石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)故障分析

崔國玉（中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812）

石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)故障分析

崔國玉（中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812）

石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的工作質(zhì)量直接影響著工作效率，石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備出現(xiàn)震動(dòng)問題會(huì)對(duì)其工作精度產(chǎn)生不利影響。本文對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生震動(dòng)的原因進(jìn)行了故障分析，以期對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的正常運(yùn)行提供技術(shù)參考。

石油化工；轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備；振動(dòng)故障；原因

機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)是物體或質(zhì)點(diǎn)在相對(duì)平衡點(diǎn)的位置移動(dòng)，因?yàn)槲矬w在運(yùn)行中存在間隙，在晃動(dòng)中從而產(chǎn)生位置偏移，其震動(dòng)幅度的大小取決于設(shè)備控制間隙的大小，間隙越大震動(dòng)越大，間隙越小震動(dòng)越小。機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)不僅會(huì)對(duì)工作的精度產(chǎn)生不利影響，一定程度上會(huì)加重設(shè)備因振動(dòng)磨損帶來的損壞。對(duì)機(jī)械設(shè)備震動(dòng)原因進(jìn)行分析，排除故障，才能有效保證設(shè)備的正常和高效運(yùn)行。

1 機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的原因

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，因?yàn)橐獪p小摩擦力，所以不同物體之間都存在一定的間隙，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)的增加和不斷的日漸磨損，間隙會(huì)呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，一旦超過一定范圍，就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)，并會(huì)隨著間隙的增大而振動(dòng)的越來越厲害，不但加劇了設(shè)備的磨損程度，而且由于振動(dòng)會(huì)影響其工作的精確度，也一定程度上降低了功的傳遞效率。但是，機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)是無法完全避免的，運(yùn)行最穩(wěn)定的機(jī)械也存在振動(dòng)現(xiàn)象，是無時(shí)不在的。而引起機(jī)械振動(dòng)的原因也不是單一的，有時(shí)會(huì)因?yàn)橐怀稣饎?dòng)而波及另一處的振動(dòng)，從而形成一種共振，共振會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊力，對(duì)設(shè)備的使用壽命和使用效果產(chǎn)生不利影響。反過來說，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)震動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，或震動(dòng)的頻率超出正常范圍時(shí)，就要考慮設(shè)備是否發(fā)生了某些故障或損壞。要檢查和排除設(shè)備故障，可以通過檢測設(shè)備振動(dòng)的頻率、轉(zhuǎn)數(shù)、速度及其位移量和相位等一些列數(shù)據(jù)參數(shù)，進(jìn)行有效的分析研究，查尋產(chǎn)生異常震動(dòng)的原因，以便及時(shí)采取行之有效的措施進(jìn)行妥善處置，保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。通過異常震動(dòng)的參數(shù)分析來檢測設(shè)備故障，具有方便快捷、判斷準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。而采用的振動(dòng)檢測診斷設(shè)備故障的分析法，成為較為常用的一種故障診斷方法，被廣泛的應(yīng)用到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的故障排除中來，并不斷地更新和完善，技術(shù)越來越成熟。

