大功率汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子與支撐系統(tǒng)振動(dòng)內(nèi)容簡(jiǎn)介

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

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

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

不對(duì)中嚴(yán)重時(shí)，還可能出現(xiàn)類似松動(dòng)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(xùn)資料。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和對(duì)不對(duì)中機(jī)理的認(rèn)識(shí)、研究，個(gè)人認(rèn)為上述論斷只能在部分條件下成立。該論斷還能對(duì)振動(dòng)工作者形成誤導(dǎo)，導(dǎo)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(dòng)軸承2、聯(lián)軸器為非剛性聯(lián)軸器。比如對(duì)使用橡膠彈性圈連接的聯(lián)軸器。比如引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

對(duì)于剛性聯(lián)軸器，使用滑動(dòng)軸承的軸系不成立。比如汽輪發(fā)電機(jī)組、透平機(jī)組等設(shè)備。下面談?wù)勥@類設(shè)備的不對(duì)中。

國(guó)內(nèi)對(duì)這類設(shè)備的不對(duì)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(cè)量外圓和端面偏差。認(rèn)為外圓和端面的偏差就是軸系的不對(duì)中。其實(shí)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(duì)中的度量。

軸系同心度和平直度偏差不是國(guó)內(nèi)所講的聯(lián)軸器脫開后打出的外圓和端面偏差（國(guó)內(nèi)所說(shuō)的不對(duì)中），國(guó)內(nèi)所講的不對(duì)中不引入激振力，但影響軸承的負(fù)荷分配，也可能使某個(gè)軸瓦有過(guò)大的預(yù)應(yīng)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(jī)組正確的對(duì)中心包括以下三個(gè)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(biāo)高及左右位置

而在一般的檢修中只做（1）、（3）項(xiàng)，而第二項(xiàng)的超標(biāo)才會(huì)引入激振力。（1）、（3）項(xiàng)不會(huì)引入激振力，（1）、（3）項(xiàng)是在聯(lián)軸器螺栓松開的情況下進(jìn)行的，是對(duì)不對(duì)中錯(cuò)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(qiáng)迫振動(dòng)的激振力。

軸系連接同心度和平直度，在現(xiàn)場(chǎng)一般大修中都不做檢測(cè)，而且目前這種故障引起的振動(dòng)還沒引起關(guān)注，即使一些機(jī)組振動(dòng)問題長(zhǎng)期未解決，也沒對(duì)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(dòng)故障診斷中經(jīng)大量的實(shí)踐證明，所謂轉(zhuǎn)子中心（軸承座標(biāo)高）對(duì)普通強(qiáng)迫振動(dòng)影響實(shí)際并不大，卻被誤認(rèn)為是引起機(jī)組振動(dòng)最重要的故障之一，并對(duì)此進(jìn)行研究和發(fā)表論文，不僅誤導(dǎo)了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員，而且誤導(dǎo)了不少振動(dòng)專家，使振動(dòng)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(dòng)的機(jī)理：

軸系連接同心度和平直度偏差產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)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(huì)產(chǎn)生不平衡離心力（1X）外，還因偏心對(duì)軸瓦會(huì)產(chǎn)生脈沖激振力。這種脈沖激振力，以傅里葉級(jí)數(shù)展開，除主要含1X外，還會(huì)有2X、3X等高階激振力，其激振力形式與軸歪曲相似。正因?yàn)槿绱耍阅壳霸S多振動(dòng)資料、教科書及國(guó)外的一些故障文章指出，轉(zhuǎn)子不對(duì)中的一個(gè)重要特征是含2X振動(dòng)分量。這種說(shuō)法從產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)理上是正確的，但是在診斷步驟、方法和對(duì)不對(duì)中的正確含義上是錯(cuò)誤的，從而得出了錯(cuò)誤的診斷結(jié)果。

機(jī)組中心不正與振動(dòng)的關(guān)系

再次明確兩個(gè)概念：

軸系不對(duì)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(jī)組中心不正：轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度；各軸承座標(biāo)高及左右位置。

下面論述機(jī)組中心不正和振動(dòng)的關(guān)系;

傳統(tǒng)概念將機(jī)組中心不正一直作為引起機(jī)組振動(dòng)最主要的故障之一，由于外來(lái)語(yǔ)“不對(duì)中”的引入，進(jìn)一步加深了這一傳統(tǒng)概念。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，因機(jī)組中心不正或不對(duì)中與振動(dòng)的關(guān)系造成的誤診斷，占振動(dòng)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(zhǔn)確率，除應(yīng)正確理解機(jī)組中心不正和不對(duì)中的實(shí)際含義外，還應(yīng)明白傳統(tǒng)的機(jī)組不正和振動(dòng)的關(guān)系，即機(jī)組一般大修中轉(zhuǎn)子找正和振動(dòng)的關(guān)系。

一般機(jī)組大修中轉(zhuǎn)子找正的內(nèi)容，只是對(duì)軸承座標(biāo)高和左右位置進(jìn)行調(diào)整，轉(zhuǎn)子與汽缸的同心度也需要考慮，但由于在實(shí)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(chǎng)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(rèn)為是軸系的不對(duì)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(huì)引入直接產(chǎn)生振動(dòng)的激振力，但由此會(huì)產(chǎn)生下列后果：

1、改變了各軸瓦載荷分配

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

2、改變動(dòng)靜間隙

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

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(yùn)行和消振經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于不平衡響應(yīng)正常的軸系，當(dāng)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(shí)，對(duì)軸系的影響可以忽略。

4、軸承承受預(yù)載荷

預(yù)載荷直接的影響是使軸承承受額外的應(yīng)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(dòng)。可能會(huì)引起軸瓦溫度升高。預(yù)載荷未必有害，有些因素引起的預(yù)載荷會(huì)使軸瓦趨于穩(wěn)定。例如目前消除軸瓦自激振動(dòng)，方法是有意將該瓦抬高，對(duì)該瓦加一個(gè)預(yù)載荷。