【正文】 力成正比；振動頻率等于激振力的頻率；振動相位于激振力的相位有關(guān)；作用在轉(zhuǎn)子上的不平衡力或力矩，不可能完全消除，只能設(shè)法減小。但軸承支撐剛度不足，可能使振幅放大，原來合格的振動變?yōu)椴缓细瘛Ｈ舫霈F(xiàn)異常振動，表明存在機(jī)械故障，影響安全運行。4．發(fā)電機(jī)振動過大，滑環(huán)和電刷磨損加劇，靜子槽楔松動、絕緣磨損。雖然軸承座的振動與轉(zhuǎn)子的振動成比例，但受軸承座剛度的影響，不能真實地反映轉(zhuǎn)子的振動狀況。：轉(zhuǎn)子質(zhì)量的不平衡、轉(zhuǎn)子撓曲、轉(zhuǎn)子連接和對中心的缺陷；動靜部分摩擦；鉚接圍帶脫落、葉片斷裂。通過臨界轉(zhuǎn)速時振幅明顯加大；每轉(zhuǎn)子彎曲：造成質(zhì)量偏心,其振動特點與質(zhì)量不平衡相似,但振幅與彎曲的繞度大小有關(guān),轉(zhuǎn)子晃度變化（增大）；臨界轉(zhuǎn)速下振幅的相位與晃度的相位有關(guān)。對中不良是指“兩聯(lián)軸節(jié)中心錯位，或其端面張口不合適”。其端面張口是在端面垂直于中心線的前提下，考慮運行中軸承座標(biāo)高的變化。若兩側(cè)軸承座在運行中標(biāo)高變化不一致，安裝時則預(yù)留適當(dāng)?shù)闹行腻e位。 中心錯位 上張口 下張口 圖 23 轉(zhuǎn)子質(zhì)量的不平衡本機(jī)組轉(zhuǎn)子采用單軸承支撐，且各軸承座落地，運行中軸承中心基本不變。電磁激振力引起的強迫振動：轉(zhuǎn)子線圈匝間短路，磁場偏心；轉(zhuǎn)子和定子徑向間隙不均勻；定子鐵芯在磁力作用下發(fā)生激烈的振動，改變轉(zhuǎn)子和定子徑向間隙；電磁不平衡力產(chǎn)生的振動，在機(jī)組并網(wǎng)后才會產(chǎn)生，振幅隨勵磁電流的增加而增大。振幅也隨勵磁電流的增大而增大，且振幅的變化滯后于勵磁電流的變化（熱量傳遞），振動頻率為工頻；（4）發(fā)電機(jī)靜子剛度不足：周期性變化的電磁力，激起靜子振動，改變周向間隙，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生耦合振動，振動的頻率是工頻的兩倍，但靜子的振幅較大。若渦動的頻率與轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速合拍，形成油膜振蕩。特點：升速過程中振動含有1/2轉(zhuǎn)速的分量，在轉(zhuǎn)速接近轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速兩倍時，突然出現(xiàn)強烈振動，振動頻率等于轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，且在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)振幅和頻率不隨轉(zhuǎn)速的升高而改變；油溫升高，振幅減小或正常。△pP0ωωP02mgmgP0eeO’oo△pP0mgo圖 25電磁不平衡力振動的振動原理、引起汽輪機(jī)組異常振動的主要原因 主要有以下幾個方面，汽流激振、轉(zhuǎn)子熱變形、摩擦振動等。其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來流沖擊就會發(fā)生汽流激振；對于大型機(jī)組，由于末級較長，氣體在葉片膨脹末端產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象；軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。通過改變升降負(fù)荷速率，從5T/h到50T/h的給水量逐一變化的過程，觀察曲線變化情況。簡單的說就是確定機(jī)組產(chǎn)生汽流激振的工作狀態(tài)，采用減低負(fù)荷變化率和避開產(chǎn)生汽流激振的負(fù)荷范圍的方式來避免汽流激振的產(chǎn)生。由于引起了轉(zhuǎn)子彎曲變形而導(dǎo)致機(jī)組異常振動。 與質(zhì)心偏離不同之處在于軸彎曲會使兩端產(chǎn)生錐形運動，因而在軸向還會產(chǎn)生較大的工頻振動。當(dāng)彎曲的作用小于不衡量時，振幅的減少發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以下；當(dāng)彎曲作用大于不平衡量時，振幅的減少就發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以上。沒有了振動力的產(chǎn)生機(jī)組也就不會出現(xiàn)異常振動。二是發(fā)生摩擦?xí)r，振動的幅值和相位都具有波動特性，波動持續(xù)時間可能比較長。