摘　要：簡介了旋轉機械故障診斷的（de）意義及其理論基礎。以壓縮機為例（lì）闡（chǎn）述了診斷方法，Z後得（dé）出了其所具有的優越性等結論。
　　關鍵詞：旋轉（zhuǎn）機械（xiè）；故障診斷；機械振動
　　0　引言
　　旋轉機械故障診斷技術是隨著現（xiàn）代工業大生產的發展而發展起來的一項設備診斷技術。它是研究（jiū）設備運行中（zhōng）或停機時基本不拆卸的情況下，掌握設備的運行（háng）現狀，判定設備（bèi）故障的部（bù）位、原因、嚴重程（chéng）度和狀態，預測設備可靠性和壽命，並提出解決方案的技術。其研究的內容涉及模式識別、現代控製理論、信號處理技術、人工智能、電子技術（shù）、統計數學、模糊數（shù）學、計算機科（kē）學、灰（huī）色係統理論等多方麵的內容。對旋轉機械（xiè）進行診斷包括對設備的性能進行（háng）診斷和對設備的故障（zhàng）進行診斷兩方麵內容。大型旋（xuán）轉機械如風機、壓縮機、汽輪機和燃氣輪機等設備，是（shì）石油、化工、冶金、航天及電力（lì）等現代（dài）重要生產部門中的關鍵生產工具，對這些設備（bèi）開展性能（néng）監測與故障診斷工作，具有重要的意義^[1]。
　　1　現實（shí）要（yào）求
　　當前我國對設備（bèi）的維護仍采用傳統的計劃（huá）、定期維修。而這種方法帶有（yǒu）很大的盲（máng）目性，設（shè）備有無故障、故障類型、故（gù）障（zhàng）部位及故障程度難以準確把握。另外，由於良（liáng）好部位的反複（fù）拆卸，機械性能往往不理（lǐ）想，甚（shèn）至（zhì）低於檢修前。而且，沒有必要的超（chāo）前維修，帶來人力、物力的巨大浪費（fèi）。故障診斷儀（yí）器的廣泛應用，使（shǐ）對機械設備的維護由計劃、定期檢修走向狀態、預知檢修變為現實，使機械（xiè）設備的維護方式發（fā）生了根本性革命。狀態監測避免了機械的突發故障，從而避免了被迫（pò）停機而影響生（shēng）產；機械狀態分析為預知機械設備的維（wéi）修提供了可靠依（yī）據，即可做到測量表明有必要時才（cái）進（jìn）行維修。使得能夠及時準備維（wéi）修部件，安排維修計劃，克服了定（dìng）期維修帶來（lái）的不必要的經濟（jì）損（sǔn）失和設備性能的下降；完善的診（zhěn）斷能力可準確指出故障類型（xíng）和故障（zhàng）部位，避免維修的盲目性，使監測簡單易行，大大（dà）縮短了維（wéi）修工期；完善的設備（bèi）管理軟件，又可使企業設備管理自動化。由此可見，狀態（tài）檢測給企業（yè）帶來的（de）經濟效益是十分（fèn）顯著的。如實行狀態維（wéi）修後，某化工（gōng）廠年維護修理工作由2567台減至21台；某電機廠維（wéi）護（hù）費用下降了65%。某造紙廠年節約18萬美元，而振動監測設備一次性投資僅是此數的13%^[2]。
　　2　旋轉機械故障診斷技術理論基（jī）礎
　　旋轉機械的主（zhǔ）要功能是由旋轉部件來完成的，轉（zhuǎn）子是其Z主要的部件。旋轉機械發生故障的主要特征是機器伴有異（yì）常的振動和噪聲，其（qí）振動信號從幅域、頻域和時域反映（yìng）了機器的故障信息。因此，了解旋轉（zhuǎn）機械在（zài）故障狀態下的振動機理（lǐ），對於監測機器的運行狀態和提高（gāo）診（zhěn）斷故障的準確率都（dōu）非（fēi）常重要。利用振動檢測係統可（kě）及時發（fā）現和識（shí）別這些（xiē）異常振動（dòng）現象，通（tōng）過振動發展趨勢觀察分析，控製或減少振（zhèn）動，避免發生重大事（shì）故。
　　大型旋轉機械常見的故障原因分類為：⑴設計原因：設計不當，運行時發生（shēng）強（qiáng）迫振動或自激（jī）振動；結構（gòu）不合理，應力集中；設計（jì）工作轉速接近或落入（rù）臨界轉速區；熱膨脹（zhàng）量計算不準，導致熱（rè）態對中不良；⑵製造原因：零部件（jiàn）加工製（zhì）造不良，精（jīng）度不夠；零件材質不良，強度不夠，製（zhì）造缺陷；轉子（zǐ）動平衡不符合技術要求；⑶安裝、維修（xiū）：機械安裝不當，零部（bù）件錯位（wèi），預負荷大；機器幾何參數調整（zhěng）不當；未按規程檢修，破壞了機器原有的配合性質和精度；⑷操作運（yùn）行：工藝參數（如介質的溫度（dù）、壓力、流量（liàng）、負荷等）偏離設計（jì）值，機器運行工況不正常；運行點接近（jìn）或落入臨（lín）界（jiè）轉速區；潤滑或冷卻不良^[3]。
