1、 文良才2013.10.7 振动监测技术在旋转机械设振动监测技术在旋转机械设备中应用相当广泛。因滑动轴承备中应用相当广泛。因滑动轴承运行稳定，使用寿命长，在公司运行稳定，使用寿命长，在公司很多大型设备普遍采用，这些大很多大型设备普遍采用，这些大型设备是公司关键型设备是公司关键A类设备。滑动类设备。滑动轴承一旦发生故障就会直接影响轴承一旦发生故障就会直接影响到公司生产经营，因此掌握滑动到公司生产经营，因此掌握滑动轴承的运行状况就显得尤为重要。轴承的运行状况就显得尤为重要。摘摘 要要 关键词关键词振动振动监测监测 滑动滑动轴承轴承 A类类设备设备 频谱频谱分析分析一、概述一、概述 滑动轴承由于具有
2、优良的抗振性能和较滑动轴承由于具有优良的抗振性能和较长的工作寿命长的工作寿命,因而在旋转机械中获得广泛应因而在旋转机械中获得广泛应用。而巴氏合金因其具有独特的机械性能用。而巴氏合金因其具有独特的机械性能,被被很多大型旋转机械广泛采用，成为滑动轴承很多大型旋转机械广泛采用，成为滑动轴承最常见的材料之一。在日常工作中最常见的材料之一。在日常工作中,因滑动轴因滑动轴承故障导致停机停产，从而造成很大经济损承故障导致停机停产，从而造成很大经济损失的情况时有发生。滑动轴承是旋转设备中失的情况时有发生。滑动轴承是旋转设备中最为精密的部件，它在设备中担当不可或缺、最为精密的部件，它在设备中担当不可或缺、至关重
3、要的角色，它的好坏直接关系到设备至关重要的角色，它的好坏直接关系到设备能否正常稳定经济运行。能否正常稳定经济运行。一、概述一、概述 滑动轴承状态监测，分在线监测与离线滑动轴承状态监测，分在线监测与离线监测，在公司内相当部分设备已采用在线监监测，在公司内相当部分设备已采用在线监测（如汽轮发电机组、高压给水泵、煤气排测（如汽轮发电机组、高压给水泵、煤气排送机、空压机、原料磨机等），但采集的信送机、空压机、原料磨机等），但采集的信息相对较简单，甚至还有不少设备没有安装息相对较简单，甚至还有不少设备没有安装在线监控设备，因此针对公司关键设备一般在线监控设备，因此针对公司关键设备一般采用离线监测方式进行
4、监控。随时掌握关键采用离线监测方式进行监控。随时掌握关键设备的运行状况与问题设备变化趋势以便实设备的运行状况与问题设备变化趋势以便实施计划性检修。同时可以为检修提供指导性施计划性检修。同时可以为检修提供指导性意见，也可以规避过渡维修与重复性维修，意见，也可以规避过渡维修与重复性维修，最大限度降低维修成本。最大限度降低维修成本。一、概述一、概述 滑动轴承状态监测，分在线监测与离线滑动轴承状态监测，分在线监测与离线监测，在公司内相当部分设备已采用在线监监测，在公司内相当部分设备已采用在线监测（如汽轮发电机组、高压给水泵、煤气排测（如汽轮发电机组、高压给水泵、煤气排送机、空压机、原料磨机等），但采集
5、的信送机、空压机、原料磨机等），但采集的信息相对较简单，甚至还有不少设备没有安装息相对较简单，甚至还有不少设备没有安装在线监控设备，因此针对公司关键设备一般在线监控设备，因此针对公司关键设备一般采用离线监测方式进行监控。随时掌握关键采用离线监测方式进行监控。随时掌握关键设备的运行状况与问题设备变化趋势以便实设备的运行状况与问题设备变化趋势以便实施计划性检修。同时可以为检修提供指导性施计划性检修。同时可以为检修提供指导性意见，也可以规避过渡维修与重复性维修，意见，也可以规避过渡维修与重复性维修，最大限度降低维修成本。最大限度降低维修成本。二、滑动轴承的失效方式二、滑动轴承的失效方式刮伤：进入轴承
6、间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙刮伤：进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观轮廓尖峰，在轴承表面划出线状伤痕。的微观轮廓尖峰，在轴承表面划出线状伤痕。2疲劳剥落：在载荷的反复作用下，轴承表面出现与滑疲劳剥落：在载荷的反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。动方向垂直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。43 3磨粒磨损：进入轴承间隙的硬颗粒有的磨粒磨损：进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动，对轴承表面起研磨作用。随轴一起转动，对轴承表面起研磨作用。3 1了解滑动轴承的失效方式与失效原因有助于故障的诊断。了解滑动轴承的失效方式与失效原因有助于故障的诊断。胶合：当瞬时温
