振動分析儀的測試方式!
振動分析儀采用的測試方法取決于振動分析儀的性能指標(biāo)，諸如非線性度、精度、分辨率、誤差、零漂、溫漂及可靠性等。
在上述振動分析儀性能指標(biāo)確定后，根據(jù)成本預(yù)算、人機(jī)界面測量模塊與其他模塊的界面要求選擇測試方法。這里以旋轉(zhuǎn)設(shè)備為例來說明測試方式的確定。
旋轉(zhuǎn)設(shè)備的測試有其特殊性，這一特殊性表現(xiàn)在測試的主要對象是一個轉(zhuǎn)動部件，即轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)軸。
常見的旋轉(zhuǎn)設(shè)備主要有汽輪發(fā)電機(jī)組、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、壓縮機(jī)、風(fēng)扇、電機(jī)、泵及離心機(jī)等。它們都是由轉(zhuǎn)動部件和非轉(zhuǎn)動部件構(gòu)成。轉(zhuǎn)動部件包括轉(zhuǎn)子及連接轉(zhuǎn)子的聯(lián)軸器等。非轉(zhuǎn)動部件包括軸承、軸承座、機(jī)殼及基礎(chǔ)等。
轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)設(shè)備的核心部件。整個旋轉(zhuǎn)設(shè)備能否正常工作主要取決于轉(zhuǎn)子能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)然，轉(zhuǎn)子的運(yùn)動不是孤立的，它是通過軸承(流體膜軸承或滾動軸承)支承在軸承座及機(jī)殼或基礎(chǔ)上，構(gòu)成了所謂的轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)。支承的動力學(xué)特性在一定程度上影響轉(zhuǎn)子的運(yùn)動。但是可以說，旋轉(zhuǎn)設(shè)備的大多數(shù)振動問題或故障都是與轉(zhuǎn)子直接有關(guān)，只有少數(shù)問題直接與支承、箱體或基礎(chǔ)有關(guān)。曾有文章這樣估計(jì)，大約70%的振動故障都能從轉(zhuǎn)子運(yùn)動上發(fā)現(xiàn);而從軸承機(jī)殼及基礎(chǔ)上只能發(fā)現(xiàn)30%的故障。這一估計(jì)數(shù)字雖是近似的，但說明大多數(shù)振動故障是與轉(zhuǎn)子直接有關(guān)。
與轉(zhuǎn)子直接有關(guān)的振動故障包括:各種原因引起的質(zhì)量不平衡振動;轉(zhuǎn)子熱或機(jī)械原因引起的彎曲;轉(zhuǎn)子連接不對中引起的振動;油膜渦動及油膜振蕩;潤滑中斷;推力軸承損壞;軸裂縫或葉片斷裂;徑向軸承磨損;部件脫離;動靜部件間的不正常接觸等。
與軸承、機(jī)殼及基礎(chǔ)直接有關(guān)的振動故障包括:支承損壞;基礎(chǔ)共振;基礎(chǔ)材料損壞;機(jī)殼不均勻膨脹;機(jī)殼固定不妥;各種管道作用力引起的振動等。
既然大多數(shù)振動故障都是直接與轉(zhuǎn)子運(yùn)動有關(guān)，因此，要求人們主要是從轉(zhuǎn)子運(yùn)動中去監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)故障，這比只局限于軸承座或機(jī)殼的振動信息更為直接和有效。當(dāng)然，監(jiān)測轉(zhuǎn)子軸的振動比測量非轉(zhuǎn)動部件的振動，在測試技術(shù)的難度上要稍大一些。隨著傳感器及其他電子測試儀器的發(fā)展，對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的試驗(yàn)研究及運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)測，特別是對轉(zhuǎn)子運(yùn)動的測試技術(shù)都有了發(fā)展,使人們有可能借助于試驗(yàn)和測量手段深人一步研究旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動問題。
旋轉(zhuǎn)設(shè)備的測試內(nèi)容按其目的不同，大體上可列出以下幾方面。
1、運(yùn)轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動監(jiān)測與保護(hù)
2、流體壓力、流量、溫度的監(jiān)測與保護(hù)
3、轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)的動力學(xué)特性的試驗(yàn)研究
4、轉(zhuǎn)子動平衡
對于以上的內(nèi)容分述如下。
在工廠中旋轉(zhuǎn)機(jī)械按其在整個生產(chǎn)過程中所占有的地位不同，可分為關(guān)鍵性設(shè)備、半關(guān)鍵性設(shè)備和非關(guān)鍵性設(shè)備。發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機(jī)組化工廠的壓縮機(jī)組、原子能電站的反應(yīng)堆冷卻泵等都屬于關(guān)鍵性設(shè)備。對于關(guān)鍵性設(shè)備，要求設(shè)置有完整的實(shí)時監(jiān)測與保護(hù)系統(tǒng)，及時指出設(shè)備是否出現(xiàn)非正常的測量量或超過該設(shè)備所規(guī)定級別的量值，并及時發(fā)出警報(bào)和自動執(zhí)行保護(hù)動作，以防止故障擴(kuò)大。人們要求監(jiān)測系統(tǒng)能最大限度地發(fā)現(xiàn)機(jī)器的故障信息，比如95%，這不過是最大限度較為形象的說法。因?yàn)?00%是難以實(shí)現(xiàn)的，特別是那些事前并無明顯征兆的事故，如渦輪機(jī)葉片的突然斷裂。對于半關(guān)鍵性設(shè)備，如鍋爐給水泵，以及非關(guān)鍵性設(shè)備，如一般的通風(fēng)機(jī)和水泵等，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)都應(yīng)設(shè)有相應(yīng)級別的監(jiān)測與保護(hù)裝置。
轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)動力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)研究包括多方面的內(nèi)容，它為轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括:臨界轉(zhuǎn)速的測定;振形的實(shí)驗(yàn)測定;轉(zhuǎn)子內(nèi)阻的研究;支承及油膜剛度和阻尼的實(shí)驗(yàn)分析;各種類型轉(zhuǎn)子動平衡技術(shù)的探討;各種類型轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)穩(wěn)定性問題實(shí)驗(yàn)分析等內(nèi)容。
現(xiàn)場動平衡校正是振動測試的重要內(nèi)容，同時它也是一個很有實(shí)際意義的問題。任何一種平衡理論都有精良的測量技術(shù)為物質(zhì)基礎(chǔ)。長期以來，現(xiàn)場動平衡都是以軸承座的振動為依據(jù)。但是，質(zhì)量不平衡是一個與轉(zhuǎn)子直接有關(guān)的問題，因此轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng)一般說來應(yīng)比軸承座或機(jī)殼上更為敏感。所以結(jié)合轉(zhuǎn)子的振動測量進(jìn)行動平衡，從而提高平衡精度，減小停機(jī)和加重次數(shù)應(yīng)是振動測試工作研究的重要內(nèi)容。
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