三是降速過臨界時的振動一般較正常升速時大，停機(jī)后轉(zhuǎn)子靜止時，測量大軸的晃度比原始值明顯增加。動靜摩擦?xí)r圓周上各點的摩擦程度是不同的，由于重摩擦側(cè)溫度高于輕摩擦側(cè)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子徑向截面上溫度不均勻，局部加熱造成轉(zhuǎn)子熱彎曲，產(chǎn)生一個新的不平衡力作用到轉(zhuǎn)子上引起振動。因此，機(jī)組的振動不可避免，只要振幅不超過允許值，不影響安全運行。第三章 汽機(jī)振動的影響因素輪發(fā)電機(jī)組振動的大小直接關(guān)系到機(jī)組能否安全運行，而對于發(fā)電廠來說安全就是最大的經(jīng)濟(jì)效益。、設(shè)計制造方面　　汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合則會因為轉(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生一個離心力，這個離心力會對軸承產(chǎn)生一個激振力而使之引起機(jī)組振動，如果這個離心力過大，則機(jī)組的振動就會異常。在廠家制造過程中，產(chǎn)生汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量較大的原因主要是機(jī)械加工精度不夠和裝配工藝質(zhì)量較差，所以必須提高機(jī)械加工精度，同時保證裝配質(zhì)量，從而才能保證轉(zhuǎn)子的原始不平衡量較小。例如，在設(shè)計階段機(jī)組支持軸承的選用也是非常重要的，如果軸承選取不當(dāng)，也會因為軸承的穩(wěn)定性較差，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子哪怕是極小的不平衡量也會引起機(jī)組較大的振動；軸承的油膜形成不好也極易誘發(fā)油膜振蕩而產(chǎn)生振動。負(fù)荷較輕的一邊，軸瓦內(nèi)的油膜將會形成不好或者根本不能建立油膜，這樣就會誘發(fā)機(jī)組的自激振動、油膜振動和汽流激振等；而負(fù)荷較重的一邊，由于吃力太大，會引起軸瓦溫度升高，當(dāng)軸瓦烏金溫度達(dá)到一定值時，很容易產(chǎn)生軸瓦烏金過熱現(xiàn)象，從而造成機(jī)組的振動。因為制造廠家提供的數(shù)據(jù)是根據(jù)機(jī)組冷態(tài)時的情況再綜合一般機(jī)組受熱后膨脹的情況得出的，由于各臺機(jī)組的實際情況不盡相同，因此受熱后的膨脹也不完全一樣，所以必須結(jié)合各廠的實際情況對機(jī)組軸承標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。軸瓦緊力和頂隙主要影響軸承的穩(wěn)定性，如果軸承的穩(wěn)定性太差，在外界因素的影響下容易使機(jī)組振動超標(biāo)。在現(xiàn)場，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于連接螺栓未擰緊而引起振動的現(xiàn)象。關(guān)于軸承標(biāo)高對機(jī)組振動的影響，前面已經(jīng)講到。若發(fā)生碰磨，則會使轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲而引起不穩(wěn)定普通強迫振動。當(dāng)轉(zhuǎn)子處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，軸系同心度和平直度會直接產(chǎn)生振動的激振力，引起機(jī)組的振動。當(dāng)由于某種原因使滑銷系統(tǒng)卡澀時，機(jī)組的膨脹就會受到限制，當(dāng)機(jī)組的膨脹受到限制時就會引起機(jī)組較大的振動，嚴(yán)重時以至于不能開機(jī)或者引起動靜碰磨，從而造成更大的破壞。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸和汽、軸封之間以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間都存在間隙。但是，它們之間的間隙又不能過小，否則將引起動靜碰磨，會使機(jī)組的振動超標(biāo)。機(jī)組在大修期間，一般都要對汽輪機(jī)葉片上的結(jié)垢進(jìn)行清理，在進(jìn)行除垢時應(yīng)該保證除垢方法的正確性，同時要注意對整個轉(zhuǎn)子都要進(jìn)行除垢，否則可能會在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生新的質(zhì)量不平衡，這種現(xiàn)象曾經(jīng)在有的電廠發(fā)生過。 