軸振即轉(zhuǎn)軸的徑向振動,目前汽輪機組的軸振普遍采用渦流探頭來測得。其探頭中的線圈有高頻電流通過時,產(chǎn)生高頻電磁場并使得被測轉(zhuǎn)子軸頸表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,并轉(zhuǎn)化成電壓表示出來。而這個電壓隨軸表面與傳感器之間距離改變而變化,如此即實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)軸振動的測量。軸振一般用位移值表示,單位為微米。如果渦流傳感器固定在軸瓦上,測取的是轉(zhuǎn)軸與軸承之間的相對振動;如果傳感器固定在基礎(chǔ)上,則測取的振動近似認為是轉(zhuǎn)軸的絕對振動。
瓦振即軸承座振動,也稱軸承振動。一般由接觸式的速度或加速度傳感器獲得,一般直接固定在軸承蓋上或通過磁座吸附其上,故有時也稱殼振、蓋振。瓦振的測量以垂直方向為主,水平方向次之,軸向振動作為參考。
汽機或發(fā)電機轉(zhuǎn)子由軸承支撐,轉(zhuǎn)軸的振動必然會傳遞給軸承,所以兩者存在一定的聯(lián)系,包括幅值、相位、頻率等。
1、兩者的幅值大小關(guān)系。軸振與瓦振間的幅值比例關(guān)系與軸承座的剛度有很大關(guān)系,通常情況下,如果軸承座位剛性支撐(如一般落地式軸承),認為軸振的幅值約為瓦振的3~6倍。如果支撐剛度偏弱,該比值會相應(yīng)減小,甚至會出現(xiàn)瓦振大于軸振的情況(如東汽60瓦機組低壓轉(zhuǎn)子座缸式軸承座);
2、相位關(guān)系。瓦振一般為速度值,其相位超前軸振的位移值90°,即將速度值變換為位移值時,其相位角需要增加90°。如果振動是由不平衡引起,不平衡質(zhì)量的相位與軸振的相位存在固定關(guān)系,同時它與瓦振的相位也有類似關(guān)系,正是因為有這樣的關(guān)系,使得現(xiàn)場通過瓦振進行動平衡成為可能。
3、頻率關(guān)系。兩者有著幾乎一致的頻率成份,差別在于將速度值積分成位移值時,會損失掉部分高頻分量,所以在對滾動軸承、風機輪轂、泵體葉輪等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機械振動測量時,習慣用振動的速度值來進行故障分析,因為其能提供更為豐富的頻譜信息。
國內(nèi)汽輪發(fā)電機組的振動多采用相對軸振,其反映的是轉(zhuǎn)子相對于支撐或缸體的振動,轉(zhuǎn)子的軸振大,表示轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)一周時,離開平衡距離的位移大。瓦振是絕對振動,反映軸承座等相對于基礎(chǔ)的振動。在現(xiàn)代的汽輪機振動檢測中,軸振與瓦振都是必要。如果一個轉(zhuǎn)子的相對軸振很小而瓦振很大,意味著站在固連于缸體的運動座標上看,轉(zhuǎn)軸相對于支撐系統(tǒng)的位移變化很小,兩者相對接觸可以避免;但轉(zhuǎn)子本身的動應(yīng)力和軸承支承受到的動應(yīng)力還取決于缸體本身的振動量值;缸體和支承振動大,轉(zhuǎn)子和構(gòu)件承受的動應(yīng)力必定高,所以軸振與瓦振任一超標都是不可接受的。
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