准确判断基础刚度故障，保证转动设备平稳运行

准确判断基础刚度故障，保证转动设备平稳运行

范文龙

中国石油乌鲁木齐石化公司设备检验检测中心  830019

摘要：在对转动设备的振动进行诊断时，往往由于振动信号本身具有非线性特征，对设备运行状态的判断往往不能满足我们的要求。传统的振动诊断技术（如加速度传感器法）在解决这一问题时具有一定局限性，如：信号分析方法的单一性、信号获取的不完整性、测试信号的不准确性等。 因此，对于转动设备而言，在振动诊断时，我们需要结合振动诊断技术，运用多种信息对设备进行综合判断，以达到更准确地对设备状态进行评估和诊断的目的。

关键词：刚度故障；转动设备；运行措施

高效地对转动机械和运转设备进行维修保养，让转动机械的工作效率得到提升，这既可以让转动机械的生产运转沿着革新的轨道前进，也可以直接影响到转动机械的生产运作的经济效益。在转动机器的生产操作中，要主动地引入一些先进的转动机械装备和操作方式。要想让转动机械的生产运作方式发生变化，就必须要有一种更好的转动机械装备和操作方式，这样才能减少转动机械的运转和消耗，让其能够更好地进行运转和保养。

1设备信息

某厂在生产中需要用到一台电机，该电机为单相电机，型号为：YS160-16,功率为200 KW，转速为2500r/min，额定电压为380V，额定电流为48A。电机的定子、转子之间的间隙较小，且定子与转子之间的轴承座间隙较大。

根据振动诊断结果，我们判断该电机的基础刚度有问题。因此，我们需要对该电机的基础进行试验，以确定该基础是否满足振动诊断的要求。振动测试表明，该电机在工作时存在轻微振动现象。

根据实验结果，我们可以判断出该电机的基础刚度存在问题，即安装基础时产生了一定程度的松动。根据现场测试结果表明，该电机的定子与转子之间有明显的间隙。

因此，在振动诊断时，我们需要对该电机进行基础刚度检测并将检测结果与设备基础的松动程度相结合来判断设备基础是否存在刚度问题。

2振动数据分析

轴承的振动主要分为三类：正常运行时，轴承振动主要是径向和轴向的振动，并且频率较低。当轴承损坏时，轴承的振动表现为强烈的振动和高频冲击。因此，在诊断转动设备的振动问题时，我们可以根据其特点来进行判断。在设备不正常运行时，可以采用传统的数据分析方法；当设备出现异常时，则可以结合振动诊断技术。由于传统方法主要依靠加速度传感器进行测试分析，因此，在具体应用中常常会因为传感器的安装位置、传感器数量以及安装质量等问题而影响测试结果。

3设备的状态评估

对于设备运行状态的评估，传统的振动诊断技术通常采用以下两种方法：

1、基于模型的参数辨识方法。该方法基于设备的工作状态参数建立数学模型，并利用该模型计算出设备的运行状态参数。该方法的缺点在于所得到的运行状态参数不够准确，且计算过程较为复杂，模型不易扩展，对故障原因进行分析困难。

2、基于状态监测与故障诊断系统的故障诊断方法。该方法是指利用设备运行时产生的大量信息对设备进行检测和诊断。该方法具有较高的实时性和准确性，且能够实现在线监测。但是，由于其检测过程较为复杂，所需信息较多，对于故障原因分析较为困难。

当前，设备状态监测与故障诊断系统通常是以机械状态监测系统为基础建立起来的，其主要功能是对设备运行参数进行实时监测并将其上传至服务器，供专业技术人员对设备进行故障诊断与评估。

4基础刚度故障分析

通过以上对基础刚度故障的分析，我们可以看到：基础刚度故障导致的设备振动主要有三个方面的影响：一是影响了设备的正常运转；二是引起了设备部件松动，造成设备的松动；三是造成了设备部件之间的接触不良，造成故障。这三方面的影响都会引起振动。

而在对基础刚度故障进行诊断时，我们可以采用基于时域信号的振动诊断方法（如频谱分析法、包络谱分析法、多通道谱分析法等）来对其进行分析。基于时域信号的振动诊断方法可以通过对时域信号中各个频带的能量进行提取，从而识别出基础刚度故障特征频率。而在包络谱分析法中，我们可以通过包络谱中包络峰幅值和相位的变化情况来识别基础刚度故障特征频率。

5设备的测试结果

测试结果表明，设备基础刚度不足，在转子高速转动情况下，存在一定的共振现象。设备运行时，整体的振动幅值较小，最大值仅为0.53 mm/s，而基础刚度不足时，其振动幅值明显高于正常情况下的振动幅值。基础刚度不足导致了转子与转轴之间的相对振动较大，最大相对振动幅度达到了2.53 mm/s。设备在转子高速转动时，由于基础刚度不足导致了转子与转轴之间的相对运动较大。由此可得：基础刚度不足是造成设备运转不平稳的重要原因之一。因此，我们需要对基础进行加固处理，从而保证设备在高速转动的情况下运转平稳。

在设备安装前，对基础进行加固处理可以有效地消除基础刚度不足导致的振动问题。对于高速转动的大型设备而言，在其安装前对其进行基础加固是非常有必要的。设备基础刚度不足时，需进行加固处理以消除其运行过程中的共振现象。

6故障分析结论

通过现场实测，轴承座振动值为0.12 mm/s，轴承座径向位移最大值为0.49 mm，在正常范围内。分析认为该设备基础刚度不足，通过增加垫片后，振动值明显减小。根据上述分析结果，我们建议将该设备的基础进行加固处理，以保证转动设备的正常运行。

结束语

振动是转动设备最主要的故障形式，也是我们判断设备状态的主要依据。然而，由于基础刚度故障的复杂性，使我们难以准确地对设备状态进行判断。本文提出了一种利用多点振动信息对基础刚度故障进行综合判断的方法，即通过对振动数据中的多个信号进行分析，将所有信息有机地结合起来，建立了一个综合分析系统。通过该系统可以有效地对设备状态进行评估和诊断，达到保证转动设备平稳运行的目的。

参考文献：

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[2]韦宏昊,黄娜.水力发电设备的运行状态故障检修分析[J].中国设备工程, 2023(021):000.