宽弦风扇叶片振动分析强度与振动
汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[1]
汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。 而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 （一）汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是
风机振动原因分析
1 轴承座振动 1.1 转子质量不平衡引起的振动在现场发生的风机轴承振动中，属于转子质量不平衡的振动占多数。造成转子质量不平衡的原因主要有：叶轮磨损(主要是叶片)不均匀或腐蚀；叶片表面有不均匀积灰或附着物(如铁锈) ；机翼中空叶片或其他部位空腔粘灰；主轴局部高温使轴弯曲；叶轮检修后未找平衡；叶轮强度不足造成叶轮开裂或局部变形；叶轮上零件松动或连接件不紧固。转子不平衡引起的振动的特征：①振动值以水平方向为最大，而轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处；②振幅随转数升高而增大；③振动频率与转速频率相等；④振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感；⑤空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时，测量的相位角值不稳定，其振动频率为30%～50% 工作转速。 1.2 动静部分之间碰摩引起的振动如集流器出口与叶轮进口碰摩、叶轮与机壳碰摩、主轴与密封装臵之间碰摩。其振动特征：振动不稳定；振动是自激振动与转速无关；摩擦严重时会发生反向涡动； 1.3 滚动轴承异常引起的振动 1.3.1 轴承装配不良的振动如果轴颈或轴肩台加工不良，轴颈弯曲，轴承安装倾斜，轴承内圈装配后造成与轴心线不重合，使轴承每转一圈产生一次交变的轴向力作用，滚动轴承的固定圆螺母松动造成局部振动。其振动特征为：振动值以轴向为最大；振动频率与旋转频率相等。 1.3.2 滚动轴承表面损坏的振动滚动轴承由于制造质量差、润滑不良、异物进入、与轴承箱的间隙不合标准等，会出现磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂而造成损坏后，滚珠相互撞击而产生的高频冲击振动将传给轴承座，把加速度传感器放在轴承座上，即可监测到高频冲击振动信号。这种振动稳定性很差，与负荷无关，振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大，振动的精密诊断要借助频谱分析，运用频谱分析可以准确判断轴承损坏的准确位臵和损坏程度，抓住振动监测就可以判断出绝大多数故障，再辅以声音、温度、磨耗金属的监测，以及定期测定轴承间隙，就可在早期预查出滚动轴承的一切缺陷。 1.4 轴承座基础刚度不够引起的振动 基础灌浆不良，地脚螺栓松动，垫片松动，机座连接不牢固，都将引起剧烈的强迫共振现象。这种振动的特征：①有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大，且以径向分量最大；②振动频率为转速的1、3、5、7等奇数倍频率组合，其中3倍的分量值最高为其频域特征。 1.5 联轴器异常引起的振动 联轴器安装不正，风机和电机轴不同心，风机与电机轴在找正时，未考虑运行时轴向位移的补偿量，这些都会引起风机、电机振动。其振动特征为：①振动为不定性的，随负荷变化剧烈，空转时轻，满载时大，振动稳定性较好；②轴心偏差越大，振动越大；③电机单独运行，振动消失；
航空发动机强度与振动
航空发动机强度与振动课程设计报告 题目及要求 题目基于 ANSYS 的叶片强度与振动分析 1.叶片模型 研究对象为压气机叶片，叶片所用材料为 TC4 钛合 金，相关参数如下： 材料密度：4400kg/m3弹性模量：1.09*1011Pa 泊松比： 0.34 屈服应力：820Mpa 叶片模型如图 1 所示。把叶片简化为根部固装的等截
面悬臂梁。叶型由叶背和叶盆两条曲线组成，可由每条曲 线上 4 个点通过 spline（样条曲线）功能生成，各点位置 如图 2 所示，其坐标如表 1 所示。 注：叶片尾缘过薄，可以对尾缘进行修改，设置一定的圆角 2.叶片的静力分析 （1）叶片在转速为 1500rad/s 下的静力分析。 要求：得到 von Mises 等效应力分布图，对叶片应力分布进行分析说明。并计算叶片的安全系数，进行强度校核。 3.叶片的振动分析 （1）叶片静频计算与分析 要求：给出 1 到 6 阶的叶片振型图，并说明其对应振动类型。
