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摘 要:石油化工转动设备是石油生产的重要设备之一,其工作质量决定着工作的效率。但是在是由化工转动设备中振动问题一直是困扰设备的一个重要问题,本文通过分析振动的原因来说明转动设备设计和使用时容易出现的问题。
关键词:石油化工;转动设备;振动故障
振动是接卸在平衡点上的反复运动造成的,机械设备的振动几乎不可避免,但是运行约稳定的机械振动越小。同时振动越小,能量转换的形式就越高,所以控制振动是增加能量传动效率的一个重要方式。
1 振动分析
1.1 机械振动的原因分析
机械振动是因为物体在运行中存在间隙,物体在间隙同晃动产生相应的振动,是一种在相对平衡点的位置偏移。机械中因为减小摩擦力说以在物体这件的接触面上一定存在间隙,同时设备控制间隙的要求不同,间隙越小振动也就越小,同时功的传递效率也越高。但是间隙增加,就会产生剧烈的振动,力在的作用方向上不再统一平面,物体其他方向作用,不仅加速了零件的磨损也减少了功的传递。振动的频率和和机械运动的频率是相同的,但是机械的振动不只有一个。所以在机械振动中,机械会逐渐形成一种共振的现象。共振会增加对机械连接处的冲击力,对机械的寿命产生重大的影响。
1.2 振动的分析
对振动的分析采集上,需要对振动的信号进行采集,然后对杂音进行过滤,筛选有效的信号,然后对信号进行放大。将无用的干扰信号排除。然后将振动信号放在示波器上显示,记录相应的信号波形。将振动的波形进行描述,判断故障的位置,快速解除故障。需要采用的技术和设备包括示波器,波段打印机,频域变换处理器。
1.2.1 时域分析法
作为信息分析最基本的一个方法,时域分析指的是从时间域上进行信号分析,从而获得信号原始波形,有直观与易于理解等等特点。时域波的显示信号随着时间幅值波形,波图上显示信号在各时间的幅值大小。可看出在整个时间历程当中信号的极大值、极小值、最小值、最大值及其位置,并可进行计算,获得信号的均方根值或者有效值,便于初步判断设备异常与否,异常的大概位置。同时,还可以对多个信号进行有效值或者最大值等等参数进行比较,从而判断设备的振动等超标与否,超标的方向。
1.2.2 自谱傅里叶分析
在许多领域,傅里叶分析都是十分普遍也较重要的分析工具,主要为傅叶里级数及变换。这一分析法,即是对一个信号的频谱进行分析,包括幅值谱(RMS)、幅值谱(PEAK)、功率谱密度和功率谱等等。其中,RMS反映的是各个谐波分量有效的幅值,PEAK反映的是频域当中各个谐波分量单峰幅值,功率谱密度反映的是各个谐波分量能量的分布情况。
2 转动设备常见的振动故障分析
2.1 转动设备常见的振动故障类型
振动是转动设备的一个不可避免的故障之一,振动信号的频率、声响、幅度等都存在着很多差异,因此掌握常见的振动故障机理能帮助我们分析故障的位置,以及因为什么原因导致的故障。常见的故障类型包括:
(1)零件出现失衡,或者出现弯曲。作为转动设备,零件出现失衡是弯曲是振动常见的一种原因。因为零件失衡火弯曲导致,传递过程中受力不均衡造成左右的晃动,同时对输出的动力也是一种较大的影响,输出的动力不稳定,造成转动设备效率下降。这主要是由转子设计上出现质量不平衡或者安装方式不正确导致的。在设备转动中转子会产生较大的离心力。离心力的向一侧偏移就会造成设备运行出现问题,造成振动。在设备的使用中,每一种情况都可能引发强烈的振动,导致自动的阻尼较大,无法启动,或者造成转子轴的弯曲等,所以在偏心能量不均衡。
(2)大型设备存在多种零件,通过连接轴相连,转轴弯曲会造成连接器的压力过大。造成连接器的断裂,让机械零件失控,击穿缸体。对设备造成巨大得损坏。同时连接处安装不当,轴瓦安装顺序错误会导致各个零件的中线不再统一线,逐渐造成振动现象,为设备的安全提供相应的隐患。
