機電設備安裝問(wèn)題分析及處理論文

　　摘要：機電設備安裝后調試過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)超標，對施工進(jìn)度產(chǎn)生嚴重滯后，處理不好振動(dòng)問(wèn)題，設備運行壽命將受到影響。臥式泵主要由電機、聯(lián)軸器、泵體等組成�，F場(chǎng)運用機電設備振動(dòng)分析理論，通過(guò)提高安裝精度，處理振動(dòng)超差問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：振動(dòng)分析理論；振動(dòng)標準；壓縮機；電機

　　1引言

　　通用機電設備中，泵、風(fēng)機、壓縮機、電機等使用較多，且安裝后調試過(guò)程中，振動(dòng)問(wèn)題在故障中占較大比重，對施工進(jìn)度產(chǎn)生嚴重滯后，處理不好振動(dòng)問(wèn)題，設備運行壽命將受到影響。振動(dòng)反映設備的運行狀況，設備正常運行時(shí)，振動(dòng)數值和振動(dòng)變化值較��；當振動(dòng)數值增大時(shí)，說(shuō)明設備出現一定程度異常。振動(dòng)是機電設備安全運行評估重要指標，是影響設備安全、穩定運行重要因素[1]。文章主要對壓縮機、泵、電機等機電設備振動(dòng)超差問(wèn)題進(jìn)行分析，運用設備故障診斷技術(shù)，處理機電設備安裝后振動(dòng)超差故障，并對相關(guān)處理過(guò)程、方法進(jìn)行總結，以期找到類(lèi)似設備，現場(chǎng)調試過(guò)程中，振動(dòng)問(wèn)題處理的有效方法。

　　2機電設備振動(dòng)分析理論及標準

　　機械振動(dòng)是指物體圍繞其平衡位置作往復交替的運動(dòng)。機械振動(dòng)的來(lái)源主要由機器零件制造公差、組裝間隙、零件間摩擦、旋轉不平衡等造成。振動(dòng)按產(chǎn)生原因分為自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)、自激振動(dòng)，機械故障產(chǎn)生的振動(dòng)，多屬于受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。振動(dòng)按振動(dòng)頻分為高頻振動(dòng)、中頻振動(dòng)、低頻振動(dòng)，它是設備診斷中重要概念，是設備振動(dòng)分析的重要工具。常用振動(dòng)測量參數有速度、位移、加速度，國際上振動(dòng)速度是常用分析診斷參數，振動(dòng)速度單位：mm/s；位移單位：μm；加速度單位：m/s2[2]。機電設備是由多個(gè)部件裝配組成的振動(dòng)系統，當系統以某階振型振動(dòng)時(shí)，稱(chēng)為某階主振動(dòng)。它由多個(gè)零部件振動(dòng)疊加而成，與設備整體質(zhì)量和剛度有關(guān)，質(zhì)量增大或剛度減小頻率降低，反之增高�？赏ㄟ^(guò)改變設備零部件質(zhì)量、配合尺寸，系統剛度來(lái)調整設備主振動(dòng)，避免共振和設備振動(dòng)超標等問(wèn)題。機電設備中與轉速相等的頻率用1X表示，稱(chēng)為工頻或基頻（固有頻率），用傅立葉變換進(jìn)行振動(dòng)頻譜分析，得到不等的工頻成分，用以不同故障分析。例如，熱變形、不平衡、共振、剛度不足、摩擦等故障的特征頻率都是工頻，對故障性質(zhì)作一個(gè)初步、定性判斷。機電設備振動(dòng)標準值，參考國標GB11347.1-89，即大型旋轉機械振動(dòng)烈度評定等級，根據標準，對測量點(diǎn)三個(gè)垂直方向進(jìn)行測量，有一個(gè)超過(guò)標準規定值，即判斷設備不合格，普通機電旋轉設備試車(chē)時(shí)，振動(dòng)速度值一般控制在7.1mm/s以?xún)�，重要設備振動(dòng)速度值控制在2.8mm/s以?xún)�。機電設備振動(dòng)數值，是檢查考核機電設備設計水平、制造、安裝、檢修質(zhì)量，保障設備安全運行的重要指標[3]。