（2）叶片动频计算与分析 要求：列表给出叶片在转速为 500rad/s，1000rad/s,1500rad/s, 2000rad/s 下的动频值。 （3）共振分析 要求：根据前面的计算结果，做出叶片共振图（或称 Campbell 图），找出叶片的共振点及共振转速。因为叶片一弯、二弯、一扭振动比较危险，故只对这些情况进行共振分析。 3. 按要求撰写课程设计报告 说明：网格划分必须保证结果具有一定精度。各输出结果图形必须用ANSYS 的图片输出功能，不允许截图，即图片背景不能为黑色。 课程设计报告 基于 ANSYS 的叶片强度与振动分析1. ANSYS 有限元分析的一般步骤 （1）前处理 前处理的目的是建立一个符合实际情况的结构有限元模型。在Preprocessor 处理器中进行。包括：分析环境设置（指定分析工作名称、分析标题）、定义单元类型、定义实常数、定义材料属性（如线弹性材料的弹性模量、泊松比、密度）、建立几何模型（一般用自底向上建模：先定义关键点，由这些点连成线，由线组成面，再由线形
透平机械强度与振动复习题道及答案
动力机械强度与振动复习题 （2013-05-30） 1 对于叶片较长、径高比<10的级，为什么要采用变截面扭叶片？ 采用变截面是为了降低叶型截面上的离心应力。 2 常见的汽轮机叶片的叶根有哪些型式？各有什么特点？ T型叶根:结构简单，加工方便，增大受力面积，提高承载能力，多用于短叶片，加有 凸肩的可用于中长叶片。凸肩T型叶根 枞树型叶根:承载截面按等强度分布，适应性好。但加工复杂，精度要求高。 叉型叶根：强度高，适应性好。同时加工简单，更换方便。 3 围带、拉金有几种形式，各有什么作用？ 围带的型式：整体围带结构型式，铆接围带结构形式 （采用围带或拉金可增加叶片刚性，） 围带：增加叶片刚性，减少级内漏气损失。降低叶片蒸汽力引起的弯应力，调整叶片频率。 拉金：增加叶片刚性，改善振动性能。
4 等截面叶片的横截面积是由哪些强度因素确定的？等截面叶片的离心拉应力与那些因素有关？ 等截面叶片的截面积是根据许用弯曲应力确定的，与拉伸应力无关。 等截面叶片的离心应力 （材料密度，截面积，叶高，转速） 5 离心力在什么情况下引起弯应力？什么是叶片的最佳安装值？ 等截面叶片，各截面形心的连线是一条直线。该直线如果与离心力辐射线重合，则离心力引起的弯曲应力等于零；如果不重合，就产生弯曲应力 变截面叶片，各截面的形心连线通常是一条空间曲线，不可能使其与离心力辐射线完全重合，因此离心力必然引起弯应力。 最佳安装值：叶片应力最大的截面中，其合成应力为最小时的安装值。 6 什么是蠕变，什么叫蠕变极限？请解释 的意义。 零件在高温和应力作用下长期工作时，虽然应力没有超过屈服极限，也会产生塑性变形，而且这种变形随时间不断增长，这种现象称为蠕变。 蠕变极限：通常把一定温度下、在一定时间间隔内引起一定数量的相对蠕变变形量的应力称为蠕变极限。 指当温度为550℃ 、蠕变速度为1X10-5%/h 对应的应力为90MPa 。 5 5502 11090MN/m σ -?=05 5502 10160MN/m σ =05 5502 110 90MN/m σ-?=2 m C FlR ρω=
振动基础知识
精心整理 基本概念和基础知识 一、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 （一）力：力是物体间的相互作用，是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力，也可以有动态力，我们常测试的力主要是动态力，即给结构施加力，激发结构的某些特性，便 （四）振动速度：质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时，其速度为0，这是因为质量块在这两点处，在它改变运动方向之前，必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值，在此点处质量块已经加速到最大值，在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 （五）振动加速度：被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个m/s2或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。
（六）转速：旋转机械的转动速度 （七）简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式――往复运动 d＝Dsin（2πt/T＋Φ） D T f ω和f ω f 将式（ d 振动三要素：振幅D、频率f和相位Φ（八）、表示振动的参数：位移、速度、加速度振动位移：d=Dsin t D