(3)支撑松动。支撑松动是造成振动的一个主要原因之一,如果设备系统的固定不牢,或者链接处老化,就会造成设备机体晃动,对连接处产生研磨现象,逐渐的丧失稳定固定的能力,同时在设备会因为惯性问题,造成很多零件过负荷,造成使用寿命下降,间隙逐渐加大。另外润滑不良意识机械振动的问题之一,油膜形成的不完全,产生边缘摩擦,导致结构出现问题,出现一侧多磨。然后在设备的连接处逐渐出现不均匀的间隙,使机件之间出现一定的角度。引起相应的转动装置故障。
2.2 振动故障分析步骤
机器故障的类型、所在的位置、表现形式、发展趋势,需要通过分析所才起的振动数据,进行判断。各个机器所关注的振动参数各不相同,同类机器在不同的工况下其振动呈现的形式也不同。转动设备的振动分析,一般有以下几个步骤组成:
第一,了解并掌握机器的性能和结构,后通过波形图对波形的整体发展与变化进行观察。机器工作原理,转动部件具有的功能及其在整体运行过程当中的作用,转动部件之间的联系等各种参数;机器运行的情况,如启动与停车情况、载荷变化、进料情况、润滑情况等;机器使用寿命与维修情况,例如上次发生故障的时间和类型等,都需要进行了解掌握。在此基础上,通过观察波形图中有明显突变与不合常规之处,初步的估计故障产生的原因。
第二,重点观察三个变化,从而综合故障的特征,提出解决方案。注意启动与停车过程当中的转速变化引发的振动量变化,搜罗故障信息;进行频谱分析,观察频率成分与各成分相位的变化,将一些故障排除或将故障适度的集中;观察轴心轨迹形状,如发生故障,近似椭圆形的轴心轨迹形状会发生改变。
结束语
在石油化工转动设备中,因为其工作性质,所以设备的老化较为严重,发生振动的现象较为常见,所以要做到良好的日常维护,检查转子的弯曲程度,12道以上就需要更换。控制好零件之间的间隙,然后对固定装置进行加固,另外选用良好的润滑油,让其形成全面的油膜,减少边缘摩擦。注意轴瓦的安装,轴瓦是存在方向的,所以一定要正确安装否则就会形成较大的振动,导致连接断开,对设备造成破坏。
参考文献
[1]编友.“АИ-24发动机振动故障研究成果获国家科技进步一等奖”[J].振动工程学报,1989(2).
[2]冯仁贵.船用机械的振动故障及其措施[J].噪声与振动控制,1984(6).
[3]刘洋,杨雪飞.轧钢机械振动故障的诊断[J].科技与企业,2014(2).
关键词:石油化工;转动设备;振动故障
振动是接卸在平衡点上的反复运动造成的,机械设备的振动几乎不可避免,但是运行约稳定的机械振动越小。同时振动越小,能量转换的形式就越高,所以控制振动是增加能量传动效率的一个重要方式。
1 振动分析
1.1 机械振动的原因分析
机械振动是因为物体在运行中存在间隙,物体在间隙同晃动产生相应的振动,是一种在相对平衡点的位置偏移。机械中因为减小摩擦力说以在物体这件的接触面上一定存在间隙,同时设备控制间隙的要求不同,间隙越小振动也就越小,同时功的传递效率也越高。但是间隙增加,就会产生剧烈的振动,力在的作用方向上不再统一平面,物体其他方向作用,不仅加速了零件的磨损也减少了功的传递。振动的频率和和机械运动的频率是相同的,但是机械的振动不只有一个。所以在机械振动中,机械会逐渐形成一种共振的现象。共振会增加对机械连接处的冲击力,对机械的寿命产生重大的影响。
1.2 振动的分析
对振动的分析采集上,需要对振动的信号进行采集,然后对杂音进行过滤,筛选有效的信号,然后对信号进行放大。将无用的干扰信号排除。然后将振动信号放在示波器上显示,记录相应的信号波形。将振动的波形进行描述,判断故障的位置,快速解除故障。需要采用的技术和设备包括示波器,波段打印机,频域变换处理器。
1.2.1 时域分析法
作为信息分析最基本的一个方法,时域分析指的是从时间域上进行信号分析,从而获得信号原始波形,有直观与易于理解等等特点。时域波的显示信号随着时间幅值波形,波图上显示信号在各时间的幅值大小。可看出在整个时间历程当中信号的极大值、极小值、最小值、最大值及其位置,并可进行计算,获得信号的均方根值或者有效值,便于初步判断设备异常与否,异常的大概位置。同时,还可以对多个信号进行有效值或者最大值等等参数进行比较,从而判断设备的振动等超标与否,超标的方向。