7、升过高，载荷过大，油膜破裂、油质变差或供油胶合：当瞬时温升过高，载荷过大，油膜破裂、油质变差或供油不足时，轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。不足时，轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。腐蚀：润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物腐蚀：润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。质对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。3 5二、滑动轴承的失效方式二、滑动轴承的失效方式3 6其它失效形式其它失效形式:气蚀：气流冲蚀零件表面引起的机械磨损；气蚀：气流冲蚀零件表面引起的机械磨损；流体侵蚀：流体冲蚀零件表面引起的机械磨损；流体侵蚀：流体冲蚀零件表面
8、引起的机械磨损；电侵蚀：电化学或电离作用引起的机械磨损；电侵蚀：电化学或电离作用引起的机械磨损；微动磨损：发生在名义上相对静止，实际上存在微动磨损：发生在名义上相对静止，实际上存在循环的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。循环的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。除此之外，油膜涡动、喘振、碰摩、不平衡、不对中、松动等除此之外，油膜涡动、喘振、碰摩、不平衡、不对中、松动等问题都会加剧轴承的失效。问题都会加剧轴承的失效。二、滑动轴承的失效方式二、滑动轴承的失效方式轴瓦失效实例轴瓦失效实例轴瓦磨损轴瓦磨损 表面划伤表面划伤 二、滑动轴承的失效方式二、滑动轴承的失效方式轴瓦失效实例轴瓦失效实例疲劳点蚀
9、疲劳点蚀 三、振动监测方法三、振动监测方法定测点定测点选参数选参数选设备选设备选择适合选择适合于振动监于振动监测的设备测的设备以取得良以取得良好的经济好的经济效益和技效益和技术效果术效果选择在轴选择在轴承座上。承座上。一个测点一个测点一般应在一般应在水平径向水平径向、垂直径、垂直径向和轴向向和轴向三个方向三个方向监测监测公司大多数公司大多数设备的特征设备的特征频率都在频率都在10至几百赫兹至几百赫兹之间，一般之间，一般选择振动幅选择振动幅值与振动速值与振动速度有效值来度有效值来评价设备的评价设备的状态状态我公司的设我公司的设备监测周期备监测周期一般为一般为37天，对存在天，对存在问题的设备问题
10、的设备缩短监测周缩短监测周期。参考标期。参考标准如下表准如下表1定周期定周期三、振动监测方法三、振动监测方法整数据整数据趋势分析趋势分析选标准选标准公司关键设备众公司关键设备众多，功率不同，多，功率不同，转速不同，因此转速不同，因此应针对不同的设应针对不同的设备选用不同的评备选用不同的评判标准。参考标判标准。参考标准如下表准如下表1每次得到的数据每次得到的数据都分门别类的输都分门别类的输入计算机，建立入计算机，建立监测设备数据库监测设备数据库，根据相关判别，根据相关判别标准，设定相关标准，设定相关测点的报警值测点的报警值以振动有效值以振动有效值时间等建立被监测时间等建立被监测设备振动状态趋势设
11、备振动状态趋势曲线图。在趋势图曲线图。在趋势图上可随时了解设备上可随时了解设备的实时技术状况，的实时技术状况，判明设备是否存在判明设备是否存在异常，并及时调整异常，并及时调整监测手段监测手段 进一步测进一步测试、分析、找出异试、分析、找出异常原因常原因三、振动监测方法三、振动监测方法振动速度均振动速度均方根值（方根值（mm/s）类（小型机类（小型机械、械、15KW以以下电机）下电机）类（中型机类（中型机械、械、1575KW电机）电机）类（刚性安类（刚性安装的大型机械）装的大型机械）类（柔性安类（柔性安装的装的 型号机械）型号机械）0.28AAAA0.450.711.12B1.8B2.8CB4.
