軸系類設備不對中故障詳解

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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