　　3　在旋轉機械運行中的實際應用
　　係統能夠對常見的不平衡（héng）、不（bú）對中、轉（zhuǎn）子碰摩、油膜振蕩、氣流激振、部件脫落、軸承損壞、鬆動（dòng）、旋轉失（shī）速和喘振等故障進（jìn）行診斷，診斷結果成立的依據和故障的處理意見等。
　　3.1 應用（yòng）實例
　　某壓縮機組由一台直流（liú）電動機驅動增速機然後帶動壓（yā）縮機工作，整台機組（zǔ）安裝在同一基礎上，如圖1所示。電動機和（hé）增速機輸入轉速為1500r/min，增速機（jī）輸出端和壓縮機轉速為7758r/min。 　　現場測試結果發現3號測點的位移（yí）、速度（dù）峰值均超過允許值。從圖2中的3號測（cè）點位移頻譜圖與（yǔ）圖3的速度頻譜圖看，25Hz與50Hz均為電機和增速機（jī）輸（shū）入端軸的（de）旋轉頻率與旋轉頻率的倍頻，不易看出故障（zhàng）原因，為此對測點的結構進行了分析。 　　3.2 測點分析
　　3號（hào）測（cè）點置於齒輪箱（xiāng）頂蓋上。由於箱蓋不是直接壓在軸承蓋上，而且箱蓋的剛度（dù）不（bú）是很大，所以（yǐ）必須考慮傳遞途徑（jìng）的影響。通（tōng）常可以應用倒（dǎo）頻（pín）譜分析，分（fèn）離其影響，但限於設備條件，故采用調整測點的方法，將測點布置在軸承座的基座8號測（cè）點位置，避免了傳遞途徑的影響。其8號測點的位移和速度頻譜圖如圖4和圖（tú）5所示。 　　3.3 診斷
　　由（yóu）圖4和圖5可見，50Hz的幅值與前麵比較大大增加，甚（shèn）至（zhì）超過工頻25Hz的（de）幅（fú）值（zhí），是二倍（bèi）頻（不是電網頻率），同時發現三倍頻75Hz的幅值（zhí）也比較大。由此說明該軸（zhóu）承座存在異常現（xiàn）象。
　　根據二倍頻和（hé）三倍頻的幅值大的特點，考慮到齒輪箱前軸承端處有一聯軸器，故診斷為電機和齒輪箱的聯軸器對中不良。
　　停機後對該（gāi）聯軸器進行測量發現：對中超差甚大，在垂（chuí）直方向兩軸中心偏移達0.15mm，電機的中心較高。采取使（shǐ）電機中心下降的措施（shī），再（zài）開機測試和進行頻譜分析。結（jié）果發現3號測點的位移振幅減為（wéi）0.006mm（原（yuán）為0.15mm），速度峰值為3mm/s（原為9mm/s）。其它各測（cè）點處的振幅也平（píng）均降低了25%。其中8號測點對中後的位移和速度的頻譜圖如圖6和圖7所示。由圖（tú）可見（jiàn），二倍頻和三倍頻成分已基本消失^[4-5]。 　　3.4 實例（lì）結論
　　用振動信號處（chù）理技術來診斷旋轉機械的轉子不對（duì）中的故障是可行的，選擇測點時，要考慮傳遞（dì）途徑的影響。
　　4　結束語
　　旋轉（zhuǎn）機（jī）械故（gù）障診斷技術在減少突發性事故，提（tí）高設備的安全可靠性；提高設備（bèi）可用率，降低設備強迫停運；降低了維修費用及壽命（mìng）周期費用；延長了設備使用壽命等（děng）方麵有著不可（kě）替代的作（zuò）用。由於旋轉（zhuǎn）機械故障診（zhěn）斷技術具有以上的優點，目前（qián）上一些發（fā）達國家已（yǐ）經80%采用該技術，國內企業也取得了一些改造的成功經驗（yàn）。實踐證明：采用旋（xuán）轉機（jī）械故（gù）障診斷技術，無論在降低經濟成本（běn）還是安全保證都是Z有效的途徑。它將在技術的推廣應用中得到更加充分的體現並在實踐中不斷（duàn）得到完善。
　　參考文獻：
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　　[4] 戴紅生（shēng）,韓曉崗,姚玉（yù）傳.分頻段技（jì）術在旋（xuán）轉機械的（de）頻段振動分析中的應用[J].華東電力,2002(3):43-45.
　　[5]王秉仁.旋轉機械振動監測及故障診斷中的（de）分頻（pín）段控製[J].電站係統工程,1997,13(4):50-52.