旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動監(jiān)測與故障診斷課件

1、第4章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動監(jiān)測與故障診斷第4章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動監(jiān)測與故障診斷目 錄振動的基礎(chǔ)理論 振動診斷技術(shù)機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動的監(jiān)測參數(shù)與分析方法目 錄振動的基礎(chǔ)理論 振動的基礎(chǔ)理論第一部分振動的基礎(chǔ)理論第一部分一 振動的基本理論知識定義：機(jī)械振動是指物體圍繞其平衡位置作往復(fù)交替的運(yùn)動。 慣性力 阻尼力 彈性力 干擾力 一 振動的基本理論知識 慣性力 阻尼力 振動的三個要素：幅值、頻率（周期）、相位 振動的三個要素：機(jī)器零件的制造公差組裝時的間隙零件間的摩擦旋轉(zhuǎn)不平衡等但有時也利用振動的特性來幫助我們工作 機(jī)械振動的來源機(jī)器零件的制造公差 機(jī)械振動的來源 簡諧振動 周期振動 （振動波

2、形為單一的正弦波） 周期振動 確定性振動 （振動波形為多條正弦波的疊加） 準(zhǔn)周期振動 非周期振動 （信號經(jīng)過處理后，可以變換成周期振動） 機(jī)械振動 過渡振動 （單發(fā)的一次性振動） 窄頻帶隨機(jī)振動 平穩(wěn)隨機(jī)振動 （受頻帶限制的隨機(jī)振動） 隨機(jī)振動 寬頻帶隨機(jī)振動 （白噪聲） 不平穩(wěn)的隨機(jī)振動 （特殊的隨機(jī)振動）1.按振動規(guī)律分類1.按振動規(guī)律分類 2、按產(chǎn)生振動的原因分類 機(jī)器產(chǎn)生振動的根本原因，在于存在一個或幾個力的激勵。不同性質(zhì)的力激起不同的振動類型。據(jù)此，可將機(jī)械振動分為三種類型：自由振動 給系統(tǒng)一定的能量后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的振動。若系統(tǒng)無阻尼，則系統(tǒng)維持等幅振動；若系統(tǒng)有阻尼，則系統(tǒng)為衰減振

3、動。受迫振動 原件或系統(tǒng)的振動是由周期變化的外力作用所引起的，如不平衡、不對中所引起的振動。自激勵振動 在沒有外力作用下，只是由于系統(tǒng)自身原因所產(chǎn)生的激勵引起的振動，如油膜振蕩、喘振等。因機(jī)械故障而產(chǎn)生的振動，多屬于受迫振動和自激振動。 2、按產(chǎn)生振動的原因分類3、按振動頻率分類機(jī)械振動頻率是設(shè)備振動診斷中一個十分重要的概念。在各種振動診斷中常常要分析頻率與故障的關(guān)系，要分析不同頻段振動的特點(diǎn)，因此了解振動頻段劃分與振動診斷的關(guān)系很有實(shí)用意義。按著振動頻率的高低，通常把振動分為3種類型： 低頻振動: f1000Hz3、按振動頻率分類 周期振動與簡諧振動周期振動一般可看作是多個簡諧振動的疊加。

4、簡諧振動是機(jī)械振動中最基本、最簡單的一種形式，其軌跡可以看作是一個作勻速圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)軸上的投影，可用后面的數(shù)學(xué)式表示。 周期振動與簡諧振動周期振動一般可看作是多個簡諧振動的疊加 X-質(zhì)點(diǎn)位移 Xm-位移最大值，振幅(A) T-周期，質(zhì)點(diǎn)重復(fù)同一運(yùn)行所需最短時間 f-頻率，單位時間同一狀態(tài)出現(xiàn)次數(shù)，1/T - 圓頻率，2f -初始相位角-圓頻率（rad/s) ,f-頻率（Hz) ,T-周期（s) X-質(zhì)點(diǎn)位移 Xm-位移最大值，振幅(A) T振動幾個術(shù)語周期：振動一次所需的時間。工作頻率：單位時間內(nèi)的振動次數(shù)（與周期互為倒數(shù)）。頻率（圓頻率）：旋轉(zhuǎn)向量的角速度，即體系在2秒內(nèi)的振動次數(shù)。