12、5CB7.1DC11.2DC18D28D45表表1三、振动监测方法三、振动监测方法状态监测人员应了解和掌握设备原理、结构状态监测人员应了解和掌握设备原理、结构特点、维修历史、故障维修内容以及设备诊断特点、维修历史、故障维修内容以及设备诊断技术资料（如轴承类型、型号、工况等）；其技术资料（如轴承类型、型号、工况等）；其次应选择适合的数据采集仪器并在实测过程中次应选择适合的数据采集仪器并在实测过程中严格按照操作规程使用仪器，保证测试数据真严格按照操作规程使用仪器，保证测试数据真实反应设备的运行状态；第三、在测试程中要实反应设备的运行状态；第三、在测试程中要结合设备的其它参数诸如油温、水温、压力、结
13、合设备的其它参数诸如油温、水温、压力、声音等相关参数反映的信息进行综合诊断声音等相关参数反映的信息进行综合诊断四、实测举例四、实测举例 动力厂煤气排送机是电机直驱滑动轴承简支支撑的动力厂煤气排送机是电机直驱滑动轴承简支支撑的关键关键A类风机设备（示意图如图类风机设备（示意图如图1），），4#排送机在排送机在3月份月份开起之后电机前端轴承振动逐渐增大甚至超过报警值。开起之后电机前端轴承振动逐渐增大甚至超过报警值。如表如表2：图图1四、实测举例四、实测举例测点位置测点位置测点方向测点方向振动速度振动速度（mm/s）测点位置测点位置测点方向测点方向振动速度振动速度（mm/s）1水平方向水平方向5.1
14、363水平方向水平方向3.169垂直方向垂直方向3.743垂直方向垂直方向2.508轴向轴向3.486轴向轴向3.6252水平方向水平方向3.4874水平方向水平方向3.768垂直方向垂直方向2.211垂直方向垂直方向2.126轴向轴向4.179轴向轴向1.884表表2四、实测举例四、实测举例检测数据分析：检测数据分析：1、电机驱动端轴向、电机驱动端水平方向、电机驱动端轴向、电机驱动端水平方向1XRPM、2XRPM、3XRPM振动值偏大。如下图振动值偏大。如下图2、图、图3：图图2电机前轴向电机前轴向图图3电机前水平电机前水平四、实测举例四、实测举例检测数据分析：检测数据分析：2、相位差相对稳
15、定，联轴器两端轴向相位差、相位差相对稳定，联轴器两端轴向相位差177，接近，接近180 综上所述情况，跟据振动值、特征频谱、综上所述情况，跟据振动值、特征频谱、振动趋势曲线图等分析，振动趋势曲线图等分析，4#排送机存在滑动轴排送机存在滑动轴承间隙偏大、转子不平衡与对中不良情况，建承间隙偏大、转子不平衡与对中不良情况，建议择机停机检修。议择机停机检修。分析结论分析结论四、实测举例四、实测举例检修过程验证检修过程验证：于于6月底停机检查发现风机两端轴瓦下瓦开裂小块（如图月底停机检查发现风机两端轴瓦下瓦开裂小块（如图3、图、图4），电机轴瓦有明显磨损（如图），电机轴瓦有明显磨损（如图5），风机叶轮积
16、灰较多，转子不），风机叶轮积灰较多，转子不平衡量为平衡量为36g左右。左右。图图3四、实测举例四、实测举例图图5图图4图图5 经检修更换风机前后轴瓦，重新处理并调整电机轴瓦，清经检修更换风机前后轴瓦，重新处理并调整电机轴瓦，清理风机风部及叶轮并做动平衡，回装后各个测点振动值都下降到理风机风部及叶轮并做动平衡，回装后各个测点振动值都下降到1.7mm/s以下，恢复正常运行。以下，恢复正常运行。五、结语五、结语 设备监测与诊断技术可以有效地避免意外设设备监测与诊断技术可以有效地避免意外设备事故，节约大量维修费用，无论对安全生产还备事故，节约大量维修费用，无论对安全生产还是对设备维护都具有十分重要的意义。设备状态是对设备维护都具有十分重要的意义。设备状态检测工作的开展为设备预防性维修提供了可靠的检测工作的开展为设备预防性维修提供了可靠的理论依据，对确保设备修理的及时性、准确性起理论依据，对确保设备修理的及时性、准确性起到了关键作用。通过对旋转设备轴承振动的监测到了关键作用。通过对旋转设备轴承振动的监测和案例分析不仅可以掌握轴承的运行状态，还可和案例分析不仅可以掌握轴承的运行状态，还可以了解设备整体性能。该监测方法除了适用于滑以了解设备整体性能。该监测方法除了适用于滑动轴承以外同时也适用于滚动轴承相关设备状态动轴承以外同时也适用于滚动轴承相关设备状态监测，可以广泛使用。监测，可以广泛使用。
