Назначение и возможности систем вибрационного мониторинга и диагностики роторного оборудования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
рузки на подшипнике против вращения вала (другие причины приведены ранее).
Рис. 2.21. Траектория движения шейки вала в подшипнике скольжения при "вихревой смазке".
"Вихревая смазка" может вызывать интенсивную вибрацию на частоте 0,42...0,48 fr и ее гармониках. Эта вибрация определяется прямой прецессией вала в подшипнике под действием смазки.
Влияние "вихревой смазки" на форму траектории движения шейки вала в подшипнике скольжения заключается в том, что она по сравнению, например, с формой траектории при дисбалансе значительно усложняется: если при дисбалансе обычно это эллипс, то при "вихревой смазке" внутри эллипса появляется петля, вращающаяся в направлении движения ротора. На рис. 2.21. приведена достаточно типичная траектория движения шейки вала в подшипнике скольжения при "вихревой смазке", хотя на практике встречаются и более сложные кривые. Цифрой 1 на кривой помечена точка, соответствующая началу одного из оборотов ротора, цифрой 3 - точка, соответствующая завершению этого оборота и началу следующего оборота ротора, цифрой 2 - точка, соответствующая завершению второго оборота ротора (а также цикла вращения состоящего из двух оборотов ротора). Таким образом за временной интервал, соответствующий одному обороту ротора можно увидеть примерно половину одного цикла вращения. Петля вращается в направлении движения ротора (направление движения ротора помечено горизонтальной стрелкой) и, обычно, поворачивается на 360 градусов и возвращается в примерно исходное положение за 12...50 оборотов ротора или 6...25 циклов вращения (что зависит от отношения частот колебаний составляющей "вихревой смазки" и вращения ротора). В приведенном примере цифрой 5 помечено начало, а цифрой 4 - окончание одного из последовавших далее циклов вращения.
В приведенном ниже примере показано влияние "вихревой смазки" на характер вибрации.
Рис. 2.22. Изменение гармонического состава вибрации 4...7 опор турбоагрегата К-200-130 под влиянием нарушения центровки и "вихревой смазки". Условные обозначения: Т - турбина, G - генератор, V,H,A - пространственные компоненты вибрации.
При пуске в эксплуатацию турбоагрегата К -200-130 была обнаружена низкочастотная вибрация в районе опор 4...7 ротора низкого давления и генератора. Частотный состав вибрации, включающий полосу низких частот 10...48 Гц (S0,41). частоту вращения ротора (S1), ее вторую (S2) и третью (S3) гармоники, а также в полосу 152... 500 Гц (S4-10) приведен на рис. 2.22.
Причиной низкочастотной вибрации оказалось нарушение центровки роторов низкого давления и генератора (что очевидно, если проанализировать соотношение частотных составляющих вибрации), приведшее к разгрузке четвертой и шестой опор (индексы контрольных точек на рис. 2.22. - ТО и GI) более, чем на 50%. Разгрузка указанных опор сопровождалась и более низкими температурой подшипников 4 и 6 и давлением в масляном клине этих же подшипников. Был поставлен вопрос о возможности дальнейшей, пусть даже кратковременной, эксплуатации турбоагрегата.
Рис. 2.23. Спектры вибрации опоры №4 турбоагрегата К-200-130 в горизонтально-поперечном направлении при различных режимах усреднения под влиянием нарушения центровки и "вихревой смазки".
Известно, что низкочастотная вибрация может и не говорить о достижении агрегатом предельного состояния, если образующая ее составляющая (0,42...0,48 kfr) невелика и имеет малую флуктуацию по амплитуде. Необходимо постоянно сравнивать величину низкочастотной составляющей с величиной вибрации на частоте вращения ротора: опыт показывает, если низкочастотная вибрация значительно меньше вибрации на частоте вращения ротора, агрегат может успешно работать в течение достаточно длительного времени.
На рис. 2.23. приведены два спектра виброперемещения опоры №4 в горизонтально-поперечном направлении. Верхний спектр получен при обработке вибросигнала "среднеарифметическим спектральным усреднением" по восьми спектрам, т.е. каждая частотная составляющая итогового спектра является средней арифметической величиной из восьми составляющих той же частоты, полученных в процессе последовательного измерения и обработки восьми спектров. Нижний спектр получен в режиме т. н. "максимального пика", т.е. каждая частотная составляющая итогового спектра выбирается максимальной из восьми составляющих той - же частоты, собранных в процессе последовательного измерения и обработки восьми спектров.
Переход от режима работы виброанализатора со "среднеарифметическим усреднением" к режиму с "максимальным пиком" привел к возрастанию низкочастотной составляющей вибрации почти на 50%. Т.е. неустойчивость вибрации на частоте 21,02 Гц, помеченной на рисунке наклонными стрелками очевидна. Следует также обратить внимание на то, что "масляная" вибрация и вибрация на частоте вращения ротора соизмеримы по величине. Вибрация других контрольных точек (TOV, TOA, GIH, GIA) имеет подобный характер. Эти факты говорят о наличии значительной проблемы.
На графиках спектров стрелками помечены третьи гармоники низкочастотной вибрации, лежащие между первой и второй гармониками частоты вращения ротора. Их не следует путать с дробными гармониками частоты вращения ротора (l,5fr, 2,5fr ...), которые могут сопровождать нарушения жесткости, в частности от износа подшипников скольжения. Значительный износ подшипников скольжения также может приводить к потере устойчивости.
Рис. 2.24. Форма сигнала виброско?/p>