　　3振動(dòng)超差分析

　　機電設備現場(chǎng)調試過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)超差，通常運用設備故障診斷技，對現場(chǎng)調試過(guò)程中收集的數據進(jìn)行分析，如振動(dòng)頻率、振動(dòng)形態(tài)、振動(dòng)相位及方向等，初步判斷振動(dòng)超差原因，然后采取驗證措施，一步一步解決振動(dòng)問(wèn)題。3.1振動(dòng)頻率分析。不同振動(dòng)特征對應不同的頻率，引起振動(dòng)超差問(wèn)題原因有不平衡、不對中、軸彎曲、軸承座剛性差、軸的異形、基礎剛度不足、承壓差、油膜渦動(dòng)、電動(dòng)機電氣部件異常等，對應振動(dòng)頻率為工頻，數值在幾百赫茲以下，滾動(dòng)軸承如有劃痕、潤滑不良、灰塵，振動(dòng)頻率會(huì )有數萬(wàn)赫茲以上。轉子不平衡、軸線(xiàn)不對中、轉子偏心、機械松動(dòng)等缺陷，會(huì )使振動(dòng)速度頻普有高于工頻值2X的振動(dòng)頻率分量。振動(dòng)速度近似一條正弦曲線(xiàn)，就不存在突變情況，不會(huì )有沖擊、碰撞摩擦因素的存在[1]。某冷水機組主要由電機、壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器等組成，設備重量9.3t，制冷功率1120kW，單臺電機功率160kW。試車(chē)過(guò)程中振動(dòng)超差，經(jīng)檢查設備安裝及外接管路附件安裝，未發(fā)現問(wèn)題，后經(jīng)反復試車(chē)，分析振動(dòng)頻譜，發(fā)現電機轉子存在不平衡、軸線(xiàn)不對中情況，逐步檢查發(fā)現電機風(fēng)扇，存在動(dòng)不平衡，通過(guò)對稱(chēng)去料法配平衡，最終調試成功。3.2振動(dòng)形態(tài)分析。設備轉速下降過(guò)程中振動(dòng)數值保持恒定時(shí)，屬于自激振動(dòng)，如油膜振蕩；當振動(dòng)數值很快衰減到一定振幅時(shí)，屬于共振現象；當振動(dòng)數值按照一定比例衰減時(shí)，屬于強制振動(dòng)，如存在設備部件不平衡。某臺臥式泵，額定功率7.5kW，首次啟動(dòng)試車(chē)振動(dòng)超差，經(jīng)多次檢查聯(lián)軸器對中數據，未發(fā)現問(wèn)題。調試過(guò)程中發(fā)現電機停轉過(guò)程中振動(dòng)數值按比例階梯下降，松開(kāi)泵地腳緊固螺栓，發(fā)現泵體被管道垂直拉高2mm，設備安裝存在應力，使泵強制振動(dòng)。松開(kāi)泵出口法蘭，調整管路支架，消除應力，再次啟動(dòng)泵，振動(dòng)合格。3.3振動(dòng)相位分析。按照同一頻率的振動(dòng)相位差，檢查相互間做怎樣的相對運動(dòng)及趨勢，從而采取加固措施。某立式泵由電機、聯(lián)軸器、泵等組成，電機采用外接冷卻水冷卻方式進(jìn)行冷卻，軸功率355kW，電機首次空載啟動(dòng)振動(dòng)超差，通過(guò)振動(dòng)相位分析，電機冷卻水接管水平方向振動(dòng)最大，在此方向采取加固措施，對管道增加管夾加固，解決振動(dòng)超差問(wèn)題。3.4振動(dòng)方向分析。電機轉子不平衡，易發(fā)生徑向振動(dòng)大，對中不良易發(fā)生軸向振動(dòng)大特點(diǎn)。某臥式泵由電機、變速箱、聯(lián)軸器、泵組成，軸功率300kW。泵調試過(guò)程中，多次運行后出現振動(dòng)超差，為泵體驅動(dòng)端軸向振動(dòng)大，松開(kāi)聯(lián)軸器檢查，發(fā)現電機與變速箱、變速箱與泵之間聯(lián)軸器對中數據產(chǎn)生偏差，對中不滿(mǎn)足技術(shù)手冊要求，重新將聯(lián)軸器對中，重新啟泵，振動(dòng)滿(mǎn)足要求。