5、自由振動時的圓頻率稱為“自振頻率”。自振頻率是體系本身的固有屬性，與體系的剛度、質(zhì)量有關(guān)，與激發(fā)振動的外部因素?zé)o關(guān)。振動幾個術(shù)語周期：振動一次所需的時間。 系統(tǒng)的固有頻率和周期 系統(tǒng)的固有頻率為： （3-1） 系統(tǒng)的頻率為： （3-2） 系統(tǒng)的周期為： （3-3） 系統(tǒng)的固有頻率和周期振動位移、速度、加速度振動位移、速度、加速度振動位移、速度、加速度v = Xmsin(t+ /2)a = 2 Xmsin(t+ )振動速度信號比位移超前90，幅值是位移信號倍；振動加速度信號比振動速度超前90，幅值是速度信號倍。振動位移、速度、加速度測試參數(shù)的選擇原則 振動測量，要求選用對故障反映最敏感的的診斷參

6、數(shù)來進(jìn)行測量，這種參數(shù)被稱之為“敏感因子”，即當(dāng)機(jī)器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數(shù)卻發(fā)生較大的變化。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)千差萬別，故障類型多種多樣，因此對每一個故障信號確定一個敏感因子是不可能的。人們在診斷實(shí)踐中總結(jié)出一條普遍性原則，即根據(jù)診斷對象振動信號的頻率特征來選擇診斷參數(shù)。常用的振動測量參數(shù)有加速度、速度和位移，一般按下列原則選用： 低頻振動（1000Hz）采用加速度。測試參數(shù)的選擇原則 振動測量，要求選用對故障反映最敏感的的診二.狀態(tài)監(jiān)測常用分析方法簡介幅值分析：（振動總值、烈度）、變化趨勢波形分析：峰值變化、周期性特點(diǎn)頻譜分析：振動能量的頻率分布分析倒頻譜分析伯德圖三維譜圖 二.狀態(tài)監(jiān)測常用分

7、析方法簡介1.幅值分析振動總值、（列度）的分析判斷 與標(biāo)準(zhǔn)允許值比較 與歷史統(tǒng)計值比較 與同類機(jī)組振動值比較振動值變化趨勢的分析判斷 總量值的趨勢 頻段值的趨勢通常情況振動信號包含很多簡諧振動成分，當(dāng)頻率成分較多時，從振動波形中很難直接看出波形中包含的頻率成分。作傅里葉變換求出頻率。頻譜圖將這些頻率成分和大小表示出來。1.幅值分析振動總值、（列度）的分析判斷2.頻譜分析 頻譜分析是旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中使用得最廣泛的信號處理方法之一，大多數(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械一般都產(chǎn)生帶有周期的振動信號，并不是都只含有單一頻率成分的簡諧運(yùn)動，而是包含有多種的頻率成分，這些頻率成分往往直接與機(jī)器中各零部件的機(jī)械物理特性聯(lián)系在一

8、起。頻域分析的基礎(chǔ)是頻率分析方法，利用傅里葉變換，將復(fù)雜的信號分解為簡單信號的疊加。2.頻譜分析 0.5x 1x 2x 3x 4x 5x 0.5x 1x 2x 伯德圖 ：轉(zhuǎn)速與振幅、相位之間的關(guān)系。 伯德圖 ：轉(zhuǎn)速與振幅、相位之間的關(guān)系。 瀑布圖將不同時刻的頻譜圖疊加在一起，以時間作為坐標(biāo)得到的三維圖形。x軸振動頻率，y軸時間，z軸振幅。根據(jù)瀑布圖可以直觀看到不同時刻的振動頻譜，了解異常振動故障發(fā)生時頻譜及幅值變化情況。可以判斷機(jī)器臨界轉(zhuǎn)速、振動原因以及系統(tǒng)的阻尼等情況由頻譜分析儀或信號處理裝置直接顯示出來。瀑布圖將不同時刻的頻譜圖疊加在一起，以時間作為坐標(biāo)得到的三維趨勢圖將振動幅值和相位隨時

