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振動相位測量原理
發布時間:2022-06-16   點擊次數:1185次
  1. 利用相位可區別不平衡、偏心和彎曲轉子的故障
 
  不平衡轉子、偏心轉子和彎曲轉子都能引起較大的振動,這些故障的頻譜圖非常相似,以振動幅值和譜圖很難區分這3種故障,但是若依據振動相位加以區別,就使問題變得相當簡單和輕松。
 
  對于雙支承轉子,若同一軸承上水平方向與垂直方向振動相位差約90°(±30°),內側軸承與外側軸承水平方向振動的相位差接近垂直方向振動的相位差,則轉子為不平衡故障;對于懸臂轉子,如果支承轉子的兩軸承的軸向相位近似相等 (±30°),則說明懸臂轉子不平衡。
 
  偏心轉子同一軸承上水平方向與垂直方向振動相位差約為0°或180°。這里所說的偏心轉子指的是軸的中心線與轉子的中心不重合的轉子,也就是說旋轉體的幾何中心與旋轉軸心存在偏心距。
 
  彎曲軸的兩個軸承之間的軸向方向相位變化接近180°,這與彎曲的程度有關。對同一軸承不同點的軸向方向做若干測量,通常會發現在軸承的左側和右側測量的相位之間發生接近180°的相位差,在同一軸承的上側與下側測量的相位之間也發生接近180°的相位差。
 
  2. 利用相位可診斷聯軸器不對中故障
 
  判斷不對中故障的有效的方法是評定聯軸器兩側的振動相位,當聯軸器兩側的相位差接近180°(±40°~50°) 時,則說明是聯軸器不對中故障,不對中程度愈嚴重,相位差愈接近180°。為了準確診斷,應該比較聯軸器兩側軸承座的水平、垂直和軸向3個方向的相位差,如果兩根軸水平方向對中良好,而垂直方向對中不良,則這兩個方向的相位差差別較大。
 
  當聯軸器不對中時,支承聯軸器任一側轉子的兩個軸承徑向方向的相位差接近0°或180°(±30°)。在比較水平方向與垂直方向相位差時,大多數聯軸器不對中故障則表現為垂直方向與水平方向之間的相位差接近180°,也就是說,如果支承聯軸器任一側轉子的兩個軸承之間水平方向相位差為50°,則大多數聯軸器不對中轉子的垂直方向相位差約為230°。這是聯軸器不對中故障與不平衡故障在相位方面的最大區別。
 
  振動變化在故障診斷中有很重要的作用,同樣,在診斷不對中故障時,注意相位的變化,可提高診斷的準確率。對于不對中轉子,如果設備從室溫開始升速,開始時它應該顯示不對中的征兆,當設備*達到運行溫度時,不對中征兆便消失,比如,聯軸器兩側的相位差開始應該在150°~180°,最后可降到接近0°~30°。
 
  3. 利用相位可以診斷軸承偏轉故障
 
  當滑動軸承或滾動軸承不對中或是卡住在軸承上時,可引起大的軸向振動。此時,利用振動幅值或頻譜進行診斷往往不能湊效。如果在一軸承彼此間隔90°的4個點的軸向方向測量相位,上下或左右的相位差為180°,則說明該軸承偏轉或者說是卡住在軸上。
 
  4. 利用相位可以確定轉子的實際臨界轉速
 
  轉子在升速或者在降速過程中,利用振動幅值可以確定轉子的臨界轉速,利用振動相位的變化也可以確定轉子的臨界轉速。當機器通過臨界轉速時,在臨界轉速處振動相位精確的變化90°,直到沒有更大的放大為止,相位變化繼續變到180°。
 
  地腳螺栓松動,這種類型的松動,由于具有與不平衡或不對中故障幾乎相同的振動頻譜,因此,常常被誤診為不平衡或不對中,只有仔細觀察相位特性,才能加以區別。
 
  比較每個軸承座的水平和垂直方向相位時,如果振動非常定向,同時相位差為 0°或180°,則說明是松動故障,而不是不平衡。此時,將測量從軸承座下移到底腳、基礎平板、混凝土和周圍地板上,利用大的相位變化,可以確定故障所在。
 
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