1.2.2 自谱傅里叶分析
在许多领域,傅里叶分析都是十分普遍也较重要的分析工具,主要为傅叶里级数及变换。这一分析法,即是对一个信号的频谱进行分析,包括幅值谱(RMS)、幅值谱(PEAK)、功率谱密度和功率谱等等。其中,RMS反映的是各个谐波分量有效的幅值,PEAK反映的是频域当中各个谐波分量单峰幅值,功率谱密度反映的是各个谐波分量能量的分布情况。
2 转动设备常见的振动故障分析
2.1 转动设备常见的振动故障类型
振动是转动设备的一个不可避免的故障之一,振动信号的频率、声响、幅度等都存在着很多差异,因此掌握常见的振动故障机理能帮助我们分析故障的位置,以及因为什么原因导致的故障。常见的故障类型包括:
(1)零件出现失衡,或者出现弯曲。作为转动设备,零件出现失衡是弯曲是振动常见的一种原因。因为零件失衡火弯曲导致,传递过程中受力不均衡造成左右的晃动,同时对输出的动力也是一种较大的影响,输出的动力不稳定,造成转动设备效率下降。这主要是由转子设计上出现质量不平衡或者安装方式不正确导致的。在设备转动中转子会产生较大的离心力。离心力的向一侧偏移就会造成设备运行出现问题,造成振动。在设备的使用中,每一种情况都可能引发强烈的振动,导致自动的阻尼较大,无法启动,或者造成转子轴的弯曲等,所以在偏心能量不均衡。
(2)大型设备存在多种零件,通过连接轴相连,转轴弯曲会造成连接器的压力过大。造成连接器的断裂,让机械零件失控,击穿缸体。对设备造成巨大得损坏。同时连接处安装不当,轴瓦安装顺序错误会导致各个零件的中线不再统一线,逐渐造成振动现象,为设备的安全提供相应的隐患。
(3)支撑松动。支撑松动是造成振动的一个主要原因之一,如果设备系统的固定不牢,或者链接处老化,就会造成设备机体晃动,对连接处产生研磨现象,逐渐的丧失稳定固定的能力,同时在设备会因为惯性问题,造成很多零件过负荷,造成使用寿命下降,间隙逐渐加大。另外润滑不良意识机械振动的问题之一,油膜形成的不完全,产生边缘摩擦,导致结构出现问题,出现一侧多磨。然后在设备的连接处逐渐出现不均匀的间隙,使机件之间出现一定的角度。引起相应的转动装置故障。
2.2 振动故障分析步骤
机器故障的类型、所在的位置、表现形式、发展趋势,需要通过分析所才起的振动数据,进行判断。各个机器所关注的振动参数各不相同,同类机器在不同的工况下其振动呈现的形式也不同。转动设备的振动分析,一般有以下几个步骤组成:
第一,了解并掌握机器的性能和结构,后通过波形图对波形的整体发展与变化进行观察。机器工作原理,转动部件具有的功能及其在整体运行过程当中的作用,转动部件之间的联系等各种参数;机器运行的情况,如启动与停车情况、载荷变化、进料情况、润滑情况等;机器使用寿命与维修情况,例如上次发生故障的时间和类型等,都需要进行了解掌握。在此基础上,通过观察波形图中有明显突变与不合常规之处,初步的估计故障产生的原因。
第二,重点观察三个变化,从而综合故障的特征,提出解决方案。注意启动与停车过程当中的转速变化引发的振动量变化,搜罗故障信息;进行频谱分析,观察频率成分与各成分相位的变化,将一些故障排除或将故障适度的集中;观察轴心轨迹形状,如发生故障,近似椭圆形的轴心轨迹形状会发生改变。
结束语
在石油化工转动设备中,因为其工作性质,所以设备的老化较为严重,发生振动的现象较为常见,所以要做到良好的日常维护,检查转子的弯曲程度,12道以上就需要更换。控制好零件之间的间隙,然后对固定装置进行加固,另外选用良好的润滑油,让其形成全面的油膜,减少边缘摩擦。注意轴瓦的安装,轴瓦是存在方向的,所以一定要正确安装否则就会形成较大的振动,导致连接断开,对设备造成破坏。
参考文献
[1]编友.“АИ-24发动机振动故障研究成果获国家科技进步一等奖”[J].振动工程学报,1989(2).
[2]冯仁贵.船用机械的振动故障及其措施[J].噪声与振动控制,1984(6).
[3]刘洋,杨雪飞.轧钢机械振动故障的诊断[J].科技与企业,2014(2).