一、什么是不對(duì)中？

機(jī)組各轉(zhuǎn)子之間由聯(lián)軸器聯(lián)接構(gòu)成軸系，傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。由于機(jī)器的安裝誤差、承載后的變形以及機(jī)器基礎(chǔ)的沉降不均等，造成機(jī)器工作狀態(tài)時(shí)各轉(zhuǎn)子軸線之間產(chǎn)生軸線平行位移、軸線角度位移或綜合位移等對(duì)中變化誤差，統(tǒng)稱(chēng)為不對(duì)中。

不對(duì)中這個(gè)術(shù)語(yǔ)在有些場(chǎng)合會(huì)引起歧義。在狀態(tài)監(jiān)測(cè)中不對(duì)中通常指的是由聯(lián)軸器聯(lián)接轉(zhuǎn)子引起的不對(duì)中。（在一個(gè)設(shè)備兩端軸承中心不在一個(gè)軸線上有的場(chǎng)合也叫做軸承不對(duì)中）。

1.1 什么是對(duì)中

什么是聯(lián)軸器不對(duì)中：

從上面不對(duì)中的定義可以看出，實(shí)際中是不可能存在理想的完全在一條直線上的轉(zhuǎn)子聯(lián)接。因此，實(shí)際運(yùn)行的轉(zhuǎn)子總是存在一定的不對(duì)中量的。

在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備有“二不一有”的說(shuō)法，就是任何運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備總是有“不平衡”，“不對(duì)中”，有“摩擦”。

因此，和不平衡一樣，不對(duì)中只有在不對(duì)中量超過(guò)一定程度才稱(chēng)之為不對(duì)中故障，只有超過(guò)一定程度成為故障后才需要進(jìn)行維修維護(hù)處理。

二、不對(duì)中的類(lèi)型和危害

2.1 不對(duì)中的類(lèi)型

1.平行不對(duì)中

軸線產(chǎn)生平行位移，叫做平行不對(duì)中。

2.角度不對(duì)中

軸線角度位移，叫做角度不對(duì)中。

3.綜合不對(duì)中

軸線即產(chǎn)生平行位移又產(chǎn)生角度位移，叫做綜合不對(duì)中。

綜合不對(duì)中=平行不對(duì)中+角度不對(duì)中

2.2 不對(duì)中的危害

有文獻(xiàn)記錄，幾乎50%的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的停機(jī)故障是由不對(duì)中引起的。

也有資料稱(chēng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)機(jī)械故障的60%是由不對(duì)中引起的。

上圖為對(duì)兩種聯(lián)軸器不同對(duì)中情況的紅外成像圖，右側(cè)的不對(duì)中情況明顯的產(chǎn)生更大的熱量。

良好的對(duì)中將帶來(lái)：

●減少生產(chǎn)損失

●延長(zhǎng)設(shè)備的生產(chǎn)時(shí)間

●減少軸承和密封失效

●減少設(shè)備的振動(dòng)

●減少聯(lián)軸節(jié)的磨損

●降低維修成本

●解決對(duì)中不良故障將使您節(jié)約運(yùn)行成本

一個(gè)聯(lián)軸節(jié)對(duì)中偏差0.5mm的電機(jī)的電流是12.2 A，使用激光對(duì)中儀對(duì)中后，聯(lián)軸節(jié)對(duì)中偏差降為0.05mm，此時(shí)電機(jī)電流降為11.8 A，節(jié)約了3.28%的能量。

我們只按節(jié)約1%的能量來(lái)進(jìn)行下面的計(jì)算。

三、如何診斷不對(duì)中故障？

和轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡一樣，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生質(zhì)量不對(duì)中后，大多數(shù)情況下是看不見(jiàn)摸不到的（除了嚴(yán)重的不對(duì)中造成磨損，發(fā)熱），要如何診斷轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了轉(zhuǎn)子質(zhì)量不對(duì)中故障呢？

用機(jī)械的方法直接測(cè)量是最直觀想到的方法，比如用直尺、千分表等；但用機(jī)械法有很多限制，比如精度及對(duì)中效率問(wèn)題、機(jī)械不能隨意停止下來(lái)處理對(duì)中、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)不一樣等。

振動(dòng)信號(hào)分析方法是診斷轉(zhuǎn)子不對(duì)中有獨(dú)到之處，是十分實(shí)用的方法。

3.1 不對(duì)中的振動(dòng)力學(xué)特征

上圖左側(cè)為角度不對(duì)中，右側(cè)為平行不對(duì)中。角度不對(duì)中時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)子的重心也變化一周；角度不對(duì)中時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)子的重心變化兩周。因此，角度不對(duì)中時(shí)?振動(dòng)?號(hào)的頻率和轉(zhuǎn)子工頻一樣，平?不對(duì)中時(shí)振動(dòng)信號(hào)的頻率是轉(zhuǎn)子工頻的兩倍。

不對(duì)中的振動(dòng)信號(hào)圖譜

如上圖，不對(duì)中出現(xiàn)時(shí)的典型振動(dòng)信號(hào)為頻譜圖1倍頻（1X）+2倍頻（2X），通常伴隨著3倍頻（3X）。

原因是實(shí)際的不對(duì)中通常是綜合不對(duì)中，所以即有角度不對(duì)中產(chǎn)生的1倍頻，又有平行不對(duì)中產(chǎn)生的2倍頻。通常2倍頻較大。

聯(lián)軸器不對(duì)中故障的特征頻率就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)頻的兩倍（也稱(chēng)為2倍頻、2X）。