π) 振动速度：v=Dωcosωt=Vsin(ωt+ 2 V=Dω 振动加速度：a=-Dω2sinωt=Asin(ωt+π) A＝-Dω2 （九）振动三要素在工程振动中的意义 1、振幅 ○振幅～物体动态运动或振动的幅度。 ★振幅是振动强度和能量水平的标志，是评价机器运转状态优劣的主要指标。 即“有没有问题看振幅”。 ○峰峰值、单峰值、有效值 振幅的量值可以表示为峰峰值（pp）、 单峰值（p）、有效值（rms）或平均值（ap）。 峰峰值是整个振动历程的最大值，即正峰 与负峰之间的差值；单峰值是正峰或负峰 的最大值；有效值即均方根值。 ○振动位移、振动速度、振动加速度 振幅分别用振动位移、振动速度、振 动加速度值加以描述、度量，三者相互之间可以通过微分或积分进行换算。在振动测量中，除特别注明外，习惯上： ○振动位移的量值为峰峰值，单位是微米[μm]或毫米[mm]； ○振动速度的量值为有效值（均方根值），单位是毫米/秒[mm/s]； ○振动加速度的量值是单峰值，单位是米/秒平方[m/s2]或重力加速度[g]，1[g]=9.81[m/s2]。 ○峰峰值、有效值、单峰值三者之间的量值关系 单峰值=峰峰值/2，有效值=0.707峰峰值（峰峰值=1.414有效值） 平均值=0.637峰峰值，平均值应用较少。 △在低频范围内，振动强度与位移成正比； △在中频范围内，振动强度与速度成正比； △在高频范围内，振动强度与加速度成正比。 频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长，速度、加速度的数值相对
(完整word版)汽轮机异常振动分析及处理
汽轮机异常振动分析及处理 一、汽轮机设备概述 国华宝电汽轮机为上海汽轮机有限公司制造的超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机，型号为NZK600-24.2/566/566。具有较高的效率和变负荷适应性，采用数字式电液调节（DEH）系统，可以采用定压和定—滑—定任何一种运行方式。定—滑—定运行时，滑压运行范围40～90%BMCR。本机设有7段非调整式抽汽向三台高压加热器、除氧器、三台低压加热器组成的回热系统及辅助蒸汽系统供汽。 高中压转子、低压转子为无中心孔合金钢整锻转子，高中压转子和低压转子之间装有刚性法兰联轴器，低压转子和发电机转子通过联轴器刚性联接。整个轴系轴向位置是靠高压转子前端的推力盘来定位的，由此构成了机组动静之间的相对死点。整个轴系由 7个支持轴承支撑，高中压缸、低压缸和碳刷共五个支持轴承为四瓦块可倾瓦，发电机两个轴承为可倾瓦端盖式轴承，推力轴承安装在前轴承箱内。推力轴承采用LEG轴承，工作瓦块和定位瓦块各八块。盘车装置安装在发电机与低压缸之间，为链条、蜗轮蜗杆、齿轮复合减速摆动啮合低速盘车装置，盘车转速为2.38r/min。 运行中为提高机组真空严密性，将机组轴封密封蒸汽压力由设计28kp提高至 40kp—60kp（以轴封漏汽量而定）。虽然提高了运行经济性但也增大了轴封漏汽量，可能会使润滑油带水并影响到机组胀差和振动，现为试验中，无法得出准确结论。#1机组大修后启机发生过因转子质量不平衡引起多瓦振动，经调整平衡块后得以改善。正常停机时出现过因胀差控制不当造成多瓦振动，也可能和滑销系统卡涩有一定关系。#2机组正常运行中（无负荷变化）偶尔会出现单各瓦振动上升现象，不做运行调整，振动达到高点之后迅速回落，一段时间后又会恢复正常，至今未查明原因。机组采用顺序阀运行时，在高低负荷变换时会发生#1瓦振动短时增大现象，暂定为高压调阀开关时汽流激振引起的振动。机组异常振动是经常发生又十分复杂的故障，要迅速做出判断处理，才能将危害降到最低。 二、机组异常振动原因 1、机组运行中心不正引起振动 （1）汽轮机启动时，如暖机时间不够，升速或加负荷过快，将引起汽缸受热膨胀不均匀，或滑销系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会造成汽缸对转子发生相对偏斜，机组出现不正常的位移，产生振动。 （2）机组运行中，若真空下降，将使低压缸排汽温度升高，后轴承座受热上抬，因而破坏机组的中心，引起振动。
风机振动原因分析
电站风机振动故障的几种简易诊断 2009-11-18 11:20:44 来源：中国化工仪器网 风机是电站的重要辅机，风机出现故障或事故时，将引起发电机组降低出力或停运，造成发电量损失。而电站风机运行中出现最多、影响最大的就是振动，因此，当振动故障出现时，尤其是在故障预兆期内，迅速作出正确的诊断，具有重要的意义。简易诊断是根据设备的振动或其他状态信息，不用昂贵的仪器，通常运用普通的测振仪，自制的听针，通过听、看、摸、闻等方式，判断一般风机振动故障的原因。文中所述振动基于电厂离心式送风机、引风 机和排粉机。1 轴承座振动 1.1 转子质量不平衡引起的振动 在现场发生的风机轴承振动中，属于转子质量不平衡的振动占多数。造成转子质量不平衡的原因主要有：叶轮磨损(主要是叶片)不均匀或腐蚀；叶片表面有不均匀积灰或附着物(如铁锈)；机翼中空叶片或其他部位空腔粘灰；主轴局部高温使轴弯曲；叶轮检修后未找平衡；叶轮强度不足造成叶轮开裂或局部变形；叶轮上零件松动或连接件不紧固。