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啤嶺機電設備(上海)有限公司

軸系類設備不對中故障詳解

2025-09-24

NO.1 平行不對中

平行不對中是指兩軸的軸線平行,但不相交,平行不對中會在每個軸的耦合端產生剪切和彎曲力矩。

頻譜圖

特征:

徑向2X波峰,徑向1X低幅波峰(垂直或水平方向上);

如果不對中軸的中心線平行但不共線,這樣的不對中稱為平行不對中(或相離不對中);

平行不對中在各個軸的聯結端產生剪切應力和彎曲變形;

聯軸器兩端的軸承,會在徑向(垂直和水平方向)上產生高強度的1X和 2X振動。在多數情況下,2X處的幅度要高于1X;

對于單純的平行不對中,軸向上1X和2X處的振幅都很小;

沿聯軸器檢測到振動在軸向和徑向上異相,且軸向上的相位差為180°。

NO.2 角度不對中

不對中的兩個軸相交于一點但相互不平行,這種不對中稱為角度不對中。

頻譜圖

特征:

徑向1X波峰,軸向2X低幅波峰,徑向1X低幅波峰;

不對中的兩個軸相交于一點但互相不平衡,這樣的不對中稱為軸線角度不對中。軸線角度不對中會在軸上產生一個彎曲作用,在頻譜上顯示為高強度的1X振動和在兩端的軸承上的少量軸向2X振動。還會有相當強的徑向(水平和垂直方向上)1X和2X振動,但是這些振動頻譜都是相同的;

振動在軸向上相位差為180°,而徑向上同相。

診斷實例

某廠一臺透平壓縮機組整體布置如下圖所示。機組年度檢修時,除正常檢查、調整工作外,還更換了連接壓縮機高壓缸和低壓缸之間的聯軸器的連接螺栓,對軸系的轉子對中情況進行了調整。

機組布置示意圖

啟動機組時,透平和壓縮機低壓缸運行正常,而壓縮機高壓缸振動較大,但在允許范圍內。機組運行一周后壓縮機高壓缸振動突然加劇,測點4、5的徑向振動增大,其中測點5振動值增加兩倍,測點6的軸向振動加大,透平和壓縮機低壓缸的振動無明顯變化。機組運行兩周后,高壓缸測點5的振動值又突然增加一倍,超過設計允許值,危及生產。如下圖:

異常振動特征

主要振動特征:

連接壓縮機高、低壓缸之間的聯軸器兩端振動較大;

測點5的振動波形畸變為基頻與倍頻的疊加波,頻譜中2X頻諧波具有較大峰值;

軸心軌跡為雙橢圓復合軌跡;

軸向振動較大。

診斷意見:

壓縮機高低壓缸間轉子對中不良,聯軸器發生故障,必須緊急停機檢修。

生產驗證:

檢修人員根據診斷結論,重點對機組聯軸器局部解體檢查發現,連接壓縮機高壓缸與低壓缸之間的聯軸器(半剛性聯軸器)固定法蘭與內齒套的連接螺栓已斷掉三只。復查轉子對中情況,發現對中嚴重超差。同時發現由于連接螺栓的機械加工和熱處理工藝不符合要求,且熱處理后未進行正火處理,螺栓在拉應力作用下脆性斷裂。根據診斷意見及分析檢查結果,重新對中找正高壓缸轉子,并換上符合技術要求的連接螺栓,重新啟動后機組運行正常,避免了一次惡性事故。

來源:檢修圈

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