制氧压缩设施振动问题的相应判断的方案

　　常见相位的定义有两种，一是信号分析时各频率下的信号正向起点与坐标原点间所夹的初始时相；二是以转子轴上确定的固定点（如光标或打缺口）为相位0起始点，转子上任一点的实际相位就是该点与固定点间所夹的圆心角。至于角度度量的方向，是逆或顺时针转动方向。

　　单纯分析某一振动信号的相位角，在诊断中并无多大的意义，重要的是诸振动量间的比较分析，也即彼此间的相位差，由相位差可推知转子轴大致的运行振动形状和振动故障。

　　1旋转机械故障的相位诊断法

　　用一阶振动信号的相位角来描述转子的运行情况，作为诊断的方法可以获得好的诊断效果。具体诊断时，应当作好以下分析：

　　1 1静不平衡转子两端轴承座水平、垂直方向的相位应保持相同，理论上轴向无振动，但实际上，当不平衡较大时，轴向相位差180.静不平衡故障的一阶振动相位特征。

　　1 2动不平衡

　　在一些长转子上的失衡，主要表现为动不平衡。这时相位的情况是转子两端水平、垂直基本上反相，轴向反相。

　　1 3转子弯曲转子弯曲时，在相位上表现为水平、垂直方向同相，但转子两端轴向反相，实际上判断是很困难的。

　　因为当转子运转过程中静不平衡较大时，转子两端轴向相位也是反相，这时动柔度为挠曲和弯曲在形态上一样，给判断带来困难。因此一旦出现这种情况，应该与转子的使用历史和现场情况联系起来，进行综合分析。

　　1 4对中不良用相位诊断对中不良，从理论和实际测量上看，均有一定的不确定性。刚性联轴节情况好些，挠性联轴节的不确定性大些。对于刚性联轴节，当相位出现以下情况时， 80%可能是对中不良。

　　联轴节相邻两侧的每台设备，在水平方向和垂直方向出现一个同相一个反相时，可认为有对中问题存在。设备A水平同相，垂直反相，或者相反。设备B水平同相，垂直反相，或者相反。这是因为当对中存在较大偏差时，在联轴节处对转子产生一个附加的旋转力偶，从而使转子在运行中的形状呈一阶刚性模态，相位发生改变。其它一些故障，如松动、油膜涡动等，用相位诊断，可能出现相位翻动和不稳定。而用其它办法，振动烈度和振动频谱较易判断，故应用相位诊断法较少。

　　2相位的测量和解释

　　在实际测量中，一般频谱分析仪都有此功能，可测量一阶振动分量的相位。如M OVILOG数据采集器的动平衡功能，能实现多点测量、给出一阶频率下的相位和幅值。具体是在转轴上贴上反光片，由光电传感器接收转速信号，借助跟踪滤波器，实现相位测量。要正确做到相位测量，应注意以下几个问题：（ 1）测量时，传感器应在转子的两端相应的两个位置上进行。轴承座A的水平面测点和轴承座B的水平测点应在同一水平上，否则由于测点偏移产生相位变化。这一点在测量转子两端轴向相位时尤其应当注意。

　　（ 2）有时两轴承座之间的相位差并非标准的同相，即0 ，或反相180 ，经常的情况是：与理论值偏差30 - 40之多。

　　这是由于机器的动力学特性影响相位读数，或是其它故障彼此叠加的结果，如在不对中故障上叠加有不平衡故障。

　　（ 3）对于柔性转子的相位分析，一定要结合柔性转子的相位动力学特点，也就是需要考虑轴的振型和过临界点后相位的变化。

　　（ 4）所有的测量应在保持转速不变的情况下进行。测点的方向必须一致，若反向（实际测量时不能做到同方向） ，要注意此时相位差已有180.

　　3制氧压缩机相位分析与故障诊断

　　相位测量分析时，先在轴上贴好反光片，然后利用M OVILOG的相位测量功能进行实测。以下是在一台制氧压缩机上进行相位测量并对其故障进行诊断的例子。

　　有一台制氧压缩机，结构所示。工作转速8600 r/ min， 6级转子，长2 m.检修换瓦后，振动仍很大，为了分析振动原因，进行了相位测量，测得相位和相位差所示。

　　分析水平、垂直和轴向相位差情况，总的可以认为是水平反相、轴向反相和垂直基本反相，即属于转子动平衡不好激振。产生相位偏差的原因，可能是对中的偏差和不平衡，并非纯的偶不平衡，即不平衡量间的夹角并非180.实际转子的状况和频谱分析也证实了这种结果的正确性。

　　4结束语

　　相位诊断是一种有效的方法，但它的确诊率也并非100% ，因为这里所说的相位毕竟只是一阶转速频率下的相位。而且分析时，在一个轴承座的三个方向上（水平、垂直和轴向）都是单独考虑，没有统一地、联系地象全息谱技术那样去分析，因此用相位诊断只能从一个方面对压缩机等旋转机械的一些故障进行诊断，或者说这种方法是常用的振动频谱诊断的一种补充。