广东茂化建集团有限公司 430415
摘要：本篇文章结合实际，结合自身发展状况，针对滑动轴承油膜振荡故障机理的研究，举列说明类似问题诊断中常用的征兆参数，论述了关于故障征兆以及多发的因素，经过离心压缩机机组滑动轴承油膜振荡故障的成功诊断实例介绍，说明了有效诊断该类问题的解决方案，能够进一步促进正常施工使用。
关键词：滑动轴承；油膜振荡；故障诊断?
引言：本篇文章结合实际，针对滑动轴承油膜振荡故障机理的研究，希望对今后工程有所帮助。
1.滑动轴承的振动种类?
滑动轴承的振动，一般状况下分为下述两种：一是强迫振动，又称同步振动，主要是由轴系上组件不平衡、联轴器的不对中、安装不良等原因造成，其振动的频率为转子的旋转频率及其倍频，振动的振幅在转子的临界转速前，随着转速的增加而增。超过临界转速，则随转速的增加而减小，在临界转速处有共振峰值；另一种振动是自激振动，又称之为亚同步振动，也就是油膜涡动及油膜振动，它的振动频率低于转子的旋转频率，经常会发生在不可控制的情况下，具有极大的危害性。
2.油膜涡动及油膜振荡的故障机理?
涡动是转子轴颈在作高速旋转的同时，还环绕轴颈某一平衡中心作公转运动。按照激励因素不同，涡动可以是正向的（与轴旋转方向相同），也可以是反向的（与轴旋转方向相反）；涡动角速度与转速可以是同步的，也可以是异步的。如果转子轴颈主要是由于油膜力的激励作用而引起涡动则轴颈的涡动角速度将接近转速的一半，故有时也称之为“半速涡动”，涡动频率通常略低于转速频率的1/2。??
随着工作转速的升高，半速涡动频率也不断升高，频谱中半频谐波的振幅不断增大，使转子振动加剧。如果转子的转速升高到第一临界转速的2倍以上时，半速涡动频率有可能达到第一临界转速，此时会发生共振，造成振幅突然骤增，振动非常剧烈。同时轴心轨迹突然变成扩散的不规则曲线，频谱图中的半频谐波振幅值增大到接近或超过基频振幅，频谱会呈现组合频率的特征。若继续提高转速，则转子的涡动频率保持不变，始终等于转子的一阶临界转速，这种现象称为油膜振荡。
3.油膜涡动及油膜振荡的故障特征?
起始失稳转速与转子的相对偏心率有关，轻载转子在第一临界转速之前就可能发生不稳定的半速涡动，但不产生大幅度的振动；当转速达到第一临界转速时，转子由于共振而有较大的振幅；越过第一临界转速后振幅再次减少。当转速达到两倍第一临界转速时，振幅增大并且不随转速的增加而改变，即发生了油膜振荡。?
对于重载转子，因为轴颈在轴承中相对偏心率较大，转子的稳定性好，低转速时并不存在半速涡动现象，甚至转速达到两倍的第一临界转速时，也不会立即发生很大的振动，当转速达到两倍的第一临界转速之后的某一转速时，才突然发生油膜振荡。????
中载转子在过了一阶临界转速后会出现半速涡动，而油膜振荡则在二倍的第一临界转速之后出现。?
油膜振荡还具有以下特征：?
（l）油膜振荡在一阶临界转速的二倍以上时发生。一旦发生振荡，振幅急剧加大，即使再提高转速，振幅也不会下降；?
（2）油膜振荡时，轴颈中心的涡动频率为转子一阶固有频率；?
（3）油膜振荡具有惯性效应，升速时产生油膜振荡的转速和降速时油膜振荡消失时的转速不同；?
（4）油膜振荡为正进动，即轴心涡动的方向和转子旋转方向相同。?
4.油膜涡动及油膜振荡故障原因及治理措施
4.1故障原因
4.1.1安装维修方面
轴承间隙与实际标准要求不相符合
轴瓦参数不符合实际
轴承壳体配过盈不足
4.1.2操作运行
油温不当
润滑作用不明显
4.1.3状态不好
轴承磨损
疲劳损坏、腐蚀等状况
4.2治理措施
按照技术要求进行轴承安装，保证间隙与实际标准要求符合。
提高轴承之间的比压。
将油温进行全面的提升与控制
更换润滑油产品的使用，减少粘度
控制轴承预负荷力
将油膜共振减速区进行合理的管控
5.滑动轴承油膜涡动及油膜振荡故障实例?
5.1实际案列
石化公司一离心式空气压缩机，额定功率为4170kW，额定转速9060rpm，该设备是由五个可倾瓦径向轴承支承，转子一阶临界转速2900-3200rpm。
上述机组出现问题之后，工作人员在当天再次开动时，在工作人员进行使用时，提升转速过程中将其控制在7000?rpm?-7050?rpm范围之内，当机组振动突然增加时，会有低沉的吼叫声，当继续向上提升时，振值未发生任何变化。
5.2找出故障
为了将问题进行全面的掌控，工作人员将机组转速降低至7000?rpm，经过观察，振动并未好转，速度仍旧保持在7000?rpm，润滑油的温度降低了2℃后，压缩机全频振动值显示情况如下：
降润滑油温度试验中压缩机各测点全频振动值变化情况?
（单位：μmPk-Pk值）?
从这台机组的振动情况来看，该机组是在转速从7000rpm提升至7050rpm时压缩机两端振动突然增大，尤其是压缩机入口侧水平向（102H）全频振值达到40μm，继续提高转速，振动没有变化，降低机组转速，振动没有明显好转，把油温降低2℃，?振值有所下降，从40μm降至37μm?；从测得的频谱图来看，机组在7000rpm运转时，振动以工频占主导并伴有半频成分，机组在7050rpm运转时，0.43?倍频率成分突然增大，并成为产生高振动的主导频率，同时伴有低沉的吼叫声。根据以上分析，可以判断造成机组振动故障的主要原因是：油膜振荡。
机组解体检修后，发现如下问题：?
①轴承间隙超过允许值（设计最大允许值为0.18μm，实测为0.21μm）；②5块可倾瓦厚度不均匀，同一块最薄与最厚处相差0.03mm，超过允许设计值，瓦块内表面预负荷处于负值状态（PR?值原设计为0.027，现在降为-0.135），降低了轴承工作稳定性；检修人员对上述问题立即进行了修正，再次开车后，机组运转正常。
总结：
经过上述情况来看，充分向我们说明了该诊断形式在实际工作中是合理有效的，该方式可以指挥现场的作业人员准确、及时、全面的将故障问题进行掌控，少走弯路，节省检查检测时间，将工期进行缩短，可以进一步保证人们掌握装置的稳步运行。
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论文作者:黄亮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/29
标签：油膜论文; 转速论文; 转子论文; 临界论文; 轴承论文; 振幅论文; 机组论文; 《防护工程》2017年第17期论文;