活動部件檢修期間如果有活動部件進(jìn)入汽輪機(jī)，大修后開機(jī)活動部件可能在汽流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機(jī)葉片，從而造成嚴(yán)重的事故，并引發(fā)機(jī)組振動；如果發(fā)電機(jī)內(nèi)存在活動部件，一方面可能一起發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路，另一方面可能引起機(jī)組振動的不穩(wěn)定，這將會對機(jī)組振動的診斷帶來困難。當(dāng)滑銷系統(tǒng)本身不存在問題時，如果運行人員操作不當(dāng)，機(jī)組也會出現(xiàn)膨脹不暢的問題。當(dāng)機(jī)組的膨脹不充分時，極易引起機(jī)組的動靜碰磨而產(chǎn)生振動。而潤滑油在軸瓦內(nèi)形成的油膜如何又是影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的一個重要影響因素，油膜的形成除了與軸承烏金有關(guān)外，還有一個重要因素就是潤滑油油溫，潤滑油油溫應(yīng)該在一個合理的范圍內(nèi)，過高過低都對油膜的形成不利。軸封進(jìn)汽溫度對機(jī)組振動的影響主要表現(xiàn)為進(jìn)汽溫度對軸承座標(biāo)高的影響和溫度對端部汽封處動靜間隙的影響，這兩方面對機(jī)組振動的影響機(jī)理在前面已經(jīng)述及。隨著制造廠加工、裝配精度以及電廠檢修質(zhì)量的不斷提高，這類故障的發(fā)生率正在逐漸減少。質(zhì)量不平衡的一般特征：最關(guān)鍵的特征是：穩(wěn)定的工頻振動在整個信號中占主要成分。工頻振動的相位同時也是穩(wěn)定的。汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡產(chǎn)生的原因有三個：原始不平衡；轉(zhuǎn)動過程中的部件飛脫、松動。其中原始不平衡是主要原因。2600rpm平衡塊飛前，3號軸振為 179mm∠14176。飛后3號軸振為 220mm∠60176。平衡塊飛脫使得軸振和瓦振相位變化約60176。 轉(zhuǎn)子的彎曲轉(zhuǎn)子熱彎曲引起的質(zhì)量不平衡的主要特征是工頻振動隨時間的變化。存在熱彎曲的轉(zhuǎn)子降速過程的振幅，尤其是過臨界轉(zhuǎn)速時的振幅，要比轉(zhuǎn)子溫度低啟機(jī)升速時的振幅大。為此有時需要安排專門的試驗，機(jī)組不采用滑參數(shù)停機(jī)的方式，較快地減負(fù)荷，以觀察轉(zhuǎn)子溫度高的情況下降速過程的幅頻特性，和冷態(tài)啟機(jī)時進(jìn)行比對。因此，測試必須在轉(zhuǎn)子彎曲沒有完全恢復(fù)前進(jìn)行。這種熱彎曲狀態(tài)是固有的。如：汽缸進(jìn)水、進(jìn)冷空氣、動靜碰摩等。 動靜碰摩汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動部件與靜止部件的碰摩是運行中常見故障。碰摩使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生非常復(fù)雜的振動，是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)的一個重要原因，輕者使得機(jī)組出現(xiàn)強烈振動，嚴(yán)重的可以造成轉(zhuǎn)軸永久性彎曲，甚至整個軸系毀壞。碰摩的診斷是目前具有一定難度的主要振動故障。需要進(jìn)行多次開機(jī)，平衡加重或支撐加固，為此延誤數(shù)周已是常事。碰摩原因：轉(zhuǎn)軸振動過大。自激振動的發(fā)生以橫向振動形式出現(xiàn)，以轉(zhuǎn)子的低階臨界轉(zhuǎn)速為振動頻率，它的出現(xiàn)與轉(zhuǎn)速或負(fù)荷密切相關(guān)。自激振動和強迫振動本質(zhì)上的區(qū)別在于：自激振動中，維持振動的擾動力是由它自身的運動所產(chǎn)生并受其控制的，一旦運動停止，擾動力隨之消失；自激振動以它本身的固有頻率振動，與外界激振力頻率無關(guān)。系統(tǒng)振動的頻率與交變作用力的頻率相等。汽輪發(fā)電機(jī)組的共振結(jié)構(gòu)通常有三種形式：l 轉(zhuǎn)子—支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；l 轉(zhuǎn)子—支撐—缸體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；l 轉(zhuǎn)子—支撐—臺板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。