大功率汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子與支撐系統(tǒng)振動

關(guān)于設(shè)備的不對中的診斷，各種培訓資料及論文講述了很多，綜合起來包括以下兩個方面：

1、平行不對中：徑向振動大，2X頻占主導，聯(lián)軸器兩側(cè)軸承徑向同方向相位差180度。

2、角向不對中：軸向振動大，1X頻占主導，有時2X頻大，聯(lián)軸器兩側(cè)軸承軸向方向相位差為180°。

不對中嚴重時，還可能出現(xiàn)類似松動的頻譜。

以上是目前大多數(shù)資料、論文、和故障診斷設(shè)備廠家的培訓資料。經(jīng)過多年的實踐和對不對中機理的認識、研究，個人認為上述論斷只能在部分條件下成立。該論斷還能對振動工作者形成誤導，導致故障診斷率低，使故障診斷工作陷入困境。

上述論斷成立的條件：1、軸承為滾動軸承2、聯(lián)軸器為非剛性聯(lián)軸器。比如對使用橡膠彈性圈連接的聯(lián)軸器。比如引風機、送風機等設(shè)備。

對于剛性聯(lián)軸器，使用滑動軸承的軸系不成立。比如汽輪發(fā)電機組、透平機組等設(shè)備。下面談談這類設(shè)備的不對中。

國內(nèi)對這類設(shè)備的不對中的概念產(chǎn)生了誤解。一般找中心是這樣做的：把聯(lián)軸器脫開，測量外圓和端面偏差。認為外圓和端面的偏差就是軸系的不對中。其實這樣做是一種誤解。軸系同心度和平直度偏差才是軸系不對中的度量。

軸系同心度和平直度偏差不是國內(nèi)所講的聯(lián)軸器脫開后打出的外圓和端面偏差（國內(nèi)所說的不對中），國內(nèi)所講的不對中不引入激振力，但影響軸承的負荷分配，也可能使某個軸瓦有過大的預應力。

軸系同心度和平直度偏差指的是：

軸系同心度：兩半聯(lián)軸器止口或聯(lián)軸器節(jié)圓是否同心；或聯(lián)軸器節(jié)圓與軸頸是否同心。

軸系連接平直度：聯(lián)軸器端面與軸線是否垂直既端面是否瓢偏決定。

機組正確的對中心包括以下三個方面：

（1）轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度

（2）軸系連接同心度和平直度

（3）各軸承座標高及左右位置

而在一般的檢修中只做（1）、（3）項，而第二項的超標才會引入激振力。（1）、（3）項不會引入激振力，（1）、（3）項是在聯(lián)軸器螺栓松開的情況下進行的，是對不對中錯誤的理解，這種把聯(lián)軸器兩半脫開所呈現(xiàn)的外圓和端口偏差是影響軸瓦載荷和軸頸在軸瓦中的位置，并不直接引起產(chǎn)生普通強迫振動的激振力。

軸系連接同心度和平直度，在現(xiàn)場一般大修中都不做檢測，而且目前這種故障引起的振動還沒引起關(guān)注，即使一些機組振動問題長期未解決，也沒對軸系連接同心度和平直度偏差產(chǎn)生懷疑。相反，在目前振動故障診斷中經(jīng)大量的實踐證明，所謂轉(zhuǎn)子中心（軸承座標高）對普通強迫振動影響實際并不大，卻被誤認為是引起機組振動最重要的故障之一，并對此進行研究和發(fā)表論文，不僅誤導了現(xiàn)場技術(shù)人員，而且誤導了不少振動專家，使振動故障診斷走了不少歪路。

