刘云涛 https://disease.39.net/bjzkbdfyy/170613/5452897.html
机械松动也是旋转机械比较常见的故障。松动有两种情况，一种情况是地脚螺栓连接松动，它带来的结果是引起整个机器的振动；另一种情况是零件之间正常的配合关系被破坏，造成配合间隙超差而引起的松动，比如滚动轴承的内圈与转轴的配合或外圈与轴承座孔之间的配合因丧失了配合精度而造成松动。01振动特征松动产生的振动特征表现在4个方面：1）频率结构由松动引起的振动具有一定的非线性，其振动信号的频率成分相当复杂，除了基频（等于转频）以外，还产生高次谐波和分频振动，频谱结构成梳状。有时还表现出一些看起来很特殊的频率成分，如当机器地脚螺栓松动时，其频率成分中基频的奇数倍谱峰突出。某厂有一台kW的BJOM—2型电动机，因地脚垫铁松动，其振动信号的频谱结构如图1所示，其主要频率幅值有如下关系：3倍频幅值1倍频幅值5倍频幅值。诊断师在现场诊断中也偶尔碰到过类似的情况。图1BJOM—2电动机地脚松动时的振动频谱由于配合部位的松动，还往往引发出各种相关的故障，如滚动轴承内外圈配合松动时，除了引起不对中、摩擦等故障外，还会加大不平衡振动量，使频率结构显得更加复杂。2）振动方向因地脚螺栓松动而引起的振动，方向特征很明显，表现在垂直方向的振动很强烈。上述BJOM—2型电动机，在地脚松动问题未得解决时其振动值如表1，其时垂直方向（V）的振动值远大于水平方向（H）的振动值。产生这种方向特征的机理可以通过图2得到解释。表1BJOM—2型电动机地脚松动时的振动值图2地脚松动引起振动的方向特征示意图滑动轴承的轴瓦如果存在松动，也会引起垂直方向的振动增大。由于零件配合（例如叶轮与转轴的配合）松动引起的振动，其方向特征不很明显，但这时机器对其他干扰的反应却很敏感，例如当转子存在轻度不平衡或不对中时，就会使振动显著增大。3）振幅的变化机械松动引起的振动，振动幅值与负荷有密切关系，幅值将随着负荷的增加而增大。表2是一台电动机在地脚联接松动时，轴承部位的振动在不同负荷下的变化情况。表2电动机轴承在不同负荷时的振动位移(Dp-p)值（单位:μm）由表可见，当电动机在正常状态时，即使处于满负荷运行其振动值也很小。而当电动机地脚存在松动时，电动机空车运行振动值很小，但在满负荷运行时振动值增大了2-6倍不等。当设备处于松动的情况下，其运行状态对转速的变化反映也很敏感，振动值随转速的增减而表现出无规律的变化，忽大忽小，呈跳跃式变化。4）振动相位机器存在松动时，相位与转频一致。02松动故障的诊断要点对松动故障的诊断要区分两种情况，是地脚松动还是配合松动。不论哪种松动，在振动频率、振动方向和振动幅值的变化方面都有一些规律可循。但不能仅凭某一个特征就贸然下结论，须综合分析各种信息才能做出比较准确的判别。03实例我们在这里再举2个有关松动诊断的典型实例。某水泥厂2#水泥磨，结构如图3所示。年4月，在一次设备巡检中，测点①~④的振动速度有效值（Vrms）在3-12mm/s范围内变动，在现场做简易频率分析时，这4个测点的主要频率都是60Hz，约为转频的5倍（转频fr=÷60=12.25Hz）。当时判断电动机和减速器地脚可能存在松动。4月22日停机修理，发现减速器底部在安装时加上的调整垫铁在点焊处已经炸裂松脱，经处理后问题得到了解决。这个松动故障主要表现为频率奇数倍特征。图32#水泥磨结构简图1一水泥磨；2—减速器；3一电动机；①~⑧一轴承测点某发电厂1#发电机组，结构如图4所示。该机组在汽轮机检修后进行了振动测量，前后轴承的振动值见表3，其中轴承①水平方向振动较大，对其振动信号作频谱分析，频率结构如图5所示。振动信号所包含的主要频率成分都是奇数倍转频，尤以3倍频最突出。另外，观察其振动波形（见图6），振幅变化很不规则，含有高次谐波成分。根据所获得的信息，判断汽轮机后轴承存在松动。图4汽轮发电机组结构简图1—汽轮机；2一减速器；3—发电机；4一励碎机；①一后轴承；②一前轴承表3汽轮机前后轴承振动值（单位:μm）图5汽轮机后轴承水平方向振动频谱图6汽轮机后轴承水平方向振动波形停机检查时发现汽轮机后轴承的一侧有两颗地脚螺栓没有上紧，原因在于预留热膨胀间隙过大。后来按要求旋紧螺母，振幅则从85μm下降至27μm，其余各点的振动值也有所下降，实现了平稳运行。这个实例的诊断过程完整，它给我们的启示在于，判断松动故障，频率特征仍是最重要的信息。此例中因为轴承一侧的螺栓没有上紧，却表现出水平振动大的现象，这再一次证明，振动的方向特征是有条件的，只能作为判断时的参考，应用时必须小心。

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