设备振动现场问题分析

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发表时间：2021-02-09

只要是运转的设备，或多或少地会发生振动，只是振动幅度大小而导致设备故障的问题，因此对于振动的现场分析就显得必要。

一、设备振动现场问题

案例 1：某矿山客户反映，其磨机开齿的振动检测装置的小齿轮驱动端轴承座垂直向振动值升高，但不知道是什么造成设备振动增大。

案例 2：某化工厂反应炉，运行仅一年，开齿出现大片较重的疲劳损伤。齿面温度正常，温差不大;小齿轮轴承座各向振动值在正常范围。

案例3：某水泥厂，其水泥磨机振动非常大，检测小齿轮轴承座垂直向和轴向振动值都超标，尤其是垂直向最大值曾达到了40.2mm/s。经厂方维护人员检修调整后，仍然会达到27.4mm/s。不过齿面使用流体脂润滑，一直保持良好。

二、问题分析

通常我们在工厂实际应用中，检测设备振动情况的振动值用振动速度有效值[mm/s]表示，以开式齿轮为例，检查的是小齿轮轴承座的垂直向、水平线、轴向振动值，并对设备的功率、转速、设备基础等有要求。

为什么选用振动速度值呢？

① 振动能量常常是造成振动体破坏的根本原因，能够比较准确地反映振动的强弱，而振动速度与振动能量相对应，因此是反映振动强度的理想参数；

② 不会因设备转速的高低变化而呈现振幅放大或缩小的现象；

③ 振动速度值有 ISO 国际标准作评估标准。

案例1中，磨机设备监测装置监测小齿轮轴承两端轴承座的垂直向和水平向振动值，可监测的参数有位移和速度两种，而现场检测的是位移值。

首先，使用位移值评估磨机设备振动情况是不合适的！磨机设备属于刚性安装连接，其位移值一般只作为设备故障诊断的辅助数据，并且位移振动值至今没有具体统一的评判标准。

其次，现场监测探头的安装位置偏于轴承座边缘，旁边还有螺栓、吊环等间隔影响。检测面上的油污、粉尘等较多，也会影响探头检测精度，结果容易失真。

球磨机运转时，研磨体和物料偏于磨机一侧，并不断滚落下滑，磨机转动部分处于严重不平衡状态，使磨机系统振动，在磨机转速不变时其振动强度与被磨物料的多少有关。

后续持续跟进设备振动变化情况，发现磨机设备在更换筒体内衬板前后，设备的振动值变化很大，甚至出现了完全相反的现象。这与磨机筒体内部衬板磨损情况变化，造成设备负载也不断发生变化，振动值的变化也与此有关。

从监测装置曾有记录的数据来看，不同时候设备振动值是变化的。

案例2中的化工厂反应炉，首先齿面材质和加工存在问题，曾经发回生产厂家重新处理。

其后安装回来设备振动值虽然在正常范围，但在后续仔细检查时，发现轴承座轴向振动值变化较大，大齿运转一周从1.2mm/s变化最大达6.6mm/s。

轴向振动变化幅度过大，反映了小齿轮轴与减速机输出轴的对中问题。从现场的情况来看，最有可能为小齿轮的安装基础问题。

小齿轮的两端轴承分别安装于不同的基础上：驱动端轴承安装于混凝土基础，而非驱动端轴承安装于悬梁式的钢板基础。悬梁式钢板基础，从现场情况来看其跨度很大，且钢板较为单薄。设备运行时可明显感觉到非驱动端轴承的异常晃动以及大小齿之间的强烈冲击。因此，在实际运行中小齿轮轴实际的轴心线运动轨迹是不断地晃动的。因此导致代表轴系对中的轴向振动值过大。