4 4H H 1 1A A 1H 1H 1V1V2 2H H 2V2V3 3H H 3V3V某某 原原 油油 泵泵 进进 口口 管管 道道 共共 振振 故故 障障 的的 诊诊 断断 和和 排排 除除 振振 动动 单单 位位 ： 毫毫 米米 / /秒秒 ， 峰峰 值值 52 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 九九 进 口 管 道法 兰测点监 测 日期转 速 基 频1N ( 毫 米/ 秒 )共 振 频 率7 74 4. . 7 72 2赫 兹总 量 ( 21KHz)( 毫 米 / 秒 )9 92 2. . 1 12 2. . 1 10 0. . 8 84 43 36

43、63 35 5. . 1 19 93 35 5. . 3 36 69 92 2. . 1 12 2. . 2 24 40 0. . 4 42 25 57 70 00 0. . 9 92 25 54 45 5H H比比 值值1 1. . 9 98 82 23 38 8. . 2 21 1 进 口 管 道测 点监 测 日期转 速 基 频1N (毫 米/ 秒 )共 振 频 率74. 7274. 72赫 兹总 量 (21KH z)(毫 米 / 秒 )92. 12. 192. 12. 11. 0451. 045159. 3159. 3162. 6162. 692. 12. 2492. 12. 243.

44、1383. 1380 04. 9734. 9736H6H比比 值值0. 3330. 33332. 7032. 7053 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 九九 进 口 管 道 法 兰测点监 测 日期转 速 基 频 1N(毫 米 /秒 )共 振 频 率74.72赫 兹总 量 (21KHz)(毫 米 /秒 )92.12.12. 21726. 4926. 7592.12.241. 30601. 4514H比比 值值1. 67818. 44 泵 体 自 由 端 轴 承 支 承测点监 测 日期转 速 基 频 1N(毫 米 /秒 )共 振 频 率74.72赫 兹总 量 (21KHz)(

45、毫 米 /秒 )92.12.10. 78898. 9799. 12092.12.240. 359200. 92281A比比 值值2. 1969. 88392.12.12. 78123. 7524. 1392.12.243. 99004. 1241H比比 值值0. 6975. 85192.12.10. 49992. 2822. 42292.12.240. 282301. 1611V比比 值值1. 7712.08554 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 九九 泵 体 靠 联 轴 器 侧 轴 承 支 承测点监 测 日期转 速 基 频 1N(毫 米 /秒 )共 振 频 率74.72

46、赫 兹总 量 (21KHz)(毫 米 /秒 )92.12.112. 1941. 3543. 7692.12.243. 69405. 2352H比比 值值3. 3008. 35992.12.11. 7801. 8013. 26192.12.240. 807101. 8932V比比 值值2. 2051. 724 电 动 机 靠 联 轴 器 侧 轴 承 支 承测点监 测 日期转 速 基 频 1N(毫 米 /秒 )共 振 频 率74.72赫 兹总 量 (21KHz)(毫 米 /秒 )92.12.10. 80177. 4887. 77792.12.241. 01601. 5243H比比 值值0. 789

47、5. 10392.12.11. 9501. 2772. 61092.12.240. 690300. 87063V比比 值值2. 8252. 99855 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 九九 诊诊 断断 结结 论论 ： 该该 原原 油油 泵泵 进进 口口 管管 道道 水水 平平 方方 向向 共共 振振 56 故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 九九 故故 障障 排排 除除 ： 加加 固固 该该 原原 油油 泵泵 进进 口口 管管 道道 支支 承承 ， 共共 振振 便便 消消 除除 57实例10故故 障障 诊诊 断断 实实 例例 分分 析析 之之 十十 某立

48、式泵严重某立式泵严重共振共振引起叶引起叶轮轴疲劳断裂轮轴疲劳断裂故障故障的诊断的诊断罗克韦尔罗克韦尔自动化自动化( (厦门厦门) )有限公有限公司司 大连分公司大连分公司58实例 10某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断1 1C C1 1A A1 1B B2 2B B2 2A A2 2C C3 3H H4 4H H3 3V V4 4V V电动机立式泵1#1#立式泵多次发生泵轴断裂，断裂处紧靠叶轮压紧螺母处。故障现象是：开始振动大(3 3V V和4 4V V处最大)，叶轮压紧螺母松动。随后用环氧粘住叶轮压紧螺母，能有效防止螺母松动。然而，之后许

49、多泵出现叶轮轴断裂的灾难性破坏。于是，决定进行监测分析：1 1.测定振动；2 2.评定振动严重程度；3 3.诊断潜在的故障；4 4.提出有效的排故措施。电动机驱动长度为1879.61879.6毫米，轴径为88.988.9毫米，壁厚为2.42.4毫米的轴。叶轮的叶片数为2 2片。59实例 10某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断4.64.6mm/s mm/s 1770rpm1770rpm=1 1* *RPMRPM16.5116.51mm/smm/s 3570rpm3570rpm=2 2* *RPMRPM振动速度毫米/秒峰值频率(转/分)1#1#

50、泵 3 3V V测点振动总量18.1418.14mm/smm/s 峰值振动实测表明：3 3V V和4 4V V测点振动最大。3 3V V测点频谱中，2 2* *RPMRPM频率35703570rpmrpm分量的幅值达16.5116.51mm/smm/s峰值，而1 1* *RPMRPM频率分量的幅值仅为4.60mm/s峰值。注意：该叶轮的叶片数为2 2片，叶片通过频率BPFBPF=2 2* *RPMRPM。这这 是是 什什 么么 原原 因因 引引 起起 的的 ？ 60实例 10某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断振动速度毫米/秒峰值0 . 43