振动检测在旋转设备中的应用

夏亚中

摘 要：从理论和实例两方面分析了振动检测在旋转设备中的应用，以供参考。

关键词：振动检测；旋转设备；高频振动；低频振动

中图分类号：TH165.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.101

本文主要研究了振动检测在旋转设备中的应用，具有非常重要的现实意义。

1 振动检测的具体应用分析

1.1 旋转设备产生的振动类型

旋转设备在运转过程中产生的振动类型主要包括高频振动、中频振动和低频振动三种。

1.1.1 高频振动

高频振动的异常现象主要有以下两种：①流体音振动。它的主要特征为流体机械中，无论是密封结构出现故障，还是压力结构出现故障，都会形成一种涡流，且随着旋转机械设备的高频振动发出声响。②气浊。它的主要特征为流体机械中因局部出现低压，导致气泡形成，进而导致压力增加。一旦气泡破灭，则会产生高频振动并发出声响。

1.1.2 中频振动

中频振动的异常现象主要有以下两种：①叶轮叶片振动。离心式压缩机或轴流式压缩机在透平运动的过程中因动、静叶片之间的相互影响或者导叶与叶轮之间的相互影响，导致叶轮与喷头之间出现异常振动。②压力脉动。在风机、泵等有压力形成的结构中，涡流每次经过蜗壳时都会引发压力与流体变动，如果压力结构出现问题，则会引发压力脉动。

1.1.3 低频振动

低频振动的异常现象主要有以下几种：①油膜振动。这种异常现象通常发生在定制给油的滑动轴承上，主要是因为在运动的过程中，在力学特征的作用下轴承存在固有频率，进而导致油膜出现振动。②松动。由于轴承磨损或者螺丝松动引发振动，振动频率为旋转频率的高次成分。③不对中。联轴器连接的两个中心出现不对中的现象，导致旋转频率翻倍或者旋转频率与振动频率相同。④不平衡。振动特征为转子轴心线周围的质量分布不平衡、不均匀，导致旋转频率与振动频率相同。

1.2 振动检测应用的步骤

通常状况下，振动检测在旋转设备中应用的步骤为：①预测。预测的目的是列出旋转设备可能存在的异常振动故障，比如振动异常的特征和形态、相关机件连接状况（管理基础、动力源）、机械运行维修技术档案（故障检修、改造和润滑）、机械运行条件（转速、压力、温度等）、动态特性和机械结构（特征频率、轴承和齿轮规格等）。②监测。监测的目的是确定振动的异常程度，同时预测振动的发展趋势；确定振动的方向（轴方向、水平方向、垂直方向）和检测参数（加速度、速度、位移等）；确定设计测点位置和测试情况。③诊断。诊断的目的是确定出现异常振动的部位和原因；识别振动波形、定位相关时差；分析图形数据和频谱；储存、传输数据；④采取相应的措施。这一步骤的目的是根据旋转设备的异常状况采取相应的措施处理，即相关人员根据诊断结果采取有效的措施维修，及时

排除故障，以保证旋转设备能够正常、稳定地运行。

2 实例分析

本文以某排风机为例分析振动检测在旋转设备中的应用。该排风机为典型的旋转设备，排风机的具体参数为：风机压力为1 656 Pa，风机风量为50 810 m3/h，风机型号为B4-72-14，电机型号为Y250M-4，电机转速为1 470 r/min，电机功率为5.5×103 kW，风机与电机通过联轴器连接。该排风机于2013-05出现了异常振动，风机的运行电流明显升高，因此，利用HY-106型振动检测仪对该风机的振动信号进行了检测。检测点设置在风机滚动轴承处，由于设备的转速相对较低，其振动速度选择与检测参数一致。通过检测发现，风机与电机连接处存在异常振动现象，风机和电机前前轴承水平方向的时域波形图和频谱图分别如图1和图2所示。

通过观察可知，电机的基频为24.67 Hz，转速为1 480 r/min，目前电机的基频振动幅值为正常值的2倍，且波形与正弦波相似；虽然风机安装在弹性基础上，但是其垂直方向的振动值与水平方向的振动值都超过了正常值。由上述分析可知，导致旋转设备出现故障的原因为风机出现不平衡问题。停止运行后发现风机的风叶上存在大量的灰尘，将风机上的灰尘清理干净后，异常振动现象消失，排风机运行恢复正常。

3 结束语

总而言之，将振动检测应用于旋转设备中能够及时、准确地检测出旋转设备存在的异常故障，并采取有效的措施处理，提高旋转设备的运行效率，延长设备的使用寿命；同时还能够防止设备故障影响企业的正常运行，降低对环境造成的污染，为企业创造更好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]李淳.振动检测在设备中的应用[J].商品与质量·建筑与发展，2014（9）：372.

〔编辑：刘晓芳〕