机电设备安装振动超差问题及措施
摘要：
机电设备安装后调试过程中发生振动超标，对施工进度产生严重滞后，处理不好振动问题，设
备运行寿命将受到影响。卧式泵主要由电机、联轴器、泵体等组成。现场运用机电设备振动分析理论，
通过提高安装精度，处理振动超差问题。
关键词：
振动分析理论；振动标准；压缩机；电机
1引言
通用机电设备中，泵、风机、压缩机、电机等使用较多，且安装后调试过程中，振动问题在故
障中占较大比重，对施工进度产生严重滞后，处理不好振动问题，设备运行寿命将受到影响。振动反映
设备的运行状况，设备正常运行时，振动数值和振动变化值较小；当振动数值增大时，说明设备出现一
定程度异常。振动是机电设备安全运行评估重要指标，是影响设备安全、稳定运行重要因素[1]。文章
主要对压缩机、泵、电机等机电设备振动超差问题进行分析，运用设备故障诊断技术，处理机电设备安
装后振动超差故障，并对相关处理过程、方法进行总结，以期找到类似设备，现场调试过程中，振动问
题处理的有效方法。
2机电设备振动分析理论及标准
机械振动是指物体围绕其平衡位置作往复交替的运动。机械振动的来源主要由机器零件制造公
差、组装间隙、零件间摩擦、旋转不平衡等造成。振动按产生原因分为自由振动、受迫振动、自激振
动，机械故障产生的振动，多属于受迫振动和自激振动。振动按振动频分为高频振动、中频振动、低频
振动，它是设备诊断中重要概念，是设备振动分析的重要工具。常用振动测量参数有速度、位移、加速
度，国际上振动速度是常用分析诊断参数，振动速度单位：mm/s；位移单位：μm；加速度单位：
m/s2[2]。机电设备是由多个部件装配组成的振动系统，当系统以某阶振型振动时，称为某阶主振动。
它由多个零部件振动叠加而成，与设备整体质量和刚度有关，质量增大或刚度减小频率降低，反之增
高。可通过改变设备零部件质量、配合尺寸，系统刚度来调整设备主振动，避免共振和设备振动超标等
问题。机电设备中与转速相等的频率用 1X表示，称为工频或基频（固有频率），用傅立叶变换进行振
动频谱分析，得到不等的工频成分，用以不同故障分析。例如，热变形、不平衡、共振、刚度不足、摩
擦等故障的特征频率都是工频，对故障性质作一个初步、定性判断。机电设备振动标准值，参考国标
-89，即大型旋转机械振动烈度评定等级，根据标准，对测量点三个垂直方向进行测量，有一
个超过标准规定值，即判断设备不合格，普通机电旋转设备试车时，振动速度值一般控制在
内，重要设备振动速度值控制在
造、安装、检修质量，保障设备安全运行的重要指标[3]。
3振动超差分析
机电设备现场调试过程中发生振动超差，通常运用设备故障诊断技，对现场调试过程中收集的
数据进行分析，如振动频率、振动形态、振动相位及方向等，初步判断振动超差原因，然后采取验证措
施，一步一步解决振动问题。
振动频率分析
不同振动特征对应不同的频率，引起振动超差问题原因有不平衡、不对中、轴弯曲、轴承座刚
性差、轴的异形、基础刚度不足、承压差、油膜涡动、电动机电气部件异常等，对应振动频率为工频，
数值在几百赫兹以下，滚动轴承如有划痕、润滑不良、灰尘，振动频率会有数万赫兹以上。转子不平
衡、轴线不对中、转子偏心、机械松动等缺陷，会使振动速度频普有高于工频值 2X的振动频率分量。
振动速度近似一条正弦曲线，就不存在突变情况，不会有冲击、碰撞摩擦因素的存在[1]。某冷水机组
主要由电机、压缩机、蒸发器、冷凝器等组成，设备重量 ，制冷功率 1120kW，单台电机功率
160kW。试车过程中振动超差，经检查设备安装及外接管路附件安装，未发现问题，后经反复试车，分
析振动频谱，发现电机转子存在不平衡、轴线不对中情况，逐步检查发现电机风扇，存在动不平衡，通
过对称去料法配平衡，最终调试成功。
振动形态分析
设备转速下降过程中振动数值保持恒定时，属于自激振动，如油膜振荡；当振动数值很快衰减
到一定振幅时，属于共振现象；当振动数值按照一定比例衰减时，属于强制振动，如存在设备部件不平
