基于频谱分析的锅炉引风机转子不平衡诊断

（） １ 振动 频率 ： 不平 衡 振动 的振 动 频 率 成分 单 一 且 明 朗 ， 要 表 现 为 转 主
子 的基 频 等于 转 子 的旋 转 频 率 ， 工 作 频 率 ｆ ＝ｎ ６ ，ｎ为 轴 转 速 （ ／ 即 ｒ ／ ０ Ｈｚ ｒ ｍｉ） 除此 之 外 ， 平衡 振 动 还会 激 起 其 他 一 些 弱 小 的频 率 成 分 ， １ 、 ｎ， 不 如 ／
进 行 状态 监测 和 故 障诊 断的 原理 、 适用 范 围 以及 判断 标准 。
１ 转 子 不 平 衡
转 子不 平 衡是 锅炉 引 风机 常见 的故 障之 一 。转 子不 平 衡包 括 转子 系统
的质 量 偏心 和 转 子部件 出现缺 损 。转 子质 量 偏 心 是 由转 子 的 制 造误 差 、 装 配误 差 、 材质 的非 均 匀性 等原 因造 成 的 ， 为初 始 不 平 衡 ； 子 部件 缺 损 是 称 转 指在 运 行 中 由于腐 蚀 、 磨损 、 介质 结 垢 及 转 子 受 疲 劳 力 的 作用 ， 转 子 的零 使 部件 局部 损 坏 、 落 ， 块飞 出 等 ， 成 新 的转 子 不 平 衡 。转 子 质 量 偏 心 及 脱 碎 造 转子 部件 缺损 是 两种 不 同 的故 障 ， 其 不 平 衡 振 动 机 理 却 是相 同 的 。 当出 但 现转 子不 平衡 时 ， 振 动特 征 为 ： 其 都 会 引起 振 动频 率 的变 化 ， 用频 谱 分 利
析 进行 状 态监 测是 一种 简 单 、 接 明 了的方 法 ， 直 已在 许 多实 际 的工程 应 用 中 取 得 了很好 的经济 效益 。 锅 炉 引风 机是 工矿 企业 中使用 的一 种 重 要 辅 助 设 备 ， 发 生故 障被 迫 若
此 又 称 为 Ｆ Ｔ分 析法 。 Ｆ
设 （）为振 动 信号 （） ／ ｔ 的傅 立 叶 变 换 ， Ｘ（ ）：』： （ ） 即 ｆ ： ｔｅ
ｄ， ｔ一
般情 况下 Ｘ（ ） 一 复变 函数 ， Ｘ（ ）＝ｎ（ ）＋ ， ＝ｌ ／ ’ 即 ｆ为 令 ｆ ｆ （ （）ｌ ｅ ， “
停止 运 行 ， 造成 重大 安 全事 故 和严 重经 济损 失 ， 将 因此 及 时 准确地 检 测 出引 风机 运行 状 态并 进行 故 障诊 断 ， 确 保 其 安 全 运 行 具 有 重 要 意 义 。锅 炉 引 对 风机 的 主要 典 型故 障有 转子 不平 衡 、 子 不 对 中 、 座松 动及 叶 片故 障 等 。 转 机 本文 主要 针 对转 子不 平衡 ， 合实 测案 例 ， 结 介绍 运用 频 谱分 析对 锅 炉 引风 机
（ 肥机务段 合
摘
安徽 合 肥
２０ １ ） ３ ０ １
要 ： 绍 了运 用 频 谱 分析 对锅 炉 引 风 机 转 子 不 平衡 进 行 状 态 监 测 和 故 障诊 介
断 的 原 理 、 用 范 围以 及 判 断标 准。 适
关键词： 频谱 分 析 ； 炉 ； 锅 引风 机 转 子 ； 态 监 测 状 中 图 分类 号 ： Ｋ ２ ． ６ Ｔ ２ ３３ 文献 标 识 码 ： Ｂ