转子不平衡引起的振动的特征：①振动值以水平方向为最大，而轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处；②振幅随转数升高而增大；③振动频率与转速频率相等；④振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感；⑤空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时，测量的相位角值不稳定，其振动频率为30%～50%工作转速。 1.2 动静部分之间碰摩引起的振动 如集流器出口与叶轮进口碰摩、叶轮与机壳碰摩、主轴与密封装置之间碰摩。其振动特征：振动不稳定；振动是自激振动与转速无关；摩擦严重时会发生反向涡动； 1.3 滚动轴承异常引起的振动 1.3.1 轴承装配不良的振动 如果轴颈或轴肩台加工不良，轴颈弯曲，轴承安装倾斜，轴承内圈装配后造成与轴心线不重合，使轴承每转一圈产生一次交变的轴向力作用，滚动轴承的固定圆螺母松动造成 局部振动。其振动特征为：振动值以轴向为最大；振动频率与旋转频率相等。 1.3.2 滚动轴承表面损坏的振动 滚动轴承由于制造质量差、润滑不良、异物进入、与轴承箱的间隙不合标准等，会出现磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂而造成损坏后，滚珠相互撞击而产生的高频冲击振动将传给轴承座，把加速度传感器放在轴承座上，即可监测到高频冲击振动信号。这种振动稳定性很差，与负荷无关，振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大，振动的精密诊断要借助频谱分析，运用频谱分析可以准确判断轴承损坏的准确位置和损坏程度，在此不加阐述。表1列出滚动轴承异常现象的检测，可以看出各种缺陷所对应的异常现象中，振动是最普遍的现象，抓住振动监测就可以判断出绝大多数故障，再辅以声音、温度、磨耗金属的监测，以及定期测定轴承间隙，就可在早期预查出滚动轴承的一切缺陷。 1.4 轴承座基础刚度不够引起的振动 基础灌浆不良，地脚螺栓松动，垫片松动，机座连接不牢固，都将引起剧烈的强迫共振现象。这种振动的特征：①有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大，且以径向分量最大；②振动频率为转速的1、3、5、7等奇数倍频率组合，其中3倍的分量值最高为其频域特征。 1.5 联轴器异常引起的振动 联轴器安装不正，风机和电机轴不同心，风机与电机轴在找正时，未考虑运行时轴向位移的补偿量，这些都会引起风机、电机振动。其振动特征为：①振动为不定性的，随负荷变化剧烈，空转时轻，满载时大，振动稳定性较好；②轴心偏差越大，振动越大；③电机
发动机振动强度
发动机强度与振动 第一章课后作业 学号：姓名： 1.1 简要解释下列名词术语： （1）弯矩补偿 弯矩补偿：在叶片设计时，通过离心力弯矩来抵消一部分气动力弯矩，使叶片截面上的合成弯矩最小或达到某一数值，以减小叶片截面上的总弯曲应力值。 （2）自然补偿 自然补偿：弯曲变形后，截面重心偏离，形成附加弯矩，使离心弯矩对气动弯矩的补偿作用加大，也称附加补偿为自然补偿。 （3）罩量调整 罩量调整：罩量是叶片各截面重心相对于Z轴的偏移量；以根部截面为调整对象，对罩量进行调整为罩量调整。调整需考虑的因素有气动状态、加工和安装等。 1.2 简要回答下列问题： （1）发动机工作中转子叶片受哪些负荷？ 离心力、气动力、热应力、交变载荷、随机载荷 （2）转子叶片应力计算中，至少应考虑哪些工作状态？ 最大气动状态，H=0, Ma＝M max，n＝n max 最小气动状态，H=H max, n＝n额定或n巡航 最高温度状态，T=Tmax 地面试车, 即设计状态，H=0, Ma＝0， n＝ n max （3）航空发动机转子叶片截面上承受什么弯矩？通常采用什么方法来降低截面上的弯曲应力？ 气动力弯矩和离心力弯矩；采用弯矩补偿降低截面上的弯曲应力。 （4）离心补偿，或称弯曲补偿，在转子叶片设计中如何实现？补偿系数如何确定？ 使气动力弯矩和离心弯矩作用方向相反，从而减小合成弯矩。 补偿系数为0.2至0.8，应根据叶片在最常应用的工况和最危险工况下进行离心补偿设计，选择补偿系数还应考虑其他工况，以避免叶片出现过补偿现象。 （5）试用图说明在同一转子上压气机和涡轮转子叶片各截面的重心分布规律(沿周向及轴
向)，并阐述其原因。 压气机 压气机对气体做功，受到的气动弯矩与航向相反，则，离心弯矩应与航向相同，故重心向左。 受到的气动弯矩与转向相反，则，离心弯矩应与转向向相同，故重心向左。 涡轮 气体对涡轮做功，涡轮叶片受到的气动力弯矩与航向相同，则离心弯矩应与航向相反，所以涡轮叶 片重心向右。 气体对涡轮做功，涡轮叶片受到的气动力弯矩与转子旋向相同，则离心弯矩应与旋向相反，所以涡轮叶片重心向右。 （6）转子叶片的叶型截面上，通常何处应力最大？为什么？ 转子叶片叶根部位应力最大，因为叶根部位承受的离心力和弯矩均最大。 （7）长而薄的转子叶片，其弯曲变形对叶片应力有何影响？ 弯曲变形后，截面重心偏离，形成附加弯矩，使离心弯矩对气动弯矩的补偿作用加大，也称附加补偿为自然补偿。 0,0y x ≥≤0, 0y x ≤≥
