转动机械保养.docx

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转动机械保养

轉動機械保養簡介

一、煉油廠轉機設備

各式泵浦

透平機

往復式壓縮機

離心式壓縮機

鼓風機

冷卻風扇

二、、轉機設備保養

（一）一級保養

工場轉動機械設備檢查表

日期:

           年         月         日         時間:

                                                          班別:

 檢查

      項目

設備

    編號

馬達

泵浦

泵浦

1

機油進

油路水

液通變

面暢質

2

軸軸適

封封當

洩蒸開

漏汽入

3

抽冷

   卻

空水

4

馬過

達   

異   

聲熱

5

其

它

6

使

用

情

形

軸向

徑向

軸向

徑向

軸向

徑向

A1

H1

V1

A2

H2

V2

A3

H3

V3

備

註

附註:

1.泵浦振動警戒值:

A（軸向）5mm/sec，H（水平）8mm/sec，V（垂直）8mm/sec，

  冷卻風扇警戒值:

A（軸向）15mm/sec，H（水平）15mm/sec，V（垂直）15mm/sec，

  馬達振動警戒值:

A（軸向）3.5mm/sec，H（水平）5mm/sec，V（垂直）5mm/sec，

  其它特殊情況之振動警戒值，各工場自行訂定之。

（二）預防保養

往復式壓縮機

操作一級保養

安裝計時器紀錄運轉時數來決定更換RiderRing（無油式）

量測RiderRing間隙,推估更換時間

目視十字頭

目視主軸承洩油量

（三）預知保養

1.轉動機械預知保養基本慨念

（1）基本振動理論

振動的意義：

機械元件處於往後運動之狀態。

振動學名詞：

頻率f（Hz）：

每秒來回振動的次數。

周期T：

往後運動一次所需之時間f=1/T

振幅：

通常為由三個物理量所表示出來，即位移、速度、加速度。

位移單位㎜速度單位㎜/s加速度g（本單位振動測量所選用之單位）

相位：

為某個振動部份對其他振動部份而言其瞬間的關係位置。

振動的種類：

轉動機械之振動可從形態上和振動的頻率領域加以區分。

振動形態：

可區分為強制振動和自激振動。

強制振動：

從振動系外部的周期變動有強制外力作用之場合，因此種強制外力而有異常振動的發生稱為強制振動強制振動之例之有轉子的不平衡，軸的對心不良，周期變化時強制外力的振動（軸承、齒輪等異常）。

自激振動：

自激振動為與強制外力或軸轉動頻率無關，為因軸本身臨界轉速轉動所引起之振動。

頻率領域：

轉動機械發生的振動從頻率來區分可分為三個領域。

低頻率領域：

轉速頻率0-5倍。

中頻率領域：

轉速頻率5倍～1KHZ。

高頻率領域：

1KHZ以上。

（2）轉動機械之振動簡易診斷

機械運轉良好時的振動量必較有問題時為小。

雖為同型機械其運轉時之振動必不相同。

機械拆裝前後振動量因裝配良否而不同。

機械振動因使用狀況不同而不同。

新安裝設備的振動測量可做為修護品質的評價，修護後的測量值可做為日後預防保養時傾向管理的基礎值。

振動量測位置、方向的選取：

軸承是轉動機械之最佳能反應點，無論是軸承本身的問題，轉子問題均軸承是轉動機械之最佳能反應點，無論是軸承本身的問題，轉子問題均可經軸承振動反應情況軸承上量測垂直、水平、軸向等三個方向對同一機械其量測點須保持在同一點量測使做傾向管理時不致成困擾，因此於第一次量測後，宜於量測點漆上特殊記號以便識別。

