矿用旋转机械两类故障的诊断与振动机理分析.doc

矿用旋转机械两类故障的诊断与振动机理分析.doc:..矿用旋转机械两类故障的诊断与振动机理分析摘要:酋次将机械精密故障诊断技术应川于国内煤炭行业。指出矿川旋转机械常见故障主要为基础弱和轴系不対中,并对此两类故障机理进行了深入的阐述。实践证明,该精密故障诊断技术口J以有效地诊断出矿用旋转机械的常见故障隐患。关键词:振动机理;旋转机械;基础弱;不对中;精密故障诊断中图分类号::B 文章编号:0253-2336(2006)07-0056-04AnalysisondiagnosisandvibrationmechanismoftwokindfailuresforminerotarymachineryWANGZhan-hongl,ZHENGJi-guangl,XUANLiang-zhu2(,Xi'anJiaotongUniversity,Xilan/710049China;,pany,ShenhuaGroup,Shenmu719315,China)对现场机械设备进行故障诊断,口前较成熟的手段是振动分析,即通过采集设备运行时的振动信号,经FFT等信号处理后,再从时、频、幅、相域进行综合分析比较,得出故障部位和原因。现场采集的人量信号频谱图显示,多是以工频为主,其次是工频和2倍频共存现象。经过实践证明,出现这种频谱是由于设备基础弱和轴系间不对屮所至,这在以前(没有使丿IJ精密诊断之前)是不容易识别的故障。木文对矿用旋转机械这两类常见但乂容易被忽视的故障机理进行阐述,对整个楮密诊断系统进行简单介绍,并结合工程实例对两类故障进行分析诊断。,基础弱是指该基础的刚度不足。基础弱的设备其振动频谱一般仅出现工频(设备的工作频率)。这是因为,从振动机理分析,任何转子系统总会有少量的质量不平衡,该不平衡会引起振动,基础刚度不足只是加剧了该不平衡所引起的振动幅度,而其本身并不会引起任何振动。转子系统简单力学模型如图1所示。整个系统可简化为质量为M的柱状转子放在无质量的弹性转轴上,转轴中心为0,转子儿何屮心为O,不平衡质量为m,集中于P点,偏心距为e=PO',由于转子质量使转轴弯曲变形产生的扰度为r=00(,C为系统阻尼系数,K为支承刚度系数。当转子旋转时产生离心力F=meu>2分别为:Ft=meu)2(a)t-90°). =meoi'sin31由于此离心力的作川,使由转子和整个支承组成的系统发生强迫振动。其在水平和垂直方向的振动微分方程分别为:Mx+C,x+KjX=me(o2sin(-90°)水平My+C2y+K2y=mea/^sin 垂氏式中,X,y分别为水平和垂直方向的振动位移,Cl,C2分别为水平、垂直方向阻尼系数,K1,K2分别为水平、垂直方向刚度系数。以上两式的特解分别为:x= (少■ +90°)y-人尹in( -<f>): 丿+(g/My(1)(2)⑶ 丿(K/M- +(aC/M),从式⑴、(2)可以看出,振动频率为工频(u)/2ti)。从振幅的表达式(3)、(4)可以看出,支承刚度K