风机振动检测
离心与轴流风机振动大、异响或轴承频繁损坏时,该怎么测、看哪些频率、什么时候适合做动平衡。
皮带频率是皮带绕完整一圈的频率,等于皮带线速度除以皮带长度;线速度可以用任一带轮的节圆周长乘以该带轮的转频得到。由于皮带长度总是大于两个带轮的周长,皮带频率低于电机和被驱动设备的转频,并且一般不是任何一根轴转频的整数倍。
皮带上的局部缺陷,例如开裂、鼓包、硬化段或接头不均,每绕一圈要经过两个带轮,在主动轮和从动轮处各引起一次冲击,因此频谱上二倍皮带频率往往比基频更明显,并伴有若干阶谐波。多根皮带并联时,各根皮带长度和张紧状态不同,频率略有差别,频谱上表现为一簇靠得很近的峰,幅值也不稳定,时大时小。
同步带的情况有所不同:带齿与带轮齿逐一啮合,会产生啮合频率,等于带轮齿数乘以该带轮转频,也等于皮带齿数乘以皮带频率。同步带磨损、带轮齿面磨损、张紧不当或带轮不对中时,啮合频率及其谐波升高,常伴有明显的啸叫。
计算前要掌握的参数包括两个带轮的节圆直径、中心距或皮带型号与长度、皮带根数,以及实测的两轴转速。实测转速很重要,它能同时检查皮带有没有打滑:被驱动设备的转速明显低于按带轮比算出的值,说明存在滑动。
| 现场现象 | 频率特征 | 可能原因 | 怎么确认 |
|---|---|---|---|
| 皮带拍打、抖动,振动时大时小 | 皮带频率及其谐波,二倍皮带频率常较明显,幅值不稳定 | 皮带磨损、长度不一致或张紧不足 | 频闪观察皮带跨段;检查张紧和皮带表面 |
| 一侧机器一倍转频高,沿皮带方向最大 | 偏心带轮所在轴的一倍转频,另一台机器上也能测到 | 带轮偏心、带轮轮槽跳动、轮毂与轴配合间隙 | 百分表测带轮径向和端面跳动;比较水平与垂直相位关系 |
| 轴向振动偏高 | 一倍转频为主,电机上可能测到被驱动设备的转频,反之亦然 | 带轮不对中,包括平行偏移、角度偏斜和扭斜 | 用直尺或对中工具检查两个带轮的轮槽面 |
| 某一转速下皮带跨段剧烈摆动 | 某轴转频附近幅值突然增大 | 皮带跨段的固有频率与转频接近 | 调整张紧力后观察摆动是否消失或转移到其他转速 |
| 电机驱动端轴承温升高、反复损坏 | 轴承特征频率和高频成分升高 | 张紧过度,轴承径向负荷过大 | 按规定方法检查张紧力;检查轴承负荷方向的磨损痕迹 |
| 被驱动设备转速偏低,伴有啸叫 | 两轴实测转速比偏离带轮比 | 张紧不足或轮槽磨损,皮带打滑 | 实测两轴转速;用槽规检查轮槽磨损 |
| 同步带传动有规律的冲击声 | 同步带啮合频率及谐波升高 | 带齿或带轮齿磨损、张紧不当、带轮不对中 | 停机检查带齿与带轮齿面;复核对中和张紧 |
皮带传动设备最容易混淆的有两类:一是把皮带频率的谐波当成转频问题,二是把带轮偏心当成不平衡。前者发生在皮带频率的某阶谐波恰好靠近某根轴的转频时,分辨率不够就会合成一个峰,误以为是不平衡或不对中。先算出皮带频率及其谐波的位置,再用足够高的分辨率细看,通常就能分开。
带轮偏心产生的是皮带张力随转动的周期变化,力沿两带轮中心连线方向作用,所以沿皮带方向的一倍转频最大,而且这个力会经皮带传到另一台机器上。不平衡力是旋转的,各径向方向都有,水平与垂直相位通常相差接近九十度;偏心引起的振动方向性强,水平与垂直相位多为同相或反相。在偏心带轮上做动平衡,往往只能使一个方向下降,另一个方向反而上升。
带轮不对中最典型的表现是轴向振动大。由于两台机器通过皮带相互影响,轴向振动最大的位置不一定在不对中的那一端,电机上测到的可能是风机转频,风机上测到的可能是电机转频。必要时可以拆下皮带,让电机单独运转:皮带和被驱动设备的影响去掉以后,电机自身的不平衡、轴承和电磁问题就能单独评估。
频闪仪以设定的频率闪光,当闪光频率与运动部件的运动频率一致时,部件看起来像静止一样。把闪光频率设为皮带频率,可以观察皮带上的鼓包、裂纹和硬化段,以及跨段是否在拍打或扭动;设为带轮转频,可以观察带轮是否摆动、轮槽是否偏斜、配重块和轮毂是否有异常。微调闪光频率让图像缓慢移动,还能看出皮带在轮槽中跳动、跨段振幅随转动的变化过程。
要注意,闪光频率为运动频率的整数分之一时,图像同样会静止,所以应从振动频谱上的频率出发设置,而不是凭肉眼找到静止就定下来。观察时必须保持护罩完整,从护罩观察孔或网孔中观察,不得靠近运动部件;频闪会使人对转动部件产生静止的错觉,现场要特别提醒其他人员。
频闪观察是对振动频谱的补充:频谱告诉我们问题在哪个频率,频闪让人直接看到对应的部件在怎样运动,二者对照,判断更直观,也便于向现场维修人员说明问题所在。
现场测试由北京团队的工程师带仪器完成;测点方案、评价依据和报告形式在方案中与您确认。北京以外的项目按地点、测点数量和工期安排人员和仪器。需要配合材料检测或失效件分析的,可以与失效分析一并安排。
皮带频率等于带轮节圆周长乘以该带轮转频,再除以皮带长度。需要提供两个带轮的节圆直径、皮带型号和长度或中心距、皮带根数,转速最好现场实测,同时可以核对皮带是否打滑。
常见原因是带轮偏心或不对中没有处理、轮槽已经磨损、多根皮带长度不配组,或者张紧力不合适。也可能问题本来就不在皮带,而是转子不平衡、轴承或底座共振,需要按频率特征逐项排查。
一般不能根本解决。偏心产生的是沿皮带方向的张力变化,配重只能在某一方向抵消一部分,常出现一个方向下降、另一个方向上升的情况。应测量带轮跳动,修正或更换带轮。
不是。张紧不足会打滑、拍打、磨损加快;张紧过度会使轴承径向负荷过大,电机驱动端轴承容易过早损坏,轴也承受更大弯曲。应按皮带厂家规定的方法和要求调整。
常规振动测量不需要拆护罩,测点在轴承座上。频闪观察一般从护罩观察孔或网孔中进行;需要检查带轮跳动和对中时,应停机并执行挂牌上锁后再拆护罩。