振动单位换算表
振动单位换算表 加速度 位移 频率 sec /0254.0sec /1sec /807.91sec /174.321m in m g ft g === mm cm mm in mm mil in mil 1014.2510254.01001.01==== cpm rmp Hz rpm rpm Hz rad Hz cps Hz 110167.01601sec /159.0111===== 位移、速度、加速度振幅值换算表(0-peak)值 位移 [D] (mm) 速度[V] (mm/sec) 加速度[A] (g) 位移[D] (mm) --------------- f V D /159.0= 2/249f A D = 速度[V] (mm/sec) fD V 28.6= --------------- f A V /1558= 加速度[A] (g) D f A 2004.0= fV A 00064.0= --------------- 注：适用于单一频率f (Hz)换算。 振幅表示模式换算表 Peak Peak to Peak RMS Average Peak 1 Peak to Peak 2 1 RMS 1 Average 1 Average 值 =×peak 值 RMS 值 =×Peak 值 Peak 值 =×RMS 值 Peak to Peak 值= 2 ×Peak 值 Peak to Peak 值=×RMS 值 对一个单一频率的振动，速度峰值是位移
峰值的2πf倍，加速度峰值又是速度峰值的2πf倍。当然要注意位移一般用的峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。 还要注意现场测量的位移是轴和轴瓦的相对振动，速度和加速度测的是轴瓦的绝对振动。假设一个振动的速度一定，是5mm/s，大家可以自己算下如果是低频振动，其位移会很大，但加速度很小。高频振动位移则极小，加速度很大。 所以一般在低频区域都用位移，高频区域用加速度，中频用速度。但使用范围也有重叠。位移值体现的是设备在空间上的振动范围，因此取其峰峰值，电力行业一般以位移为评判标准。速度的有效值和振动的能量是成比例的，其大小代表了振动能量的大小，现在出了电力行业基本上都是以速度有效值为标准的。加速度和力成正比，一般用其峰值，其大小表示了振动中最大的冲击力，冲击力大设备更容易疲劳损坏，现在没有加速度的标准。 振动幅值的表达式是正弦函数形式的，位移微分得到速度，速度微分得到加速度。则：振动位移方程式： Y=Asinωt 振动速度方程式： V= -Aωcosωt 振动速度方程式： G= -Aωωsinωt 如果振动频率为f的话，那么ω=2πf 其中π= 如果是单频率f的振动，位移的幅值为A，则速度幅值为2πfA，加速度幅值为2πf*2πfA。但是工程中读取的振动值，位移用峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。所以一个单频率的振动，位移读数是A的话，速度应该是πfA，加速度是2πf*πfA。 但是因为现场是复杂的，不是单一频率的振动，所以位移，速度和加速度读数间通常没有确定的换算关系。但是振动频率比较单一，以一个频率为主时可以利用上述关系近似计算。 计算方法举例： s = 峰值偏移振幅，μm N = 频率min-1 f = 频率Hz Veff = 有效振动速率mm/s s N Veff =
关于汽轮机振动分析及处理
关于汽轮机振动分析及处理 火力发电是我们公司主要安装的机组为了保证机组运行稳定，我们安装必须按照图纸施工。汽轮机作为发电系统的重要组成部分，其故障率的减少对于整个系统都有着重要的意义。汽轮机异常振动是发电厂常见故障中比较难确定故障原因的一种故障，针对这样的情况，加强汽轮机异常振动分析，为安装部门提供基础分析就显得极为必要。 一、汽轮机异常振动原因分析。 由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除。 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。针对着三个主要方面以下进行了详细的论述。 （一）汽流激振现象与故障排除（安装不需考虑）。 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，如负荷，且增大应该呈突发性。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间（一年以上）记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50/h 的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除。 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。 与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。 （三）摩擦振动的特征、原因与排除 摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩
