石油化工转动设备的振动故障分析

崔国玉（中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江 宁波 315812）

石油化工转动设备的振动故障分析

崔国玉（中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江 宁波 315812）

石油化工转动设备的工作质量直接影响着工作效率，石油化工转动设备出现震动问题会对其工作精度产生不利影响。本文对转动设备产生震动的原因进行了故障分析，以期对转动设备的正常运行提供技术参考。

石油化工；转动设备；振动故障；原因

机械设备的振动是物体或质点在相对平衡点的位置移动，因为物体在运行中存在间隙，在晃动中从而产生位置偏移，其震动幅度的大小取决于设备控制间隙的大小，间隙越大震动越大，间隙越小震动越小。机械设备的振动不仅会对工作的精度产生不利影响，一定程度上会加重设备因振动磨损带来的损坏。对机械设备震动原因进行分析，排除故障，才能有效保证设备的正常和高效运行。

1 机械振动产生的原因

机械设备在运转过程中，因为要减小摩擦力，所以不同物体之间都存在一定的间隙，随着转动次数的增加和不断的日渐磨损，间隙会呈现增大的趋势，一旦超过一定范围，就会产生运转中的振动，并会随着间隙的增大而振动的越来越厉害，不但加剧了设备的磨损程度，而且由于振动会影响其工作的精确度，也一定程度上降低了功的传递效率。但是，机械设备的振动是无法完全避免的，运行最稳定的机械也存在振动现象，是无时不在的。而引起机械振动的原因也不是单一的，有时会因为一出震动而波及另一处的振动，从而形成一种共振，共振会产生一定的冲击力，对设备的使用寿命和使用效果产生不利影响。反过来说，当设备出现震动现象时，或震动的频率超出正常范围时，就要考虑设备是否发生了某些故障或损坏。要检查和排除设备故障，可以通过检测设备振动的频率、转数、速度及其位移量和相位等一些列数据参数，进行有效的分析研究，查寻产生异常震动的原因，以便及时采取行之有效的措施进行妥善处置，保证机械设备的正常运行。通过异常震动的参数分析来检测设备故障，具有方便快捷、判断准确的优点。而采用的振动检测诊断设备故障的分析法，成为较为常用的一种故障诊断方法，被广泛的应用到设备运转的故障排除中来，并不断地更新和完善，技术越来越成熟。

2 常见的振动故障分析

2.1 常见的振动故障类型

引起机械振动的原因也是多方面的，认识和了解机械设备转动时易见的振动故障和振动原因，可以有效提升转动设备振动分析的准确性。通常来说，引起机械设备转动时产生的故障主要来自以下原因。一是机械设备出现转子失衡和转子弯曲。转轴作为转动设备的最关键部件，安装或使用过程中很容易出现转轴的质量偏心或缺损，出现转子失衡现象，从而产生不平衡的往复作用力。来回往复的作用力指的是一种作用力反复的对另一种物体产生作用，从而引起物体的来回运动，而在往返运动过程中，如果运行的不平衡、不对中就会引起磨损晃动等现象，会产生一定的反复作用力，引起设备振动。另外，转子弯曲或不对中引起震动。机械转动设备的转子通常情况下由联轴器来连接，当联轴器出现热膨胀或承载负荷过大时，容易造成转子间轴线不对中，致使轴承磨损增大、转轴弯曲、转子偏心，引发机器强烈振动。二是共振现象引起震动加大。共振现象是因为运转中的机械设备遭受到和机械固有频率相同的往复作用力而引起的，振动越强烈，越容易造成破坏力，影响机械设备的正常运行。三是设备的某些部件产生松动迹象。比如固定设备的螺丝没有拧紧、设备轴承间隙过大、某些配件标准不符、转动设备存在载荷过大、润滑不良、某些部件老化腐蚀等等，都会引起机械设备的振动，尤其在旋转工作状态，振动就会越强烈，越强烈越容易引起共振，加重设备的振动频率，导致工作不精细、效率低下，严重时致使设备损坏。四是油膜涡动与油膜振荡。如果设备部件存在间隙，运转过程中会出现油膜涡动问题，一旦转速过大便会形成油膜振荡，从而损伤轴承和转子。另外，机械设备在转动过程中产生的摩擦力会形成径向振动或轴向振动，也必须引起高度重视。

2.2 振动故障分析步骤

当机械运转设备发生不同程度的振动时，要结合机械设备的实际情况，通过对一系列参数数据的分析和研究，进行综合、分析、判断，从而查出故障原因。首先，要对机械设备的性能和结构、工作原理有一个清楚的了解。其次，要注重监测三个关键变化点来识别故障。通过观察设备启动与关停中转速变化引起的振动量变化，用频谱分析法观察频率成分与各成分相位间的的变化，轴心轨迹形状的变化，然后进行综合分析和判断，辨别故障是否存在。如果有故障要采取相应解决措施，并通过工作状态的一系列监测来检查及其是否发挥正常功能。

2.3 振动故障的分析方法

在振动故障信号的分析和判断中，要对信号进行进一步放大处理，以便突出显示故障的特征，比如通过小波变换、傅里叶变换、频域变换等技术来快速的判断和识别故障。而对信号进行分析处理时，可以通过时域分析法，从时间域上进行信号分析，判断设备的振动是否超标。另外还可以通过自谱傅里叶分析法，对一个信号的频谱进行综合分析，来判断引发振动的有关参数值。

3 结语

对石油化工转动设备的振动原因进行分析和判断，可以及时发现潜在问题，把振动经常引起的设备部件损坏、能耗增加、工作质量下降等问题消灭在萌芽状态，防止小问题演变成大事故，保证机器设备的正常高效运转，促进生产效率和质量的提高。

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