經過一段時間後由傾向管理及機械狀況相互對照，應能找出若干具代表性的量測點，即可掌握機械狀況。

選取量測量依機械振動的頻率決定量測位移、速度或加速率。

10Hz（600cpm）以下量測位移振幅。

10Hz～1kHz（600～60000cpm）量測速度振幅。

1kHz以上量測加速振幅。

目前本廠之轉動機械一般為1800rpm3600rpm，選取20倍頻實量測，不超過3600cpm，故振動量測使用速度振幅。

量測週期決定條件

重要設備測量週期宜短。

機械狀況不穩惡化速度快者，量測周期宜短。

量測周期太短，造成時間人力的浪費。

對工場內各量測點之間行程的安排妥切可提高檢測效率。

一旦發現機械狀況達"Alarm"，量測周期須縮短。

量測數據對機械狀況之研判機械狀況的研判通常有絕對的判定標準與相對判斷標準。

（所謂相對判斷標準乃是綜合機械的客觀因素，諸如：

型式、環境，使用狀況所定的標準）。

不是每一種機械或機件都有絕對標準可循。

判斷標準須把振動頻率列入考慮。

可參考ISOORJIS振動規範。

2.故障頻譜診斷

轉動機械設備之振動標準

轉動機械設備之振動標準的設定是要保護設備，以避免過大的振動造成設備的

損壞。

油膜軸承之轉機設備

警告值設定在軸頸軸承和止推軸承巴氏合金開始磨耗前，危險值則在於保護轉子。

設備狀況

P-P之軸振動值

矯正行動

正常

＜20%正常軸承間隙

定時量測

警告

40-60%正常軸承間隙

密切注意運轉狀況

危險

＞70%正常軸承間隙

停機檢修

（未將轉速與負載因素列入）

設備狀況

Mil（P-P）之軸振動值

矯正行動

正常

＜（25/BUL）xDc+1

定時量測

警告

=（50/BUL）xDc

密切注意運轉狀況

危險

=（100/BUL）xDc

停機檢修

（將轉速與負載因素列入）

BUL：

BearingUnitLoad（lb/in2）

Dc：

軸承徑向間隙

JimMcHung經驗值

軸承單位荷重（BUL）=軸頸負荷/（軸承內徑直徑x軸承長度）

軸頸負荷=轉子重量/2

輕負荷BUL<100psi

中負荷BUL100–300psi

重負荷BUL>300psi

往復式壓縮機振動標準

byJ.C.WachelandJ.D.Tison

不平衡

下圖不平衡質量u所造成的離心力F=urω2

也可視為轉子質量m對軸心偏心e來運轉F=meω2

由上二式可得e=ur/m

e稱為SpecificUnbalance

平衡等級G=eω

Ex:

轉子重量100Kgrpm（Max.）=8000

依據ISO1940建議平衡等級G2.5

容許之不平衡偏心量e=G2.5/ω=2.5x（103）/[（2πx8000）/60]=2.98um

=2.98gmm/Kg

容許之不平衡量=Me=100x2.98=298gmm

（1）力不平衡或靜不平衡（ForceorStaticUnbalance）

徑向1X振幅高

In-Phase

振幅≒（轉速）2

（2）力偶不平衡（CoupleUnbalance）

徑向1X振幅高，軸向可能1X振幅高

Out-of-Phase

振幅≒（轉速）2

（3）動不平衡（DynamicUnbalance）

（4）準不平衡（Quasi-staticunbalance）

如懸吊式轉子（OverhungRotor）的不平衡

徑向1X和軸向1X振幅高

In-Phase

振幅≒（轉速）2

通常是力不平衡和力偶不平衡同時存在。

下圖是典型轉子為懸吊式的FDFan轉子不平衡振動頻譜圖，

主頻為1X且軸向振幅亦相關大。

.

軸承分類

滾子軸承（RollingElementBearing）（：

alertprematurefailure、shortofrunninglife、noCKcoupleproblem

油膜軸承：

壽命長、PowerLoss少，但因勁度與阻尼有Couple

滾子軸承安裝在小型設備或Part間隙小或Part間相對運動小，安裝滾子軸承的設備有較高的K低C，滾子軸承的滾子需tightclearancefit來rolling，當設備承受高負載或衝擊力或常時間運轉後，間隙變大，滾子即變成sliding，為軸承Failure，故滾子軸承的有一定的壽命線度。

OutRace損壞時的頻率振幅比InnerRace損壞時的頻率振幅幅大

上述的公式是以滾子在rolling時計算，軸承損壞時滾子有點sliding，故量測的頻濾質與計算值會有誤差。

滾子軸承損壞的頻率計算已經是一般振動儀器的軟體儀器的標準配備，如下圖為

本廠使用的軟體，輸入設備所使用的軸承廠牌與型號，在頻譜圖就會顯示出滾子軸承損壞的頻率位置。

在判斷軸承是否損壞，使用聽音棒來確認，也是一很實用的方法。

油膜徑向軸承

徑向軸承負荷=靜態負荷（轉子重量）+動態軸向負荷（不平衡力…）

止推軸承

止推軸承負荷=定常數止推負荷+動態軸向負荷

定常數止推負荷由操作流體壓差或齒輪軸向力造成。

動態軸向負荷如軸彎、對心、

其他故障問題所引起的振動，通常會使油膜破壞造成軸承的磨損，長期監測軸承X-Yprobe的振動值可避免設備嚴重受損。

齒輪

齒輪箱的振動量測同一點均需設定設定兩組量測參數，一組設定診斷如不平衡、鬆動和軸承等低頻至高頻問題的參數，另一組設定觀察齒輪契合頻率（GearMeshFrequency）的參數組。

設定觀察齒輪契合頻率的頻寬至少為3.25xGMF，量測齒輪箱振動，有時1xGMF振幅不高而在2xGMF或3xGMF卻顯示高振幅，此外齒輪鬆動顯示由0.5xGMF至2.5GMF。

若不知齒輪齒數則先預設200xrpm來察齒輪契合頻率。

GMF=齒輪轉速x齒輪齒數

5.振動感知器

工業用動態量測感知器可分為三類

（1）軸振動量測的位移非接觸感知器

（2）軸承箱或Casing量測的速度感知器

（3）軸承箱或Casing量測的加速度感知器

位移非接觸感知器

設備振動藉由振動感知器所量測的信號來提供設備的振動行為，有時單一的振動感知器並無法完全來表現出設備的振動行為，故量測振動時需依據設備型式和其可能振動行為來選用合適的振動感知器。

大型轉動機械設備大都會使用油膜軸承，重要的設備會安裝非接觸式感知器來作為設備的保護裝置。

若機殼轉子與重量比太大（約10:

1），轉子所產生問題的振動信號傳遞至機殼時已相當微弱，藉由非接觸式感知器直接量測轉子的振動可預測其振動行為如對心問題、不平衡、油漩、油晃、軸裂、軸磨擦等問題。

但若要量測設備共振、管路引起的振動、高頻振動如齒輪契合頻率、軸流式壓縮機的BladePass頻率，則選用接觸式感知器如加速度感知器來量測。

小型轉動機械設備一般都是使用滾子軸承，一般都使用加速度感知器來量測。

案例

（1）.轉子不平衡

（2）.轉子運轉轉速趨近於臨界轉速

（3）.Fluidinducedinstability

（4）.Re-excited