结 构 发 生变 化 。频 谱 分析 的 目的就 是 将 复 杂 的 时 间 历 程 波形 ， 过 傅 里 叶 经 变换 分解 为若 干单 一 的谐 波 分量 来 研究 ， 以获得 信号 频 率结 构 、 能量 与 频率 的关 系 。 目前 ， 谱 分 析方 法 是在 计算 机 上用 快 速傅 立 叶 变换 来 实现 的 ， 频 因
频率 ） 。
工 程应 用 时 ， 先 在锅 炉 引风 机检 测 位 置安 装振 动 传感 器 ， 首 传感 器 信号 经 滤 波 与放 大调 理 后送 至 计算 机 进 行 频 谱 分 析 及 显 示 。 振 动 信 号 以位 移 、 速度 和加 速 度作 为 检 测参 数 来拾 取 机 器 故 障信 息 ， 根 据 三者 的频 率 特 征 可 和动 态 范 围 ， 合 锅 炉 引风 机 型号 选 择适 用 的参 数 ： 频 段 （ 结 低 １～５ ０ Ｈｚ 用 ０ ） 位移 参数 ， 中频 段 （ ０ ５ ０～２０ ０Ｈｚ 用 速 度参 数 ， ０ ） 高频 段 （＞２ ０ ） ０ ０Ｈｚ 用加 速 度参 数 ， 风机 不平 衡 适用 于 低频 段 位移 参数 和 中频 段 速 度参 数 。 而
某种 联 系 。
３ 实 测 案 例 分 析
在 Ｆ Ｔ频 谱 分 析 中 ， 率 分 辨 率 ａ ｆ ｎ ｆ为采 样 频 率 ， Ｆ 频 ｆ＝ ／ （ ｎ为 采 样 点 数 ） 其 中 必须 满 足 采样 定 理 ， ： （ 为 采 样 信 号 中所 包 含 的最 高 ， 即 ≥
维普资讯
运 用 检 修
铁 道机车车辆工人 第 ６ ２０ ６月 期 ０７年
文 章 编 号 ：０ ７—６４ （０ ７ ０ ０ ２ ０ １０ ０ ２ ２ ０ ）６— ０ ０— ３
基 于频 谱 分 析 的锅 炉 引风 机 转 子 不 平衡 诊 断
吴 冰
等谐 波 。
一
２ — ０
维普资讯
运 用 检 修
铁 道机车车辆工人 第 ６ ２０ 年 ６月 期 ０７
（ ） 动 方 向特 征 ： ２振 主要 是径 向振动 较 大 。 ２ 频 谱分 析 方 法
频谱 分 析 是机 器 故 障诊 断 中信 息处 理 最重 要 的方 法 。 日常 工作 中能测 得 的信号 一 般采 用 时 域信 号 ， 然而 由于故 障 的发 生 、 展往 往 引 起信 号 频率 发
Ｉ ｆ Ｘ（ ）
尺（） ／ ＋ｌｆ ， ｆ （ ） （ ）＝ａｃ ［ （ ／ ｆ ］ ｒｔ ， ｎ（ ） ｇ
式 中 ｌ ／ 称 为幅 值谱 或 Ｆ Ｔ谱 ， 表示 信 号 中各 频 率 成 分 的 幅值 大 （）ｌ Ｆ 它 小沿 频率 轴 的分 布 情 况 ； （ ） 为相 位 谱 ， 表 示 信 号 中各 频 率 成 分 的相 ｆ称 它 位沿 频率 轴 的变化 情 况 。 幅值 谱 可 以提 供 以下 的诊 断信 息 ： （ ）振 动 信号 中主要 由哪些 频 率成 分 及谐 波 分量 所组 成 ； １ （ ）组 成 的谐 波 分量 中哪些 成 分 的幅 值 最 为 突 出 ， 提示 着 和故 障 的 ２ 这