风机运行中常见故障原因分析及其处理
风机运行中常见故障原因分析及其处理方法
风机是一种将原动机的机械能转换为输送气体、给予气体能量的机械，是机 械热端最关键机械设备之一，虽然风机的故障类型繁多，原因也很复杂，但根据 经验实际运行中风机故障较多的是：轴承振动、轴承温度高、运行时异响等。 1 风机轴承振动超标 风机轴承振动是运行中常见的故障，风机的振动会引起轴承和叶片损坏、螺 栓松动、机壳和风道损坏等故障，严重危及风机的安全运行。风机轴承振动超标 的原因较多， 如能针对不同的现象分析原因采取恰当的处理办法，往往能起到事 半功倍的效果。 1．1 叶片非工作面积灰引起风机振动 这类缺陷常见现象主要表现为风机在运行中振动突然上升。 这是因为当气体 进入叶轮时，与旋转的叶片工作面存在一定的角度，根据流体力学原理，气体在 叶片的非工作面一定有旋涡产生， 于是气体中的灰粒由于旋涡作用会慢慢地沉积 在非工作面上。 机翼型的叶片最易积灰。当积灰达到一定的重量时由于叶轮旋转 离心力的作用将一部分大块的积灰甩出叶轮。 由于各叶片上的积灰不可能完全均 匀一致， 聚集或可甩走的灰块时间不一定同步，结果因为叶片的积灰不均匀导致 叶轮质量分布不平衡，从而使风机振动增大。 在这种情况下，通常只需把叶片上的积灰铲除，叶轮又将重新达到平衡，从 而减少风机的振动。 在实际工作中，通常的处理方法是临时停机后打开风机叶轮 外壳，检修人员进入机壳内清除叶轮上的积灰。 1．2 叶片磨损引起风机振动 磨损是风机中最常见的现象，风机在运行中振动缓慢上升，一般是由于叶片 磨损， 平衡破坏后造成的。 此时处理风机振动的问题一般是在停机后做动平衡校 正。 1．3 风道系统振动导致引风机的振动 烟、 风道的振动通常会引起风机的受迫振动。这是生产中容易出现而又容易 忽视的情况。风机出口扩散筒随负荷的增大，进、出风量增大，振动也会随之改 变，而一般扩散筒的下部只有 4 个支点，如图 2 所示，另一边的接头石棉帆布是 软接头，这样一来整个扩散筒的 60％重量是悬吊受力。从图中可以看出轴承座 的振动直接与扩散筒有关，故负荷越大，轴承产生振动越大。针对这种状况，在 扩散筒出口端下面增加一个活支点（如图 3），可升可降可移动。当机组负荷变 化时，只需微调该支点，即可消除振动。经过现场实践效果非常显著。该种情况 在风道较短的情况下更容易出现。
振幅、加速度、振动频率三者的关系式
振动加速度、振幅、频率三者关系 在低频范围内,振动强度与位移成正比;在中频范围内,振动强度与速度成正比;在高频范围内,振动强度与加速度成正比。因为频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长,速度、加速度的数值相对较小且变化量更小,因此振动位移能够更清晰地反映出振动强度的大小;而频率高,意味着振动次数多、过程短,速度、尤其是加速度的数值及变化量大,因此振动强度与振动加速度成正比。 也可以认为,振动位移具体地反映了间隙的大小,振动速度反映了能量的大小,振动加速度反映了冲击力的大小。 振动加速度的量值是单峰值,单位是重力加速度[g]或米/秒平方[m/s2],1[g] = 9.81[m/s2]。 最大加速度20g(单位为g)。 最大加速度=0.002×f2(频率Hz的平方)×D(振幅p-pmm)f2:频率的平方值 举例:10Hz最大加速度=0.002×10*10×5=1g 在任何頻率下最加速度不可大于20g 最大振幅5mm 最大振幅=20/(0.002×f2) 举例:100Hz最大振幅=20/(0.002×100*100)=1mm 在任何频率下振幅不可大于5mm 加速度与振幅换算1g=9.8m/s2
A = 0.002 *F2 *D A:加速度(g) F:頻率(Hz) 2是F的平方D:位移量(mm) 2-13.2Hz 振幅为1mm 13.2-100Hz 加速度为7m/s2 A=0,002X(2X2)X1 A=0.002X4X1 A=0.008g 单位转换1g=9.81m/s2 A=0.07848 m/s2, 也就是2Hz频率时。它的加速度是0.07848m/s2. 以上公式按到对应的参数输入计算套出你想要的结果
汽轮机异常振动分析与排除 贾峰
