转子摩擦故障诊断

火力发电厂汽汽轮机摩擦振动故障分析与诊断发布时间：2022-07-06T08:43:11.804Z 来源：《福光技术》2022年14期作者：李昌恒[导读] 在汽轮机启动过程中，运行参数和部件状态极不稳定，汽轮机摩擦振动往往过大，静态和动态摩擦过大以及刚度减小是两种常见的汽轮机失效原因。

汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。

本文根据工厂汽轮机两次启动时轴承和摩擦振动过大的问题，通过分析同一情况下机组启动的振动数据，分析摩擦振动和力学问题。

根据存在的问题进行分析和解决问题，分析320MW发电机的摩擦振动特性，进而诊断出发生故障的原因，为汽轮机发生摩擦振动故障提供建议和指南。

李昌恒国家能源集团乐东发电有限公司海南省乐东黎族自治县 572500摘要：在汽轮机启动过程中，运行参数和部件状态极不稳定，汽轮机摩擦振动往往过大，静态和动态摩擦过大以及刚度减小是两种常见的汽轮机失效原因。

汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。

本文根据工厂汽轮机两次启动时轴承和摩擦振动过大的问题，通过分析同一情况下机组启动的振动数据，分析摩擦振动和力学问题。

根据存在的问题进行分析和解决问题，分析320MW 发电机的摩擦振动特性，进而诊断出发生故障的原因，为汽轮机发生摩擦振动故障提供建议和指南。

关键词：电厂；汽机；摩擦振动；故障；分析诊断1分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因1.1因转子受热弯曲变形而导致异常振动汽轮机的转子受热弯曲变形后会导致汽轮机发生异常振动。

导致转子受热弯曲变形的因素很多，最主要的是转子散热不良、自身热量过高导致的变形。

在汽轮机运行时，冷空气、水汽等进入气缸内，和气缸产生摩擦产生大量的热能，这些热能导致转子难以有效冷却而受热变形。

一旦转子弯曲变形，就会影响到转轮机组的正常运转，出现异常振动。

这种异常振动如果不能及时被发现并有效解决，将会给汽轮机的正常运行带来影响，严重情况下将直接导致故障产生。

摘要现代机械设备发展的一个明显的趋势是向大型化、高速化、连续化和自动化的方向发展。

由此而导致设备的功能越来越多，性能指标越来越高，组成和结构越来越复杂，同时对设备管理与维修人员的素质要求也越来越高。

保证高效、安全生产，减少设备特别是重要设备因故障引起的停机时间，是企业提高经济效益和社会效益的前提，而设备状态监测与故障诊断技术将为此提供一个有效的解决途径。

在机械学领域内，机械故障诊断技术可谓是一项富有活力的新技术。

近三十年来，随着微电子技术，计算机技术以及由此而引发的信息技术革命向古老传统机械科学领域的渗透，机械故障诊断技术应运而生。

近年来，工业界、学术界对现代机械故障诊断技术认识的深化与日俱增。

本论文以转子为主要研究对象，对其振动监测及故障诊断的技术进行了分析研究。

根据故障诊断的基本工作原理，基于MATLAB系统对转子系统产生的振动信号进行采集、存取并进行时频域分析。

在此基础上更利于旋转机械故障的诊断与处理从而减少机械故障给生产带来的损失关键词：转子；旋转机械；故障诊断；MATLABAbstractThe development of modern machinery and equipment is a cleartrend is the large-scale,high-speed,continuous and automaticdirection.Thus cause the device to more and more functions,more and more high performance,composition and structure of more complex,while the equipment management and maintenance staff,the quality requirements are also ncreasing. Ensure the efficient and safe production, it is important to reduce the equipment, particularly equipment downtime caused by failures, economic and social benefits of enterprise to improve the premise, and equipmentcondition monitoring and fault diagnosis technology would providean effective solution.In the field of mechanics, machine fault diagnosis techniques can be described as a dynamic new technology. Past three decades, with the micro-electronics technology, computer technology, and thustriggered the ancient tradition of the information technology revolution to the penetration of mechanical science, mechanical fault diagnosis technology came into being. In recent years, the industrial sector, academia, fault diagnosis technology of modern machineryand deepens the understanding growing.In this thesis, the rotor as the main research object, its vibration monitoring and fault diagnosis techniques are analyzed. Faultdiagnosis based on the basic working principle of the rotor systembased on MATLAB system vibration signals generated byacquisition, access and the time and frequency domain analysis. On this basis, more conducive to rotating machinery fault diagnosis andtreatment thereby reducing mechanical failure caused the loss to the production.KeyWords: rotor, rotating machinery, fault diagnosis, MATLAB目录摘要 (I)Abstract (I)1 绪论 (1)1.1 课题的研究背景和研究意义 (1)1.2 机械设备诊断技术的意义 (2)1.3 机械设备故障诊断的基本方法 (4)1.4转子诊断技术与应用现状 (5)1.5转子故障诊断技术的发展方向 (7)1.6本课题主要研究内容 (7)本章小结 (8)2 旋转机械典型故障的研究与诊断实例 .............................................................- 9 -2.1 旋转机械的典型故障原因及特征分析 .....................................................- 9 -2.1.1 转子不平衡(失衡) .............................................................................- 9 -2.1.2 转子不对中 .....................................................................................- 12 -2.1.3 基座或装配松动 .............................................................................- 14 -2.1.4 油膜涡动及油膜振荡 .....................................................................- 14 -2.1.5 旋转失速和喘振 .............................................................................- 14 -2.2 电动机转子系统振动监测及故障诊断的技术研究 ...............................- 14 -本章小结 ..........................................................................................................- 16 -3 转子的故障信号分析处理 .. (17)3.1 信号的频域分析方法 (17)3.2 转子故障的判断标准 (21)3.2.1 按轴承振幅的评定标准 (22)3.2.2 按轴承烈度的评定标准 (23)3.2.3 按轴振幅的评定标准 (25)3.2.4 其他有关标准 (26)4 故障诊断系统总体设计 ...................................................................................- 29 -4.1 Matlab软件简介........................................................................................- 29 -4.2 转子故障诊断系统总体设计 ...................................................................- 31 -4.2.1 系统界面子系统 .............................................................................- 31 -4.2.2 数据加载子系统 .............................................................................- 32 -4.2.3 时域分析子系统 .............................................................................- 32 -4.2.4 频域分析子系统 .............................................................................- 33 -4.2.5 打印子系统 .....................................................................................- 35 -5 结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)1 绪论1.1 课题的研究背景和研究意义航空发动机、汽轮机、压缩机、风机、水泵等旋转机械，在国防、能源、电力、交通、机械和化工等领域中广泛应用并发挥着重要作用。

