水環(huán)式真空泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測方法的應(yīng)用研究

　　1、真空泵常見故障

　　

　　1.1轉(zhuǎn)子不平衡

　　

　　(1)振動頻率單一，振動方向以徑向為主在工頻(亦稱轉(zhuǎn)頻)(1x)處有一z*大峰值;

　　

　　(2)在一階臨界轉(zhuǎn)速內(nèi)振幅隨轉(zhuǎn)速的升高而增大;

　　

　　(3)譜圖中一般不含工頻(1X)的高次諧波(2x、3X……)，因為不平衡的振動方向主要在徑向，一般在軸向譜圖上無多大峰值。不平衡和軸彎曲在1x處都會產(chǎn)生大的峰值，但不平衡引起的振動主要在徑向，而軸彎曲會在軸向引起大的干擾力。只有全面考慮設(shè)備運(yùn)行情況，才不會誤診。

　　

　　1.2軸不對中及軸彎曲

　　

　　軸不對中有兩種：平行不對中和角度不對中。平行不對中產(chǎn)生的徑向振動比較突出，角度不對中產(chǎn)生的軸向振動更突出，兩者在機(jī)器端部或聯(lián)軸器兩邊都有180。的相位差。

　　

　　不對中振動的特點：

　　

　　(1)2x處有大的能量分布;(2)隨著不對中程度的增加，產(chǎn)生很大的軸向振動分量;(3)在聯(lián)軸器的兩邊振動的相位關(guān)系是180°+30°;(4)在2)進(jìn)的幅值大于1x處的50%時意味不對中程度已加劇。

　　

　　1.3機(jī)械松動

　　

　　即使裝配再好的機(jī)器運(yùn)行一段時間后也會產(chǎn)生松動。引起松動的常見原因是：螺母松動、螺栓斷裂、軸徑磨損、甚至裝配了不合格零件。

　　

　　具有松動故障的典型頻譜特征是以工頻為基頻的各次諧波，并在譜圖中?？吹?0X。國外有人認(rèn)為，若3X處峰值z*大，是軸和軸承間有松動，若4x處有峰值，表明軸承本身、松動。

　　

　　1.4滾動軸承故障

　　

　　(1)軸承部件缺陷(內(nèi)圈，滾動體剝落，滾道剝落等)特點：軸承缺陷頻率和諧波成分豐富，時域波形有沖擊，存在軸承內(nèi)環(huán)特征頻率，存在軸承外環(huán)特征頻率，邊帶成分較明顯或突出。

　　

　　(2)軸承間隙不當(dāng)特點：振動分量1X，2X，3X占主導(dǎo)地位，1X-8x諧波成分豐富，軸承溫度偏高，存在明顯的(0.4-9)X范圍的頻率值。軸承新近調(diào)整安裝，存在軸承外環(huán)特征頻率。

　　

　　(3)軸承磨損特點：軸承缺陷頻率和諧波成分豐富，存在較寬的隨機(jī)高頻振動帶，邊帶成分較明顯或突出，軸承溫度偏高。

　　

　　2、真空泵在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　

　　2.1監(jiān)測測點選擇。由于傳動方式為皮帶傳動，振動檢測主要放在傳動側(cè)和非傳動側(cè)的軸承振動，具體測點選擇：傳動側(cè)圓柱滾子軸承水平振動、垂直振動;非傳動側(cè)圓柱滾子軸承水平振動、垂直振動;傳動側(cè)圓柱滾子軸承溫度;非傳動側(cè)圓柱滾子軸承溫度;傳動軸的軸向位移。如圖所示。

　　

　　2.2系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。基于系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及可擴(kuò)展性的要求和先進(jìn)、實用的原則，其總體結(jié)構(gòu)圖如圖。

　　

　　3、真空泵在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用

　　

　　從連續(xù)三個多月實測記錄的振動信號看，由于該真空泵為新購置泵，葉輪、泵體、主軸為不銹鋼材料，使用優(yōu)質(zhì)軸承，潤滑良好，表現(xiàn)為振動值在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，只是在起車和停車過程中某一轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)較大的振動，振動值超過振動標(biāo)準(zhǔn)，原因是轉(zhuǎn)子經(jīng)過臨界轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生較大的共振。

　　

　　其它捕捉到的異常振動波形，是正常運(yùn)行時出現(xiàn)的振動：真空泵傳動側(cè)軸承的垂直與水平振動，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非傳動側(cè)的振動;約為2-3倍，并且真空泵主軸產(chǎn)生0.105mm的軸向竄動。兩次振動大的階段累積時間接近5分鐘，這對真空泵的正常運(yùn)行是十分有害的?，F(xiàn)場緊急停車仔細(xì)檢查真空泵發(fā)現(xiàn)，電動機(jī)地腳螺絲松動使電機(jī)輸出軸與真空泵主軸不平行，帶傳動不平穩(wěn)，真空泵產(chǎn)生較大振動，經(jīng)過處理故障得以排除。

　　

　　在振動監(jiān)測中，因所監(jiān)測的真空泵是新安裝的，泵體材質(zhì)為不銹鋼，在幾個月的時間里不會形成葉片結(jié)垢、腐蝕等問題，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)出廠時經(jīng)過嚴(yán)格的動平衡，正常運(yùn)行中振動值較小，在安全范圍中，表明真空泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)沒有質(zhì)量偏心、質(zhì)量缺損、軸彎曲等機(jī)械故障，并且軸承也工作正常。

　　

　　4、結(jié)論

　　

　　實踐證明振動信號分析方法為真空泵安全平穩(wěn)生產(chǎn)提供了保證。真空泵狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對于監(jiān)測真空泵運(yùn)行狀態(tài)、記錄歷史運(yùn)行情況，及時發(fā)現(xiàn)故障，保證設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行具有重要作用。