汽轮机异常振动分析与排除贾峰 发表时间：2018-11-18T20:20:10.497Z 来源：《防护工程》2018年第20期作者：贾峰王舰[导读] 在我们国家，广大的北方区域因为水少，大多是依靠火力来发电的。只有做好了电力供应才可以确保城市的稳定。 抚顺石化工程建设有限公司第七分公司辽宁抚顺 113008 摘要：在我们国家，广大的北方区域因为水少，大多是依靠火力来发电的。只有做好了电力供应才可以确保城市的稳定。为确保供电合理，电厂的维修机构都会在规定的时间中对设备开展详细的分析和维护。然而汽轮机作为发电体系中非常关键的一个构成要素，它的问题率的降低对于综合体系的发展来讲，意义非常多关键。它的不正常振动是目前来讲，非常难以应对的一个问题。对于这种状态，强化对 其不正常振动的探索，为维修机构提供必需的分析就变得非常的关键。 关键词：汽轮机；异常振动成因；排除措施 1汽轮机异常振动的原因 1.1汽流激振现象造成的异常振动 当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时，首先应当分析是否是由汽流激振造成的故障问题。由于大型汽轮机的末级较长，当汽轮机在运行时极易出现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况，从而造成汽流激振现象。汽流激振现象具有两个较为明显的特征：第一，当汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频分量；第二，运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。在判断汽轮机是否出现汽流激振现象时，需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断，通过对汽轮机长时间的振动数据进行分析，可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。 1.2转子热变形造成的异常振动 汽轮机在运行过程中会出现转子热变形造成的异常振动情况，需要工作人员对转子热变形的成因进行分析，尽可能避免汽轮机的异常振动情况。造成汽轮机转子热变形的原因有很多，主要原因包括：汽轮机运行引发转子热度过热、汽轮机气缸出现进水情况、气缸中进入冷空气与气缸造成摩擦、汽轮机中心孔进油、汽轮机发电机转子冷却温度出现差异，以上原因均能造成汽轮机转子热变形情况的发生。当转子由于温度过热出现变形问题时，会直接造成汽轮机的异常振动，由于转子热变形情况可能是临时危害，也可能是永久危害，需要工作人员对转子热变形的危害情况进行判断，避免转子热变形对汽轮机的正常运行造成过于严重的影响。 1.3摩擦造成的异常振动 汽轮机由于长时间运行，对各个零部件均会造成不同程度的摩擦损伤，当零部件的摩擦损害过于严重时，则会造成汽轮机的异常振动问题。汽轮机摩擦出现异常振动的特征如下：第一，转子热变形会对汽轮机造成不平衡力，使汽轮机的振动信号受到影响，会出现少量分频、倍频以及高频分量等现象；第二，当汽轮机发生摩擦时，汽轮机的振动会出现波动，波动的持续时间较长。而汽轮机摩擦过于严重时，汽轮机的振动幅度会大幅增加；第三，汽轮机在延缓运行过程中，下降速度超过临界点时，汽轮机的振动幅度会增大。当汽轮机停止转动后，汽轮机的测量轴会出现明显晃动。简而言之，汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩擦致使汽轮机温度升高，局部温度过热造成转子热变形，产生不平衡力造成的异常振动。 2汽轮机组常见异常振动排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。针对着三个主要方面以下进行了详细的论述。 2.1汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，如负荷，且增大应该呈突发性。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间（一年以上）记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 2.2转子热变形导致的机组异常振动特征原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。 2.3摩擦振动的特征原因与排除 一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。
《发动机强度与振动》实验指导书
《发动机强度与振动》 实验指导书 哈尔滨工业大学制 2012年12月
