发电机轴承异响检查方法（机械振动故障诊断）

发电机轴承异响检查方法（机械振动故障诊断）振动数据采集仪和测试分析软件鉴于轴振动测试存在误差，暂不从在线系统采集数据，使用自带的传感器和数据采集仪。现场查看轴振动测量表面非常粗糙，显然会影响振动测试的准确性。经测试，3#瓦附近测量面本身误差相对较小（＜20um），其余测量面表面更差，最大误差约50um。除去测量误差，3瓦振动实际上仍然严重超标。下图为4#瓦附近测量面：4#瓦轴振动探头和测量表面另外厂家称，大修期间汽轮机和发电机转子都拉出去在动平衡机上做了高速动平衡，但只有汽轮机转子加了配重，发电机平衡合格未加配重。

【机械·振动故障诊断】发电机轴承座问题造成的振动超标

• 简介

某化工厂50MW汽轮发电机组由汽轮机、发电机及励磁机组成，汽轮机和发电机转子由刚性联轴器连接，各由两个椭圆瓦支撑，瓦背是球形。机组经大修后，3瓦振动超过150um，远超停机保护值，厂家怀疑转子动平衡存在问题，要求前去做现场动平衡（field balancing）。

3#瓦轴振严重超标

本人到现场后了解了一些情况，从汽轮机往电机方向看，转子旋向为顺时针，每个轴瓦附近布置两个轴振动探头，系统把竖直面左45°定义为Y，右45°定义为X。此外每个轴承座顶部中心位置安装一个速度传感器，用于测量轴承座的垂直振动，经在线系统积分处理后显示为位移量。

从励磁机一侧拍摄的机组全貌

现场查看轴振动测量表面非常粗糙，显然会影响振动测试的准确性。经测试，3#瓦附近测量面本身误差相对较小（＜20um），其余测量面表面更差，最大误差约50um。除去测量误差，3瓦振动实际上仍然严重超标。下图为4#瓦附近测量面：

4#瓦轴振动探头和测量表面

另外厂家称，大修期间汽轮机和发电机转子都拉出去在动平衡机上做了高速动平衡，但只有汽轮机转子加了配重，发电机平衡合格未加配重。

• 现场测试

鉴于轴振动测试存在误差，暂不从在线系统采集数据，使用自带的传感器和数据采集仪。

振动数据采集仪和测试分析软件

在发电机3#、4#瓦座顶部原装速度传感器附近布置3轴加速度传感器。3000rpm空载测试了3#、4#轴承座顶部振动，见下表：

负荷 3#瓦振（mm/s）	4#瓦振（mm/s）
	水平	垂直	轴向	水平	垂直
0	5.3	2.8	7.7	0.8	1.0
6500	5.5	3.0	7.2	1.0	1.1
11800	4.4	2.7	7.2	1.0	1.0
21000	4.7	3.2	6.6	1.3	1.1
30000	4.3	2.7	6.3	1.0	1.0

3#瓦座除径向振动较大，其能量集中于1X，但并不能断定就是动平衡存在问题。另外轴向振动明显更大，下面是3个方向的频谱图：

3#瓦水平振动速度频谱图

3#瓦垂直振动速度频谱图

3#瓦轴向振动速度频谱图

针对轴向振动大，本人补充测试了一组数据：

3#瓦顶部补充测点

垂向振动
测点	1X振动 （mm/s）	相位 （°）
A	4.8	67
B	3.8	67
C	2.9	66
D	2.3	67
E	1.7	65

3#瓦座工频振动形态图（工频ODS）

数据显示3瓦轴承座顶部垂向振动从发电机侧至汽轮机侧明显减小，且相位一致，据此画出了3瓦的振动形态图（这就是简版的ODS）。现场观察3#轴承座结构左右对称，前后也基本对称，下面是3#瓦座的照片：

3#瓦座照片

• 诊断意见

对3瓦顶部沿轴向分布的5个位置进行了垂向振动测试，数据表明发电机侧振动大，汽轮机侧振动小，分析可能是两个原因：其一，3#瓦座存在偏载，3瓦的球形瓦背可能活动受限，导致发电机侧受力较大，而汽轮机侧受力较小，建议复查3瓦的安装状态；其二，3#轴承座底面与台板接触不良，发电机侧支撑刚度相对较低，建议吊起瓦座检查地面与台板的接触。

关于转子现场动平衡，待以上检修工作完毕后开机试验，如振动仍然超标再做。

• 检修处理

拆开3#轴承座上盖，观察到轴瓦宽度约300mm，但下瓦与底座之间的支撑宽度仅140mm，因此可排除球形瓦背活动受限的疑点。

吊起轴承座，发现垫片不是整片的，而是几十组小垫片，显然这很难保证接触刚度。把这些小垫片清理掉，更换为整块的不锈钢垫片，共2层，外加上下绝缘垫片，共4层。

• 处理结果

上述工作完成后，在线系统显示50MW时3#轴振明显降低，瓦振也明显降低，均达到合格值。

3#瓦座更换底座垫片后

• 总结

从在线测点的数据看，振动能量主要集中于工频50Hz，很容易误判为动平衡不良。如果直接进行现场动平衡，将浪费很长时间并承受很大的生产损失。