不對(duì)中的振動(dòng)信號(hào)說(shuō)明：

1.二倍工頻占振動(dòng)的主要成分

2.不對(duì)中嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多諧波的高諧次（4-8）倍頻的振動(dòng)

3.角不對(duì)中產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)

4.如果聯(lián)軸節(jié)的短節(jié)過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，通常會(huì)產(chǎn)生明顯的3倍頻的振動(dòng)

5.振動(dòng)隨負(fù)荷而變，工頻振動(dòng)變化明顯

6.從之前介紹的“二不一有”知道，轉(zhuǎn)子是一定存在著某種程度的不對(duì)中的，所以通常振動(dòng)信號(hào)分析中都能發(fā)現(xiàn)存在工頻信號(hào)和2倍頻，只有這些信號(hào)過(guò)大時(shí)才能說(shuō)明存在不對(duì)中故障，并且這些信號(hào)的大小和不對(duì)中量成正比。

不對(duì)中的診斷總結(jié)：

轉(zhuǎn)子不對(duì)中的振動(dòng)特征

在實(shí)際診斷中，除了振動(dòng)信號(hào)外，還要根據(jù)和運(yùn)行工藝參量?關(guān)聯(lián)性（也稱(chēng)之為參數(shù)敏感性）進(jìn)行更精準(zhǔn)的診斷。

轉(zhuǎn)子不對(duì)中的敏感參數(shù)

在實(shí)際診斷中，有三種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子：水平軸、懸臂水平軸、垂直軸。其振動(dòng)幅值大小關(guān)系總結(jié)如下：

相位關(guān)系對(duì)診斷不對(duì)中故障很有幫助。上圖顯示當(dāng)發(fā)生不對(duì)中時(shí)，兩端的軸向振動(dòng)相位差180度，徑向振動(dòng)相位差180度。

四、如何處理不對(duì)中故障？

轉(zhuǎn)子發(fā)現(xiàn)質(zhì)不對(duì)中后，就要通過(guò)“找對(duì)中”來(lái)消除或減小不對(duì)中量以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)家標(biāo)準(zhǔn)等）。

所謂“對(duì)中”，就是測(cè)量出一軸相對(duì)于另一軸偏離理想對(duì)中狀態(tài)的大小和方向，把它轉(zhuǎn)換成被調(diào)機(jī)器底腳的校正量，通過(guò)移動(dòng)被調(diào)機(jī)器達(dá)到接近理想對(duì)中狀態(tài)。對(duì)中的完成包括三個(gè)主要步驟：

1.測(cè)量不對(duì)中量的大小和方向

2.計(jì)算校正量

3.調(diào)整機(jī)器狀態(tài)

4.1 轉(zhuǎn)子對(duì)中的方法

最簡(jiǎn)單也是最早使用的對(duì)中工具是直尺，用它沿聯(lián)軸節(jié)凸緣憑眼睛找正。在最好的情況下，其分辨率可以達(dá)到0.1mm。它適用于運(yùn)轉(zhuǎn)速度低且不常運(yùn)行的機(jī)器，現(xiàn)在仍用直尺作為初步對(duì)中的工具。

精密機(jī)器對(duì)中可用塞尺、內(nèi)徑千分尺或千分表，其分辨率可達(dá)到0.01mm。使用上述工具對(duì)中工作繁復(fù)并耗費(fèi)大量時(shí)間，有時(shí)還可能得出錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。

對(duì)中計(jì)算器是便攜式小型對(duì)中儀器，它以位移傳感器代替千分表，讀數(shù)直接輸入機(jī)，再輸入有關(guān)的距離參數(shù)，計(jì)算機(jī)根據(jù)一定的程度計(jì)算和分析。位移傳感器的分辨率為0.01mm。

激光對(duì)中儀是目前較為理想的精密對(duì)中儀器，使本來(lái)繁重費(fèi)時(shí)的對(duì)中工作能夠迅速準(zhǔn)確的完成。

激光對(duì)中儀及使用示意

五、案例

1.某引風(fēng)機(jī)不對(duì)中故障

上圖為聯(lián)軸器一端軸承座上測(cè)得的振動(dòng)時(shí)域和頻譜圖。

波形特征：總體模樣類(lèi)似正弦波

頻譜特征：存在較大的2X轉(zhuǎn)頻的頻率分量（1X較小，伴隨很小的3X）。

2.泵的不對(duì)中

設(shè)備轉(zhuǎn)速為2984rpm/min

從前后信號(hào)頻譜的對(duì)比可以看出，原來(lái)以1X信號(hào)為主的信號(hào)，變?yōu)?X、3X…..8X…的信號(hào)，其中2X為最大，發(fā)生較多的高次諧波。

拆卸下來(lái)的彈性塊如下圖：

成都卓微科技有限公司（卓微科技）致力于設(shè)備健康管理系統(tǒng)的關(guān)鍵器件和核心軟件研發(fā)。卓微科技的核心團(tuán)隊(duì)在傳感器領(lǐng)域、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)。卓微科技在成都高新西區(qū)建有研發(fā)中心，負(fù)責(zé)傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和軟件研發(fā)；在德陽(yáng)羅江軍民融合基地建有生產(chǎn)線，負(fù)責(zé)傳感器和數(shù)據(jù)采集卡的生產(chǎn)測(cè)試及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)?！白繝柌环玻?jiàn)微知著”，精確診斷+智能識(shí)別是卓微科技在設(shè)備健康管理和故障診斷領(lǐng)域持續(xù)追求的目標(biāo)！

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