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1、离心压缩机故障诊断及三元法现场平衡应用实例摘 要转子轴系存在的残余不平衡量过大是导致旋 转机械运转时振动超标的常见原因。为了消除这种振动，需 要对转子轴系进行动平衡以减小残余不平衡量。然而，由于 工装工具的限制，外购件的动平衡需要返回厂家进行动平衡， 考虑到生产周期及产生的费用等问题，往往使用现场平衡来 解决残余不平衡量过大的问题。本文主要针对某压缩机径向 振动超标的故障诊断及三元法现场平衡应用的实例进行介 绍。关键词 旋转机械；故障诊断；三元法现场平衡 中图分类号： TH452 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2018）17-0038-011. 机组概况 沈阳透平机械股份有
2、限公司为某公司生产的合成气机组机型为2BCL458 +2BCL457/A驱动形式为汽轮机两侧驱动，要求压缩机径向振动不超过25.4um。其中高压缸 2BCL458最大连续转速为 12447r/min ，一阶临界转速 5047r/min ，二 阶临界转速 22265r/min ，跳闸转速 13692r/min ，在厂内机械 运转试验时，使用的是试车电机驱动，试车变速机增速的形 式。采用联轴器为产品联轴器，其中非驱动侧产品联轴器安 装盘使用新制试车联轴器安装盘替代。2. 第一次机械运转试验情况、故障诊断及处理方案 第一次机械运转试验径向振动数据如下：最大连续转速 时驱动侧 1v1=38um 、 1
3、v2=16.6um ；非驱动侧 1v3=7.8um 、 1v4=15.8um 。跳闸转速时驱动侧 1v1=47.1um 、 1v2=15.2um ； 非驱动侧 1v3=14um 、 1v4=22um 。通过在线监测系统观察可知， 驱动侧 1V1 振动频谱及轴 心轨迹如图 1 所示，主频为工作频率， 幅值 11.3um ，存在微 小多倍频。结合压缩机振动随转速变化明显的特点，判定此 压缩机故障为转子轴系存在不平衡。根据呈八字形的轴心轨 迹图，轴系存在不对中的情况。对转子进行高速动平衡，原始振动速度为最大连续转速 下驱动侧 1.75mm/s ，非驱动侧 1.7mm/s ，平衡后最终振动速 度为最大
4、连续转速下驱动侧 0.7mm/s ，非驱动侧 0.4mm/s ： 跳闸转速下驱动侧 0.85mm/s ，非驱动侧 0.75mm/s 。同时检 查轴承无损伤，轴承间隙符合设计要求 0.12-0.155mm 。检查 机组对中情况，符合要求。3. 第二次机械运转情况、故障诊断及处理方案 第二次进行机械运转试验径向振动数据如下：最大连续 转速下：驱动侧 1v1=32um 、1v2=15um ；非驱动侧 1v3=8um 、 1v4=12um 。跳闸转速下：驱动侧 1v1=40um 、1v2=16um ；非 驱动侧 1v3=13um 、 1v4=20um 。机组径向振动改善情况不明显，频谱图及轴心轨迹与第
5、一次机械运转试验情况类似由于转子不平衡、轴承间隙和轴系不对中问题已经排除， 同时考虑到联轴器长 965.5mm，跨距较长，重量40kg,相对 于转子重量 395kg 较重，若联轴器存在过大的残余不平衡量， 对转子径向振动有较大影响。最终判定为联轴器存在残余不 平衡量过大为机组振动超差的主要因素，决定使用三元法在 最大连续转速下对联轴器进行现场平衡。4 .联轴器的三元法现场动平衡根据三元法现场平衡方法，选择压缩机侧联轴器转接套 与中间节之间的销钉把合位置，圆周间隔120°均匀三点作为加重点，加重重量为 P=4g， A0=32um。第一次加重后机组最大连续转速下径向振动数据：1v1=46
6、um、1v2=20um ; 1v3=8.2um、1v4=17.2um。则 A1=46um。第二次加重后机组最大连续转速下径向振动数据：1v1=54um、1v2=22.7um ; 1v3=7.2um、1v4=14um °?tA2=54um。第三次加重后机组最大连续转速下径向振动数据：1v1=24um、1v2=9um ; 1v3=7um、1v4=11.1um。贝U A3=24um。通过作图得 OM=8.669，配重位置为 A2顺时针方向20 ° 方向，如图 2所示。计算得配重 P0=A0/OM*P=14.7g 。在计算位置加重后再次进行机械运转试验，机组最大连 续转速下径向振动
7、数据： 1v1=9.6um、 1v2=4.4um; 1v3=10.6um、 1 v4= 9 . 6 u m 。跳闸转速下径向振动数据： 1v1=11um、1v2=4.3um;1v3=8.8um 、 1v4=9.2um 。完全符合振动不大于25.4um 的要求并达到优质。总结 本文介绍了一次旋转机械故障诊断及处理的实例：通过 对压缩机振动频谱及轴心轨迹的分析，明确故障原因，并对 各部件进行一一排查，准确定位导致机组振动超差的部件。 使用三元法现场平衡方法对不具备平衡条件的联轴器进行 现场平衡，解决了转子振动超差的问题。参考文献1 张帝三元法现场平衡J 中国科技博览，2016,( 08): 326.2 张衍.转子动平衡计算及转子轴心轨迹识别D.哈尔滨工程大学， 2002.3 张春雷.旋转机械状态监测与现场动平衡D.西北工业大学， 2002.