2 常見的振動(dòng)故障分析

2.1 常見的振動(dòng)故障類型

引起機(jī)械振動(dòng)的原因也是多方面的，認(rèn)識(shí)和了解機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)易見的振動(dòng)故障和振動(dòng)原因，可以有效提升轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)分析的準(zhǔn)確性。通常來說，引起機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的故障主要來自以下原因。一是機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)轉(zhuǎn)子失衡和轉(zhuǎn)子彎曲。轉(zhuǎn)軸作為轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的最關(guān)鍵部件，安裝或使用過程中很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量偏心或缺損，出現(xiàn)轉(zhuǎn)子失衡現(xiàn)象，從而產(chǎn)生不平衡的往復(fù)作用力。來回往復(fù)的作用力指的是一種作用力反復(fù)的對(duì)另一種物體產(chǎn)生作用，從而引起物體的來回運(yùn)動(dòng)，而在往返運(yùn)動(dòng)過程中，如果運(yùn)行的不平衡、不對(duì)中就會(huì)引起磨損晃動(dòng)等現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生一定的反復(fù)作用力，引起設(shè)備振動(dòng)。另外，轉(zhuǎn)子彎曲或不對(duì)中引起震動(dòng)。機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)子通常情況下由聯(lián)軸器來連接，當(dāng)聯(lián)軸器出現(xiàn)熱膨脹或承載負(fù)荷過大時(shí)，容易造成轉(zhuǎn)子間軸線不對(duì)中，致使軸承磨損增大、轉(zhuǎn)軸彎曲、轉(zhuǎn)子偏心，引發(fā)機(jī)器強(qiáng)烈振動(dòng)。二是共振現(xiàn)象引起震動(dòng)加大。共振現(xiàn)象是因?yàn)檫\(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)械設(shè)備遭受到和機(jī)械固有頻率相同的往復(fù)作用力而引起的，振動(dòng)越強(qiáng)烈，越容易造成破壞力，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。三是設(shè)備的某些部件產(chǎn)生松動(dòng)跡象。比如固定設(shè)備的螺絲沒有擰緊、設(shè)備軸承間隙過大、某些配件標(biāo)準(zhǔn)不符、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備存在載荷過大、潤滑不良、某些部件老化腐蝕等等，都會(huì)引起機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)，尤其在旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，振動(dòng)就會(huì)越強(qiáng)烈，越強(qiáng)烈越容易引起共振，加重設(shè)備的振動(dòng)頻率，導(dǎo)致工作不精細(xì)、效率低下，嚴(yán)重時(shí)致使設(shè)備損壞。四是油膜渦動(dòng)與油膜振蕩。如果設(shè)備部件存在間隙，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)油膜渦動(dòng)問題，一旦轉(zhuǎn)速過大便會(huì)形成油膜振蕩，從而損傷軸承和轉(zhuǎn)子。另外，機(jī)械設(shè)備在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的摩擦力會(huì)形成徑向振動(dòng)或軸向振動(dòng)，也必須引起高度重視。

2.2 振動(dòng)故障分析步驟

當(dāng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備發(fā)生不同程度的振動(dòng)時(shí)，要結(jié)合機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況，通過對(duì)一系列參數(shù)數(shù)據(jù)的分析和研究，進(jìn)行綜合、分析、判斷，從而查出故障原因。首先，要對(duì)機(jī)械設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)、工作原理有一個(gè)清楚的了解。其次，要注重監(jiān)測三個(gè)關(guān)鍵變化點(diǎn)來識(shí)別故障。通過觀察設(shè)備啟動(dòng)與關(guān)停中轉(zhuǎn)速變化引起的振動(dòng)量變化，用頻譜分析法觀察頻率成分與各成分相位間的的變化，軸心軌跡形狀的變化，然后進(jìn)行綜合分析和判斷，辨別故障是否存在。如果有故障要采取相應(yīng)解決措施，并通過工作狀態(tài)的一系列監(jiān)測來檢查及其是否發(fā)揮正常功能。

2.3 振動(dòng)故障的分析方法

在振動(dòng)故障信號(hào)的分析和判斷中，要對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步放大處理，以便突出顯示故障的特征，比如通過小波變換、傅里葉變換、頻域變換等技術(shù)來快速的判斷和識(shí)別故障。而對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理時(shí)，可以通過時(shí)域分析法，從時(shí)間域上進(jìn)行信號(hào)分析，判斷設(shè)備的振動(dòng)是否超標(biāo)。另外還可以通過自譜傅里葉分析法，對(duì)一個(gè)信號(hào)的頻譜進(jìn)行綜合分析，來判斷引發(fā)振動(dòng)的有關(guān)參數(shù)值。

3 結(jié)語

對(duì)石油化工轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)原因進(jìn)行分析和判斷，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，把振動(dòng)經(jīng)常引起的設(shè)備部件損壞、能耗增加、工作質(zhì)量下降等問題消滅在萌芽狀態(tài)，防止小問題演變成大事故，保證機(jī)器設(shè)備的正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高。

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