造成共振的激振力大多數(shù)來自于轉(zhuǎn)子的不平衡力，因此。結(jié)構(gòu)共振的特點：結(jié)構(gòu)共振是小激振力的輸入產(chǎn)生高振幅的輸出。機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)使與轉(zhuǎn)子關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)自振頻率避開50Hz和其他一些特殊頻率點、頻率區(qū)，如發(fā)電機(jī)、勵磁機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)避開100Hz，汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)避開25Hz、100Hz等。進(jìn)行結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)。錘擊法使用裝有力傳感器的激振錘敲擊構(gòu)件，用數(shù)據(jù)記錄儀采集響應(yīng)信號并用頻譜分析儀作頻譜分析，確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和有關(guān)的響應(yīng)特性。 構(gòu)剛度不足結(jié)構(gòu)剛度不足是指機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)剛度過低。剛度不足多發(fā)生在低壓轉(zhuǎn)子。一方面，這種計算有一定的難度，因為結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，計算中所要用到的一些系數(shù)目前尚缺少，如結(jié)合面剛度等；另一方面，設(shè)計階段沒能進(jìn)行充分的試驗。大機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承多是端蓋軸承，除了可能出現(xiàn)端蓋的結(jié)構(gòu)共振外，剛度設(shè)計不足也是可能發(fā)生的。剛度不足不會成為機(jī)組振動的直接原因。共振表現(xiàn)：在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的某一點或幾點瓦振絕對值增大，軸振與瓦振之比減??；剛度低的表現(xiàn)：振動在整個可變化的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)偏大?？赡苁雇哒窠咏虼笥谳S振。真空、排汽缸溫度、支承系統(tǒng)熱狀態(tài)等參數(shù)變化時，軸承座絕對標(biāo)高或轉(zhuǎn)軸相對軸瓦垂直位置會發(fā)生變化。 聯(lián)軸器不對中聯(lián)軸器不對中是汽輪發(fā)電機(jī)組振動常見故障。聯(lián)軸器有三種不對中：平行不對中、角度不對中、綜合不對中。兩種力的作用都將使轉(zhuǎn)軸的軸承受力情況惡化，對結(jié)構(gòu)和安全產(chǎn)生不利影響。這種故障一旦開始出現(xiàn)，對設(shè)備的威脅十分大。轉(zhuǎn)子裂紋產(chǎn)生的原因多是疲勞損傷。原始的誘發(fā)點通常出現(xiàn)在應(yīng)力高且材料有缺陷的地方，如軸上應(yīng)力集中點、加工時留下的刀痕、劃傷處、材質(zhì)存在微小缺陷的部位等。轉(zhuǎn)子的薄弱部位有：中心孔、鍛件的宏觀縮孔和夾雜聚結(jié)區(qū)，軸頸、軸身表面的溝槽、與葉輪套裝的邊緣和聯(lián)軸器螺栓等。斷軸起因：主要是材料缺陷，另還有腐蝕疲勞、疲勞損傷、過載損壞和熱疲勞等幾種。如超速、軸系共振、油膜振蕩、電氣故障引起的巨大沖擊扭矩和汽缸進(jìn)水均會使軸的載荷明顯升高。選用優(yōu)質(zhì)大鍛件材料為了降低鍛件中的氫和氧含量，應(yīng)進(jìn)行真空去氣處理；另外，為了降低材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度和提高斷裂韌性，應(yīng)對鍛件進(jìn)行水淬火熱處理。造成進(jìn)油的原因通常有兩種可能，中心孔探傷后油沒有及時清理干凈，殘存在孔內(nèi)；大軸端部堵頭不嚴(yán)，運轉(zhuǎn)起來后由于孔內(nèi)外壓差使得潤滑油被逐漸吸入孔內(nèi)。出現(xiàn)的工況一般在定速后空負(fù)荷或帶負(fù)荷過程；——與熱彎曲有類似的地方。當(dāng)這種轉(zhuǎn)子水平放置時，在重力作用下的，在各個臨界轉(zhuǎn)速的一半時有一個響應(yīng)峰，其振動頻率是轉(zhuǎn)速的2倍。采取的措施：子兩個主軸方向剛度差別越大，1/2臨界轉(zhuǎn)速的響應(yīng)峰值和兩倍頻激振力也越高。槽深為轉(zhuǎn)子本體半徑的1/4~1/5。水