軸系連接同心度和平直度偏差產(chǎn)生振動的機理：

軸系連接同心度和平直度偏差產(chǎn)生振動的機理與偏心輪激振原理相似，因此，除因轉(zhuǎn)子連接偏心，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下會產(chǎn)生不平衡離心力（1X）外，還因偏心對軸瓦會產(chǎn)生脈沖激振力。這種脈沖激振力，以傅里葉級數(shù)展開，除主要含1X外，還會有2X、3X等高階激振力，其激振力形式與軸歪曲相似。正因為如此，所以目前許多振動資料、教科書及國外的一些故障文章指出，轉(zhuǎn)子不對中的一個重要特征是含2X振動分量。這種說法從產(chǎn)生振動的機理上是正確的，但是在診斷步驟、方法和對不對中的正確含義上是錯誤的，從而得出了錯誤的診斷結(jié)果。

機組中心不正與振動的關(guān)系

再次明確兩個概念：

軸系不對中：兩半聯(lián)軸器止口或聯(lián)軸器節(jié)圓是否同心；或聯(lián)軸器節(jié)圓與軸頸是否同心，聯(lián)軸器端面與軸線是否垂直既端面是否瓢偏。

機組中心不正：轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度；各軸承座標高及左右位置。

下面論述機組中心不正和振動的關(guān)系;

傳統(tǒng)概念將機組中心不正一直作為引起機組振動最主要的故障之一，由于外來語“不對中”的引入，進一步加深了這一傳統(tǒng)概念。據(jù)初步統(tǒng)計，因機組中心不正或不對中與振動的關(guān)系造成的誤診斷，占振動故障總的誤診斷的80%以上。所以為了避免誤診斷，提高故障診斷準確率，除應正確理解機組中心不正和不對中的實際含義外，還應明白傳統(tǒng)的機組不正和振動的關(guān)系，即機組一般大修中轉(zhuǎn)子找正和振動的關(guān)系。

一般機組大修中轉(zhuǎn)子找正的內(nèi)容，只是對軸承座標高和左右位置進行調(diào)整，轉(zhuǎn)子與汽缸的同心度也需要考慮，但由于在實際操作中一般難于調(diào)整，軸系連接同心度和平直度均被忽略。

現(xiàn)場找正是將聯(lián)軸器斷開，檢查聯(lián)軸器開口和圓周偏差，傳統(tǒng)概念將這種偏差認為是軸系的不對中，上述已指出，這是一種誤解。在聯(lián)軸器節(jié)圓與止口（軸頸）、聯(lián)軸器端面瓢偏偏差合格的情況下，端面和圓周間即使存在再大的偏差，只要聯(lián)軸器連接螺栓擰緊之后，軸系就自然平直和同心，它不會引入直接產(chǎn)生振動的激振力，但由此會產(chǎn)生下列后果：

1、改變了各軸瓦載荷分配

當端面下開口時，會使聯(lián)軸器相鄰的兩軸瓦載荷減小，圓周差會使較低的相鄰軸瓦載荷減小，反之相反。當載荷過大時，會使軸瓦溫度升高，載荷過小，會使轉(zhuǎn)子失穩(wěn)，產(chǎn)生軸瓦自激振動。

2、改變動靜間隙

軸承座標高和左右位置的變化，不僅直接改變了動靜間隙，會使轉(zhuǎn)子撓性曲線發(fā)生一定變化，嚴重的產(chǎn)生動靜碰磨，使軸產(chǎn)生熱彎曲引起不穩(wěn)定普通強迫振動。

3、影響轉(zhuǎn)子振型曲線

由于軸瓦載荷的改變，影響轉(zhuǎn)子支撐狀態(tài)，使轉(zhuǎn)子振型曲線發(fā)生變化。但大量運行和消振經(jīng)驗表明，對于不平衡響應正常的軸系，當兩轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器中心偏差1mm之內(nèi)、端面開口在0.60mm之內(nèi)時，對軸系的影響可以忽略。

4、軸承承受預載荷

預載荷直接的影響是使軸承承受額外的應力，并使軸頸壓向軸瓦的一側(cè)，由此產(chǎn)生非線性壓束，激起2X振動?？赡軙疠S瓦溫度升高。預載荷未必有害，有些因素引起的預載荷會使軸瓦趨于穩(wěn)定。例如目前消除軸瓦自激振動，方法是有意將該瓦抬高，對該瓦加一個預載荷。