转子绕组断股故障的检测与诊断方法引言：转子绕组断股是旋转机械常见的故障类型之一，其严重影响设备的正常运行。

本文将介绍转子绕组断股故障的检测与诊断方法，以帮助工程师们更好地判断和解决这类问题。

一、故障特征转子绕组断股是指转子绕组中的线圈或线头发生断裂或脱落，导致电机运行时出现异常现象。

这种故障通常表现为以下特征：1. 异常声音：当转子绕组断股时，电机运行中会发出异常的响声，类似于金属摩擦声或破裂声。

2. 异常振动：转子绕组断股会导致电机运行时出现明显的振动，振动频率较高且不规律。

3. 电流异常：转子绕组断股会引起电机运行电流的突变或波动，且通常超出正常范围。

二、故障检测方法1. 视觉检查：通过观察电机转子绕组的外部情况，可以初步判断是否存在断股故障。

对于可视部分，如连接端子、绝缘套管等，应仔细检查是否有明显的断裂、破损或脱落现象。

2. 线圈绝缘测试：利用绝缘电阻测试仪对转子绕组的线圈进行绝缘测试。

正常情况下，绝缘电阻应远远高于设备要求的数值。

若绝缘电阻明显降低，可能意味着转子绕组存在断股故障。

3. 高频电流检测：采用高频电流传感器，测量电机转子轴承处的高频电流信号。

转子绕组断股会导致电机高频电流的波动或增加，从而可通过分析检测到的电流信号来判断故障的存在。

4. 热像仪检测：使用红外热像仪对电机进行热检测。

转子绕组断股会引发电机局部发热现象，通过热像仪可以准确地观察到温度异常区域，从而确定是否存在断股故障。

三、故障诊断方法1. 综合分析：通过以上检测方法获取的数据，综合分析各种信号的变化情况，判断是否存在转子绕组断股故障。

若多种信号都显示出异常，且与转子绕组断股故障有关联，则可以初步确定故障位置。

2. 断股位置定位：通过对电机的开盖检查，可以直接观察到转子绕组是否存在明显断股现象。

同时，对转子绕组进行逐线圈或逐线头的细致观察，以进一步定位故障位置。

3. 断股原因分析：根据实际观察，结合设备运行情况和历史维护记录，综合分析转子绕组断股的可能原因。

旋转机械的故障诊断1.不平衡不平衡是各种旋转机械中最普遍存在的故障。

引起转子不平衡的原因是多方面的，如转子的结构设计不合理、机械加工质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差；运行中联轴器相对位置的改变；转子部件缺损，如：运行中由于腐蚀、磨损、介质不均匀结垢、脱落；转子受疲劳应力作用造成转子的零部件（如叶轮、叶片、围带、拉筋等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。

2.不对xx转子不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。

转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中。

联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。

平行不对中时振动频率为转子工频的两倍。

偏角不对中使联轴器附加一个弯矩，以力图减小两个轴中心线的偏角。

轴每旋转一周，弯矩作用方向就交变一次，因此，偏角不对中增加了转子的轴向力，使转子在轴向产生工频振动。

平行偏角不对中是以上两种情况的综合，使转子发生径向和轴向振动。

轴承不对中实际上反映的是轴承座标高和轴中心位置的偏差。

轴承不对中使轴系的载荷重新分配。

负荷较大的轴承可能会出现高次谐波振动，负荷较轻的轴承容易失稳，同时还使轴系的临界转速发生改变。

3.轴弯曲和热弯曲轴弯曲是指转子的中心线处于不直状态。

转子弯曲分为永久性弯曲和临时性弯曲两种类型。

转子永久性弯曲是指转子的轴呈永久性的弓形，它是由于转子结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当而发生永久性的弯曲变形，或是热态停车时未及时盘车或盘车不当、转子的热稳定性差、长期运行后轴的自然弯曲加大等原因所造成。

转子临时性弯曲是指转子上有较大预负荷、开机运行时的暖机操作不当、升速过快、转轴热变形不均匀等原因造成。

转子永久性弯曲与临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障的机理是相同的。

转子不论发生永久性弯曲还是临时性弯曲，都会产生与质量偏心情况相类似的旋转矢量激振力。

4.油膜涡动和油膜振荡油膜涡动和油膜振荡是滑动轴承中由于油膜的动力学特性而引起的一种自激振动。