Меню сайта

http://beclinics.ru/ лечение акне в москве цены и отзывы о лечении акне.
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Практическая вибродиагностика и монтиторинг

Разьединение (ослабление) посадки деталей ротора.

Разъединение (ослабление) посадки деталей, например, железа ротора, более часто встречается при работе электрической машины под нагрузкой, когда расширение пакета железа ротора происходит от выделенных в роторе тепловых потерь. Другая возможность — нерасчетное (недостаточное) охлаждение деталей ротора (массивных дисков). Обе эти причины за счет изгибов ротора и перекосов приводят к статической и моментной неуравновешенности ротора. Характерной чертой этих дефектов является циклическое изменение во времени амплитуды и/или фазы вибрации на частоте вращения ротора при неизменном режиме работы агрегата — постоянной нагрузке, давлении, температуре и др.

Нарастание прогиба сопровождается увеличением вибрации, пока центробежные силы

В качестве примера можно привести встречающееся непрерывное перемещение пакета железа относительно вала электродвигателя. Ослабление посадки железа ротора под действием центробежных сил и теплового расширения пакета при его ориентации относительно вала приводит к тому, что вал изгибается в направлении смещения пакета. Такой изгиб обусловлен тем, что участок вала, контактирующий с пакетом имеет более высокую температуру, чем его противоположная сторона.

не переориентируют его на полную величину зазора, образовавшегося в результате освобождения посадки. Затем происходит выравнивание и нарастание в противоположную сторону, т.е. временное уменьшение вибрации и последующее нарастание с периодичностью в несколько часов. При переориентировании прогиба ротора и смещении пакета в противоположном направлении фаза вибрации на частоте вращения ротора меняется соответственно на 180 градусов. Величины прогиба ротора и зазора могут быть сравнительно невелики, однако этого достаточно для возникновения значительной тепловой несимметрии ротора.

, и соответствующие им максимумы амплитуды, точки 1 и 2 на кривой амплитуды, график А. Отсутствию теплового прогиба соответствует точка 3 с локальным минимумом амплитуды и промежуточным значением фазы.

— вектора вибрации на частоте вращения ротора, которым

— вектор начальной механической неуравновешенности,

заканчивается в

.В промежуточных положениях величина теплового прогиба

ротора и тепловых векторов меняется от нуля до максимума.

Изменение фазы вибрации на частоте вращения ротора не всегда сопровождается существенным изменением амплитуды вибрации. Иллюстрацией этому служит случай, связанный с нарушением горячей посадки облопаченного массивного диска газовой турбины, возникавшим в процессе эксплуатации вследствие нерасчетной температуры при нарушении охлаждения.

На рис. 5 —15 приведена динамика изменения амплитуды и фазы вибрации газовой турбины на частоте вращения ротора, полученные в процессе испытаний агрегата.

В продолжение примерно 10... 15 минут после пуска агрегата амплитуда и фаза вибрации практически не изменялись. Этому периоду соответствует отрезок АВ на графиках амплитуды и фазы вибрации.

Далее, по мере развития теплового дисбаланса и нарушения посадки диска, амплитуда вибрации значительно возрастает (отрезок ВС) примерно в продолжение 50...60 мин, фаза вибрации при этом изменяется в пределах 30°, что говорит о развитии изгиба ротора примерно в одном направлении.

длительностью примерно по 65...70 мин каждый.

Эти же данные, воспроизводящие полный цикл переориентации теплового дисбаланса ротора, представленные в полярной системе координат приведены на рис. 5— 16. Отрезок АВ сливается в точку. Далее вибрация возрастает за счет роста теплового дисбаланса (отрезок ВС). После того, как дисбаланс достигает максимального значения (посадка диска нарушена), он постепенно переориентиру ется против часовой стрелки относительно неподвижного поперечного сечения ротора. Таким образом тепловой вектор вращается против часовой стрелки относительно точки А , отстоящей относительно начала координат на 11... 13 мкм, соответствующей механической неуравновешенности ротора.

Задевания.

Задевания, особенно в уплотнениях, одна из распространенных причин теплового изгиба ротора. Основные причины, приводящие к задеваниям, связаны с недостаточными радиальными зазорами, плохой центровкой уплотнительных колец, расцентровкой уплотнений при тепловых деформациях статорных узлов, большим начальным эксцентриситетом ротора, интенсивной (особенно низкочастотной) вибрацией статора или ротора, превышающей зазор в уплотнениях и др. Во многих случаях первоначальный тепловой прогиб вызывает усиление задеваний и повышение тепловыделения в местах контакта вследствие сухого трения.

При этом возникающие в момент задевания ударные импульсы во многих случаях достаточно хорошо заметны на временных реализациях вибросигнала. Наложенные на кривую вибрации, они следуют с временным интервалом , соответствующим одному обороту ротора.

На рис. 5 —17 приведена траектория движения шейки вала в подшипнике скольжения при задеваниях вращающейся детали о неподвижный элемент статора. Появление на кривой движения ротора "пятен" и "всплесков" (один из таких элементов на графике помечен стрелкой) встречается весьма часто, хотя их вид в значительной мере зависит от характера задеваний.

На рис. 5—18 приведена схема валопровода насосного агрегата с асинхроным электродвигателем, на которой стрелкой помечена плоскость задеваний детали ротора о неподвижный элемент статора, и гармонический состав вибрации опор на частоте вращения ротора (график помечен индексом Гг ), ее второй и третьей гармониках (2ГГ, ЗГГ) в полосе частот с граничными 4 и 12 гармониками (4— 12ГГ). Диагностические признаки неуравновешенности ротора налицо.


Рис. 5 —19 приведены форма и спектр сигнала вибрации задней подшипниковой опоры электродвигателя в горизонтально — поперечном направлении. Хорошо заметны ударные импульсы, возникающие вследствие задеваний, наложенные на практически синусоидальную кривую вибрации и следующие с временным интервалом , соответствующим одному обороту. Один из импульсов помечен стрелкой. Следует отметить, что возбуждающаяся в момент задевания широкополосная случайная вибрация не проявилась в виде сколько-нибудь заметного возрастания шумовой компоненты на графике спектра, что бывает достаточно часто.

По мере нагрева участка ротора, касающегося статора нарастает прогиб и, соответственно, неуравновешенность ротора. Этот процесс может стать лавинообразным, особенно для крупных роторов, и потребовать экстренного останова агрегата. Нередко последствием задеваний является остаточный прогиб ротора.

Задевания не всегда приводят к интенсивному росту вибрации. Они также могут быть следствием, а не причиной вибрации. В большинстве случаев небольшие задевания, например, в радиальных уплотнениях, компенсируются местной фрикционной выработкой материала уплотнений. Подобный эффект также иногда наблюдается при задеваниях муфтой защитного кожуха. В крупных агрегатах, например магистральных насосах, выработка щелевых уплотнений может привести к падению КПД до 5 процентов относительно номинального значения, что выражается в виде существенных издержек на электроэнергию.

Устранение тепловой неуравновешенности ротора — прежде всего устранение причины, вызывающей тепловой прогиб, а если это затруднено, то тепловая балансировка, балансировка на рабочих режимах (что может привести к увеличению вибрации агрегата с холодным ротором). Однако приведенные выше меры не всегда могут дать положительный результат, пример тому — термическая нестабильность дисбалансов ротора.