衡。某台卧式泵，额定功率 ，首次启动试车振动超差，经多次检查联轴器对中数据，未发现问
题。调试过程中发现电机停转过程中振动数值按比例阶梯下降，松开泵地脚紧固螺栓，发现泵体被管道
垂直拉高 2mm，设备安装存在应力，使泵强制振动。松开泵出口法兰，调整管路支架，消除应力，再次
启动泵，振动合格。
振动相位分析
按照同一频率的振动相位差，检查相互间做怎样的相对运动及趋势，从而采取加固措施。某立
式泵由电机、联轴器、泵等组成，电机采用外接冷却水冷却方式进行冷却，轴功率 355kW，电机首次空
载启动振动超差，通过振动相位分析，电机冷却水接管水平方向振动最大，在此方向采取加固措施，对
管道增加管夹加固，解决振动超差问题。
振动方向分析
电机转子不平衡，易发生径向振动大，对中不良易发生轴向振动大特点。某卧式泵由电机、变
速箱、联轴器、泵组成，轴功率 300kW。泵调试过程中，多次运行后出现振动超差，为泵体驱动端轴向
振动大，松开联轴器检查，发现电机与变速箱、变速箱与泵之间联轴器对中数据产生偏差，对中不满足
技术手册要求，重新将联轴器对中，重新启泵，振动满足要求。
4振动超差问题处理
某相同两台立式泵，主要由电机、电机底座（圆板、方板、垫圈组成）、联轴器、泵体、泵体
支撑环、泵体套筒等组成。为进口设备，轴功率 392kW，泵体全长 ，单级离心水泵，电机采用外接
冷却水进行冷却，电机电压 。小流量试验，泵及电机振动速度极限值要求不超过
泵电机首次空载试车，振动超差，振动速度值最大 5mm/s，通过振动频谱分析，振动主要集中在 1X工
频，还有 4X频率的振动分量，排除安注泵电机轴承故障，转子不平衡、不对中、转子偏心等问题，可
能有共振和机械松动等问题。经检查，发现电机安装存在虚角，通过增加不锈钢垫片调整配合平面度，
电机底座更换为多伦垫圈，此垫圈能有效吸收振动，补偿电机安装产生的平面度误差，厚度由 2mm增大
到 3mm，再次空载试车，振动数值最大
期相关设备施工经验分析，安喷泵振动超标主要由共振和机械松动、刚度不足等原因造成，电机设备冷
却水方向振动最大，有相对运动趋势。现场对二号泵重新进行安装调整，发现电机基础板变形量，高差
，平面度超差较大，刚度不足问题。现场无法通过研磨方式处理平面度偏差，最后采取便携式法
兰端面加工机床，现场机械加工处理，处理后平面度偏差最大 。试车后振动依旧超差，又通过
对振动相位分析，在电机设冷水接口管道处增加临时支吊架，电机空载试车，振动最大
要求。通过上述分析可以看出，振动问题处理是十分复杂的过程，要有分析理论支持，有的放矢的进行
验证，从简单到复杂，从现场安装原因查找，再到设备制造原因查找；其次要有相关设备问题处理施工
经验，防止衍生故障发生，造成越处理越复杂局面；最后充分利用现场测量数据、施工记录、厂家出厂
制造资料、调试记录等，结合施工经验，仔细研究分析，制定详细验证方案，一步步排查、验证，处理
振动超标问题。
5结论
通过运用设备故障诊断技术，处理机电设备安装后调试过程中发生振动超差，现场主要从提高
安装质量，调整零部件配合精度，增强设备刚度几个方面入手，主要措施：①加强到货检验测量，安装
配合表面水平度、平面度检验时需复测，发现偏差，及时处理；②设备安装后出现配合表面平面度偏
差，偏差小的研磨处理，偏差大的机加工处理，保证配合面非线接触，满足 75%以上接触面积，保证连
接刚度，提高安装质量和精度；③联轴器对中精度越高越好，防止轴系不平衡诱发设备振动超标；④设
备振动数值偏大方向，尝试增加支架，增大螺栓把紧力矩，增大设备基础尺寸等，提高设备刚度；⑤排
除电气、电机冷却水流量和温度、设备安装衍生故障等原因引起的振动问题。
参考文献：
[1]杨建刚.旋转机械振动分析与工程应用[M].北京:中国电力出版社,2007.
[2]旋转机械转轴径向振动的测量和评定[S].GB/-2007.
[3]杜极生.轴系扭转振动的试验监测和仪器[M].南京:东南大学出版社,1994.
作者:星宇 邹玉龙 单位:山东铝业职业学院 中国核电工程有限公司