　　4振動(dòng)超差問(wèn)題處理

　　某相同兩臺立式泵，主要由電機、電機底座（圓板、方板、墊圈組成）、聯(lián)軸器、泵體、泵體支撐環(huán)、泵體套筒等組成。為進(jìn)口設備，軸功率392kW，泵體全長(cháng)7.2m，單級離心水泵，電機采用外接冷卻水進(jìn)行冷卻，電機電壓6.6kV。小流量試驗，泵及電機振動(dòng)速度極限值要求不超過(guò)2.8mm/s。一號泵電機首次空載試車(chē)，振動(dòng)超差，振動(dòng)速度值最大5mm/s，通過(guò)振動(dòng)頻譜分析，振動(dòng)主要集中在1X工頻，還有4X頻率的振動(dòng)分量，排除安注泵電機軸承故障，轉子不平衡、不對中、轉子偏心等問(wèn)題，可能有共振和機械松動(dòng)等問(wèn)題。經(jīng)檢查，發(fā)現電機安裝存在虛角，通過(guò)增加不銹鋼墊片調整配合平面度，電機底座更換為多倫墊圈，此墊圈能有效吸收振動(dòng)，補償電機安裝產(chǎn)生的平面度誤差，厚度由2mm增大到3mm，再次空載試車(chē)，振動(dòng)數值最大2.4mm/s，滿(mǎn)足要求。二號泵電機空載試車(chē)，根據振動(dòng)圖譜和前期相關(guān)設備施工經(jīng)驗分析，安噴泵振動(dòng)超標主要由共振和機械松動(dòng)、剛度不足等原因造成，電機設備冷卻水方向振動(dòng)最大，有相對運動(dòng)趨勢�，F場(chǎng)對二號泵重新進(jìn)行安裝調整，發(fā)現電機基礎板變形量，高差0.39mm，平面度超差較大，剛度不足問(wèn)題�，F場(chǎng)無(wú)法通過(guò)研磨方式處理平面度偏差，最后采取便攜式法蘭端面加工機床，現場(chǎng)機械加工處理，處理后平面度偏差最大0.02mm。試車(chē)后振動(dòng)依舊超差，又通過(guò)對振動(dòng)相位分析，在電機設冷水接口管道處增加臨時(shí)支吊架，電機空載試車(chē)，振動(dòng)最大2.8mm/s，符合要求。通過(guò)上述分析可以看出，振動(dòng)問(wèn)題處理是十分復雜的過(guò)程，要有分析理論支持，有的放矢的進(jìn)行驗證，從簡(jiǎn)單到復雜，從現場(chǎng)安裝原因查找，再到設備制造原因查找；其次要有相關(guān)設備問(wèn)題處理施工經(jīng)驗，防止衍生故障發(fā)生，造成越處理越復雜局面；最后充分利用現場(chǎng)測量數據、施工記錄、廠(chǎng)家出廠(chǎng)制造資料、調試記錄等，結合施工經(jīng)驗，仔細研究分析，制定詳細驗證方案，一步步排查、驗證，處理振動(dòng)超標問(wèn)題。

　　5結論

　　通過(guò)運用設備故障診斷技術(shù)，處理機電設備安裝后調試過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)超差，現場(chǎng)主要從提高安裝質(zhì)量，調整零部件配合精度，增強設備剛度幾個(gè)方面入手，主要措施：①加強到貨檢驗測量，安裝配合表面水平度、平面度檢驗時(shí)需復測，發(fā)現偏差，及時(shí)處理；②設備安裝后出現配合表面平面度偏差，偏差小的研磨處理，偏差大的機加工處理，保證配合面非線(xiàn)接觸，滿(mǎn)足75%以上接觸面積，保證連接剛度，提高安裝質(zhì)量和精度；③聯(lián)軸器對中精度越高越好，防止軸系不平衡誘發(fā)設備振動(dòng)超標；④設備振動(dòng)數值偏大方向，嘗試增加支架，增大螺栓把緊力矩，增大設備基礎尺寸等，提高設備剛度；⑤排除電氣、電機冷卻水流量和溫度、設備安裝衍生故障等原因引起的振動(dòng)問(wèn)題。

　　參考文獻：

　　[1]楊建剛.旋轉機械振動(dòng)分析與工程應用[M].北京:中國電力出版社,2007.

　　[2]旋轉機械轉軸徑向振動(dòng)的測量和評定[S].GB/T11348.2-2007.

　　[3]杜極生.軸系扭轉振動(dòng)的試驗監測和儀器[M].南京:東南大學(xué)出版社,1994.

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