9、間變化情況表示出來?？梢詫σ欢螘r間內(nèi)的振動變化情況進(jìn)行分析，判斷機(jī)組是否穩(wěn)定、有沒有周期性等。高中壓轉(zhuǎn)子碰磨軸振動2y賦值/相位變化情況趨勢圖將振動幅值和相位隨時間變化情況表示出來?？梢詫σ欢螘r間趨勢分析特征數(shù)據(jù)值和預(yù)報值按一定的時間順序排列起來 進(jìn)行分析?？梢允峭l振動、1X振幅、2X振幅、0.5X振幅、軸心位置等，時間順序可以按前后各自采樣、按小時、按天等。 停機(jī)門限值報警門限值振動峰峰值/m日期/d趨勢分析特征數(shù)據(jù)值和預(yù)報值按一定的時間順序排列起來 進(jìn)三、振動分析的過程 問診 監(jiān)測 診斷 措施 問診：了解設(shè)備背景，運(yùn)行環(huán)境、可能引起振動的原因設(shè)備結(jié)構(gòu)（傳動鏈參數(shù)，如齒輪齒數(shù)、軸承型號、皮

10、帶輪直徑等）設(shè)備的動態(tài)特性等信息設(shè)備運(yùn)行工況過程參數(shù)：溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷設(shè)備維修檔案三、振動分析的過程監(jiān)測: 確定振動測試分析方案 測試（轉(zhuǎn)速、負(fù)荷）測點(diǎn)位置測試參數(shù)（振動位移、速度、加速度）絕對振動、相對振動測試振動的方向（H/V/A）數(shù)據(jù)類型（幅值、頻譜、波形、相位）信號檢測類型：峰值、峰峰值、有效值監(jiān)測: 確定振動測試分析方案 診斷：引起振動的原因和部位 振動幅值趨勢分析 振動波形識別頻譜分析、峰值能量譜分析 頻響特性與相干分析瞬時頻率變化與相位分析措施：給出結(jié)論 繼續(xù)運(yùn)行；還能運(yùn)行多久?維修、檢查；部位?旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動監(jiān)測與故障診斷課件振動診斷技術(shù)第二部分振動診斷技術(shù)第二部分 振動

11、監(jiān)測系統(tǒng)的組成 測振傳感器與信號調(diào)理器信號記錄儀信號分析與處理設(shè)備觀測對象結(jié)果振動測試系統(tǒng)組成 振動監(jiān)測系統(tǒng)的組成 測振傳感器與信號調(diào)理器信號記錄儀信號分 振動加速度傳感器050kHz 有靜電加速度傳感器、激光加速度傳感器、電磁加速度傳感器、壓電加速度傳感器等到。 其中壓電加速度傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)：體積小、質(zhì)量輕、靈敏度高、測量范圍大、頻響范圍寬、線性度好、安裝簡便等。 1.測振傳感器 振動加速度傳感器050kHz1.測振傳感器如圖是一個縱效應(yīng)型的一種壓電加速度傳感器的工作原理 m kCXrxs= xosint 12341-螺母 2-質(zhì)量塊 3-壓電元件 4-底座機(jī)構(gòu)原理圖力學(xué)模型圖如圖是一個

12、縱效應(yīng)型的一種壓電加速度傳感器的工作原理 等效電路如圖：壓電式傳感器的等效原理圖A 等效靜電和發(fā)生器B 等效電容器 等效電路如圖：壓電式傳感器的等效原理圖A 等效靜電和發(fā)生 （1）濕度影響 環(huán)境的濕度增大，會使傳感器的絕緣電阻（泄漏電阻）減少，從而使傳感器的低頻響應(yīng)特性變壞。因此傳感器的有關(guān)部份的絕緣一定要有保證。對長期在潮濕環(huán)境或水下工作的傳感器，應(yīng)采取防潮密封措施，易進(jìn)水的線接頭要加以密封。 （2）溫度影響 石英常用于標(biāo)準(zhǔn)傳感器是因?yàn)槭⒕w對溫度不敏感，而溫度對壓電陶瓷的壓電系數(shù)和介電常數(shù)的影響則大得多，采用壓電陶瓷作為傳感器，一般要進(jìn)行人工老化處理。加速度傳感器使用注意事項(xiàng) （1）濕度

13、影響加速度傳感器使用注意事項(xiàng) （3）電纜噪聲 電纜受到突然的擾動或振動時，自身會產(chǎn)生噪聲由于壓電式傳感器電電容性的，在低頻時其內(nèi)阻抗極高，電纜里產(chǎn)生的噪聲不會很快消失，成為一種干擾信號。為減少電纜噪聲常采用以下辦法：一是選用特制的低噪聲電纜，二是在測量過程中將電纜固定以避免相對運(yùn)動。 （3）電纜噪聲（4）接地回路噪聲不同接地點(diǎn)之間易存在電位差U，該電位差會在接地回路中形成回路電流，在測量系統(tǒng)中就產(chǎn)生了噪聲。防止接地回路中產(chǎn)生噪聲信號的辦法是整個測量系統(tǒng)在一點(diǎn)接地。接地點(diǎn)最好選在記錄設(shè)備的輸入端。安裝時要將傳感器和放大器對地隔離。 前置放大器記錄設(shè)備傳感器絕緣（4）接地回路噪聲前置放大器記錄設(shè)備

