圖1 G-920B泵示意圖二、故障現象及其診斷分析
二、簡述轉子不平衡故障的特性。
1．故障現象
某些測點的數值見表I。
可以看出，4H（水平）和4V（垂直）位置振動有效值超出規定範圍。依據ISO10816標準，該機組的振動速度有效值最大不應超過11.2mm/s,而目前這兩點的振動值分別為14.95 mm/s和18.31mm/s，屬嚴重超標。其它測點的振動值在較短的時間內增幅也很大，一般來說，在1-3個月或更短的時間內，振動總量值變化30%-50%，通常說明機器發生了故障，而目前（僅半個月）最小增幅也達263.8%，可見故障蔓延迅速、程度嚴重。
2．故障性質分析
(1）故障所反映的振動特性
首先分析頻譜圖中摩擦故障所反映的特性。
當旋轉體與靜止件相接觸時，轉子摩擦產生與機械鬆動類似的頻譜，一般在奇工頻區；當一旋轉體中有局部摩擦或整圈摩擦時，會產生許多頻率，往往激起一個或幾個共振，有較多的亞諧波倍頻（0.25x, 0.5x, lx, 1.5x, 2x, 2.5x等），這與轉子自然頻率的位置有關；轉子摩擦會激起許多高頻，如果軸與軸承接觸，則摩擦可能很嚴重，軸與密封接觸，摩擦則稍輕；如由間隙過大的滑動軸承支承的系統中存在不平衡或不對中則會引起很大的振動。圖2是典型的摩擦頻譜圖。
圖2 典型的摩擦頻譜圖（徑向）
(2）故障信號的診斷及分析
通過對該泵振動所反映的特徵信號作log譜分析，發現有lx, 1.5x, 2x, 2.5x, 3x, 3.5x等具有摩擦特徵的故障頻率；在圖3中對應的有2977,4465.38, 5965.4, 7461.19r/min等轉頻，而且在高頻處出現類似的頻率，其它圖譜中也有類似的現象，因而判斷該泵轉子存在較為嚴重的摩擦故障。
圖3 測點3水平方向log譜
圖4中，振動能量主要集中於基頻處（約在2 977r/min )，其它的諧波頻率分量振動值大多不超過1 mm/s，這與不平衡的故障特徵相吻合，因而，該泵又存在不平衡故障。
圖4 測點4軸向log譜
通過以上分析得出，該泵由於轉子存在摩擦現象，致使動平衡遭到破壞，進而引起較大振動。
三、故障成因
在分析了泵的故障性質后，筆者追查了故障成因，主要跟聯軸器對中有關。
金屬疊片撓性聯軸器的彈性元件是由一定數量的薄金屬膜片疊合成膜片組，膜片有環形、多變形、束腰形等形式，同一圓上的精密螺栓交錯間隔與主從動安裝盤相連接。這樣將彈性件上的弧段分為交錯受壓縮和受拉伸的兩個部分，拉伸部分傳遞扭矩，壓縮部分趨向皺縮。當機組存在軸向、徑向和角向偏移時，膜片產生波狀變形，一部分伸長，另一部分壓縮引起彈性變形。設計時以彈性件特定的三個方向的合適剛度來滿足機組工況要求（見圖5) 。
圖5 疊片撓性聯軸器
現場勘察和分析發現，該機組電機兩端的軸承在2004年1月因缺油發熱而檢修（泵未作任何處理），聯軸器重新對中時，漏放了靠泵一端的連接墊圈，致使撓性膜片直接貼在泵端安裝盤的端面上。這樣的連接壓制了彈性件的壓縮和拉伸，使之起不了補償軸系對中偏差的作用，因而當聯軸器對中稍有超差時，泵一端轉軸抗徑向跳動調節的能力（特別是推力端即測點4處）很差，引起轉軸徑向跳動，其上的葉輪口環與外口環發生摩擦，導致泵的較大振動。這也是軸向振動小於徑向（見表1)的原因所在。如軸向也發生大的振動，則有可能伴隨其它故障了。測點3與4的振動差別很大，是因為聯軸器的反作用所致，由於聯軸器力量足夠強大，使近其一側比較穩，而遠其一側的反應很大。
四、故障維修及運行驗證
拆卸軸承座、大蓋，發現軸套、轉子葉輪口環磨損嚴重，各級葉輪口環的間隙最大已達1.5mm,屬嚴重超標，軸跳動量符合要求，說明轉軸沒有彎曲。在對磨損的口環重新鑲套（鑲套的厚度以內外口環總間隙為0.5mm為準）處理后，安裝葉輪，並對轉子進行動平衡校正，最後進行聯軸器對中。
維修后1個多月的試運行表明，機組振動情況良好並趨於穩定，泵的振動值下降到正常水平，反映軸承振動狀況的尖峰能量值始終保持平穩。
五、結論
通過上述分析得知，G-920B泵較大振動是由於泵內轉子發生摩擦引起的不平衡故障所致，間接因素與聯軸器安裝錯誤有關。這也說明，在機械維修時一定要認真、細緻，杜絕人為失誤導致的故障。
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