Меню сайта

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Практическая вибродиагностика и монтиторинг

Сухой вихрь

как в области средних, так и высоких частот.

Влияние "сухого вихря" на форму кривой траектории движения ротора в подшипнике заключается в том, что она по сравнению, например, с формой кривой при "вихревой смазке" имеет неподвижную петлю, появляющуюся при наблюдении двух и более последовательно выводимых на экран виброанализатора оборотов ротора. На рис. 8 — 08 приведен пример траектории вала в подшипнике скольжения при возникновении "сухого вихря", хотя на практике встречаются и более сложные кривые. Горизонтальной стрелкой показано направление движения ротора. Цифрой 1 на кривой помечено начало первого оборота ротора, цифрой 2 завершение первого оборота и начало второго оборота ротора, цифрой 3 — завершение второго оборота ротора (а также цикла вращения состоящего из двух оборотов ротора). Таким образом за временной интервал, соответствующий одному обороту ротора можно увидеть половину одного цикла вращения. Петля неподвижна.

Рис. 8—08. Траектории движения вала в подшипнике скольжения при возникновении "сухого вихря".

На рис. 8 — 09 представлен спектр вибрации, возникший при перекосе оси вкладыша подшипника и оси вращения ротора (нарушение верхнего и боковых зазоров подшипника) в результате чего возникла неравномерная смазка и разрывы масляной пленки, приводящие также к небольшим резонансным колебаниям опоры.

наклонными стрелками помечены колебания на резонансных частотах колебаний опор (29,7, 52,2 Гц). В спектре наблюдается высокая виброактивность на гармониках частоты вращения ротора, в частности на 7 гармонике частоты вращения ротора (350 Гц) пиковое виброперемещение значением 3,5 мкм соответствует СКЗ виброскорости 5,4 мм/с. Высок также уровень шумов. Температура подшипника достигала практически предельно допустимого значения.

Возникновение "сухого вихря" иногда бывает связано с высокой вибрацией (иногда низкочастотной резонансной вибрацией труб).

Дефекты опорных подшипников.

Опорные подшипники воспринимают радиальные усилия на ротор и фиксируют его радиальное положение относительно корпуса. Основные причины выхода из строя опорных подшипников следующие: повышенное давление в радиальном направлении из — за нарушений технологических или расчетных режимов; нарушение подачи масла и качества масла; дефекты сборки и подгонки; эксплуатационный износ и загрязнение подшипников.

Повышенное давление в радиальном направлении из—за нарушений технологических или расчетных режимов, нарушения подачи и качества масла.

Повышенное давление и нарушение подачи и качества масла во многих случаях мало влияют на характер вибрации агрегатов, но в большинстве случаев приводят к повышению температуры и/или давления в клине наиболее нагруженных подшипников. Это явление обычно сопровождается ускоренным износом и/или повреждением баббитового слоя вкладыша подшипника, наволакиванием материала подшипника на шейку вала, и может приводить к внезапному скоротечному выходу подшипника из строя (см. "Заедание").

Неудовлетворительное состояние шеек, изготовления, подгонки и сборки подшипника. Приработка подшипника.

Нарушение подгонки и последующая приработка (и свойственные ей диагностические признаки) — явление временное, обычно возникающее при выводе агрегата из ремонта и пуске его в эксплуатацию. Маловероятно сохранение диагностических признаков небольших нарушений подгонки и приработки у агрегата после нескольких месяцев эксплуатации.

Приработка подшипника обычно сопровождается повышенной виброактивностью в области средних и высоких частот.

Следует помнить, что подобные симптомы, зафиксированные с помощью датчиков относительной вибрации, могут говорить о наличии царапин или других дефектов поверхности вала.

Наиболее надежными диагностическими признаками нарушений подгонки и приработки являются достаточно характерные изменения формы кривой сигнала виброперемещения и траектории движения вала в подшипнике.

На рис. 8—10 приведена траектория движения вала в подшипнике скольжения, наблюдавшаяся в процессе приработки подшипника ЭД при выводе компрессорного агрегата из ремонта. Весьма характерно в этом случае наличие участков с прямолинейным движением вала в подшипнике, помеченных вертикальными и горизонтальными стрелками. Наклонной стрелкой указано направление вращения ротора.

На рис. 8—11 приведены форма сигнала виброскорости и спектр сигнала виброперемещения подшипниковой опоры ЭД, полученные с помощью датчика абсолютной вибрации. На кривой вибросигнала имеется "площадка", как и на кривой орбиты. В спектре виброускорения бывает высока активность в области высоких и средних частот.

Нарушения подгонки и сопровождающая их приработка могут приводить к последствиям, делающим невозможной дальнейшую эксплуатацию оборудования, например, таким, как изгиб и деформация (возможно остаточная) вала.

Повышенный зазор в подшипнике, неравномерные зазоры по радиальной плоскости (нарушение цилиндричности формы вкладыша), нарушение постоянства величины верхнего зазора и боковых зазоров вдоль оси.

Повышенный радиальный зазор и/или его неравномерность в подшипнике вследствие дефектов изготовления или эксплуатации приводят к сложной зависимости жесткости смазочного слоя от угла поворота, что практически всегда вызывает увеличение вибрации на частоте вращения ротора и особенно ее высших гармониках. Однако, определенная неравномерность зазора может повысить устойчивость вращения ротора в подшипнике, для чего, например, применяется эллиптическая расточка вкладыша подшипника.

Нарушение верхнего и боковых зазоров в подшипнике может также приводить к разрыву масляного клина и возникновению "сухого вихря", что сопровождается повышением температуры подшипника (см. выше по тексту).

На рис. 8—12 приведены форма и спектр (средний график) сигнала абсолютной, а также спектр относительной вибрации (верхний) подшипниковой опоры, наблюдавшиеся при повышенном зазоре (эксплуатационном износе) подшипника. На обоих спектрах наблюдается значительная активность гармоник частоты вращения ротора в области высоких и средних частот. Однако гармоническая активность в области средних частот абсолютной вибрации выше, чем относительной в основном в силу нелинейности влияния масляного клина и последующих разъемных соединений. Распространение колебаний через масляный клин и разъемные соединения подшипника приводит также с существенному возрастанию уровня случайной вибрации. Наблюдаемая при этом форма сигнала вибрации характерна для нарушений жесткости.

На рис. 8 —13 приведены форма и спектр сигнала вибрации подшипниковой опоры ЭД насосного агрегата, наблюдавшиеся в процессе приработки при пониженном (относительно номинальной величины) зазоре и развивающемся наклепе подшипника. Диагностические признаки в этом случае практически совпадают с диагностическими признаками нарушений жесткости и приработки подшипника.

а также происходят флуктуации давления при упругогидродинамическом

взаимодействии в этот момент.

Нарушения жесткости крепления.

Нарушения жесткости крепления подшипников связаны с нарушением плотности прилегания вкладышей (колодок, опорных подушек) к постели; нарушением плотности прилегания вкладышей друг к другу в разъеме (проверяется при капремонте, при перезаливке и замене вкладышей); нарушением натяга между крышкой подшипника и верхним вкладышем, и все эти дефекты имеют диагностические признаки нарушений жесткости, изложенные в соответствующей главе.