实验一叶片的自由振动 发动机是航空飞行器的“心脏”，而叶片是航空发动机的重要部件，其数量众多，工作条件恶劣，因叶片损坏造成的发动机失效事件占70%以上。为确保叶片在发动机中安全运行，必须避开叶片的共振区，避免共振现象的发生。 为此，我们除了从理论上计算叶片的自振频率，使之不落入共振区外，还要对叶片振动特性进行实际测定。这一方面是由于叶片的几何形状复杂，对自振频率产生影响的因素很多，理论计算结果可能存在较大的偏差；另一方面是由于发动机运行一阶段后，由于腐蚀、磨损、榫头热变形等因素，叶片的自振频率可能会发生一定的变化。这就要对叶片进行定期监测，为发动机安全、可靠运行提供重要的依据。 为帮助同学们深入学好叶片振动理论，本实验利用平板叶片模拟实际叶片，其振型直观、易辨认，具有代表性，有利于对叶片振动特性的掌握。 一、实验目的 1、通过实验加深理解单个叶片自由振动的特征； 2、掌握自振法测定叶片一阶自振频率的基本方法。 二、实验内容： 1、用自振法测定叶片的一阶自振频率； 2、观察不同频率比下的李沙育图形。 三、基本原理 1、叶片的自由振动 航空发动机叶片是具有多个自由度的弹性体，理论上它具有无限多个自振频率和相应的主振型。叶片受到外力激励后发生自由振动，其实际的振型曲线为各阶主振型迭加的结果，且在阻尼的作用下，叶片自由振动是不断衰减的。由于高阶主振型激发困难，其分量随着阶次增高而减小，且衰减速度随着阶次增高而加快，所以叶片在自由振动过程中，合成振型中高次振型很快衰减，从而呈现为最
易激发的主振型。由于一阶振型最易激发，且衰减相对较慢，因此通常情况下通过叶片的自由振动实验能够测定叶片的一阶自振频率。 2、 磁阻式振动传感器的工作原理 磁阻式振动传感器利用线圈电感或 互感的改变来实现对振动信号的测量， 它具有结构简单，寿命长，灵明度和分 辨率高等特点。其结构原理如图1所示， 它由永久磁铁1、衔铁2以及感应线圈 3组成，感应线圈套在衔铁上。安装传 感器时，传感器的轴线应与叶片振动的 方向一致，并使间隙δ=1-2毫米左右。当叶片发生振动时，δ就会变化，从而改变磁路的磁阻（图中以封闭的虚线表示磁路），因而改变了贯穿感应线圈的磁通量，在线圈中产生感应电势s d dt φ=-。在振动幅度不大的情况下，感应线圈电势是正弦交流电势，其频率等于叶片的振动频率，如果能够把感应电势频率测量出来，也就得到了叶片的自振频率。 3、 用李萨育图形测量频率的方法 当两个简谐信号 分别输入示波器的X 和Y 轴时，示波器荧 光屏上将显示出李萨 育图形。其原理很简 单，在同一平面上的 几个振动分量是在不 同方向上发生，故振 动体上一点的运动轨 迹是在同一个平面上 的封闭曲线，其绘制 方法如图2所示。如 果两个信号的频率成简单的整数比，则可得到稳定的李萨育图形，若两个频率十
振动基础知识分析
基本概念和基础知识 一、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 （一）力：力是物体间的相互作用，是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力，也可以有动态力，我们常测试的力主要是动态力，即给结构施加力，激发结构的某些特性，便于测试了解其结构特性，如模态试验用的力锤。 （二）应力应变：材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量。在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。 （三）振动位移：位移就是质量块运动的总的距离，也就是说当质量块振动时，位移就是质量块上、下运动有多远。位移的单位可以用μm 表示。进一步可以从振动位移的时间波形推出振动的速度和加速度值。
可以是静态位移，可以是动态位移。通常我们测试的都是动态位移量。有角位移、线位移等。 （四）振动速度：质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时，其速度为0，这是因为质量块在这两点处，在它改变运动方向之前，必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值，在此点处质量块已经加速到最大值，在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 （五）振动加速度：被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个m/s2 或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。 （六）转速：旋转机械的转动速度 （七）简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式――往复运动
d＝Dsin（2πt/T＋Φ） D――振动的最大值，称为振幅 T――振动周期，完成一次全振动所需要的时间 f――单位时间内振动的次数,即周期的倒数为振动频率， f ＝1/T （Hz）(1) 频率f 又可用角频率来表示，即 ω＝2π/T （rad/s） ω和f的关系为 ω＝2πf （rad/s）(2) f ＝ω/2π（Hz）(3) 将式（1）、（2）、（3）代入式可得 d ＝D sin（ωt＋Φ）＝Dsin（2πft＋Φ） 可以用正玄或余玄函数描述的振动过程称之为简谐振动