14、傳感器絕緣（5)傳感器安裝方式的影響序號安裝方式安裝示意圖特點(diǎn)1鋼制雙頭螺栓安裝頻響特性最好,基本不降低傳感器的頻響性能.負(fù)荷加速度最大,是最好的安裝方法,適合于沖擊測量.2絕緣螺栓加云母墊片頻響特性近似于沒加云母片的雙頭螺栓安裝,負(fù)荷加速度大,適合于需要電器絕緣的場合.3用膠黏劑固定用黏膠劑固定,和絕緣法一樣,頻響特性良好,可達(dá)10Hz（5)傳感器安裝方式的影響序號安裝方式安裝示意圖特點(diǎn)1鋼制雙序號安裝方式安裝示意圖特點(diǎn)4用鋼性高的蠟固定頻率特性好,但不耐溫5永久磁鐵安裝只適用于12kHz的測量,負(fù)荷加速度中等(200g),使用溫度一般150.6手持用手按住,頻響特性最差,負(fù)荷加速度小,只適

15、用于1kHz的測量,其最大優(yōu)點(diǎn)是使用方便.序號安裝方式安裝示意圖特點(diǎn)4用鋼性高的蠟固定頻率特性好,但不1、診斷對象的確定 必須經(jīng)過充分的調(diào)查研究，有重點(diǎn)地選定用作監(jiān)測對象的設(shè)備(1) 一般是連續(xù)作業(yè)和流程作業(yè)中設(shè)備。(2) 停機(jī)或存在故障會造成很大損失的設(shè)備。(3) 故障發(fā)生后，會就成環(huán)境污染的設(shè)備。三、振動診斷技術(shù)的實(shí)施過程 1、診斷對象的確定三、振動診斷技術(shù)的實(shí)施過程 (4) 維修費(fèi)用高的設(shè)備。 (5) 設(shè)有備用機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備。 (6) 價格昂貴的大型精密和成套設(shè)備。(7) 容易造成人身安全事故的設(shè)備。(8) 容易發(fā)生故障的設(shè)備。(4) 維修費(fèi)用高的設(shè)備。 A、選擇測點(diǎn) 選擇最佳的測量點(diǎn)并

16、采用合適的檢測方法是獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要條件。測量點(diǎn)選擇的正確與否，關(guān)系到能否對設(shè)備故障作出正確的診斷。確定測量點(diǎn)數(shù)量及方向的總原則是：能對設(shè)備振動狀態(tài)作出全面的描述；應(yīng)是設(shè)備振動的敏感點(diǎn)；應(yīng)是離機(jī)械設(shè)備核心部位最近的關(guān)鍵點(diǎn)；應(yīng)是容易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的易損點(diǎn)。2、診斷方案的確定A、選擇測點(diǎn) 2、診斷方案的確定對于一般的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，測軸振動和測軸承的振動是兩種常見的振動測定方法。一般而言，對于非高速旋轉(zhuǎn)體，以測定軸承的振動為主；對于高速旋轉(zhuǎn)體，則以測定軸的振動位移居多。在測軸承的振動時，測量點(diǎn)應(yīng)盡量靠近軸承的承載區(qū)；與被監(jiān)測的轉(zhuǎn)動部件最好只有一個界面，測量點(diǎn)必須要有足夠的剛度。對于一般的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，測

17、軸振動和測軸承的振動是兩種常見的振動測對于低頻振動，應(yīng)在水平和垂直兩個方向同時進(jìn)行測量，必要時，還應(yīng)在軸向進(jìn)行測量；而對于高頻振動，則只需在一個方向進(jìn)行測量。因高頻信號對方向不敏感，低頻信號的方向性強(qiáng)。盡可能地避免選擇高溫、高濕、出風(fēng)口和溫度變化劇烈的地方作為測量點(diǎn)，以保證測量結(jié)果的有效性。 對于低頻振動，應(yīng)在水平和垂直兩個方向同時進(jìn)行測量，必要時，還 測量點(diǎn)一經(jīng)選定，就必須進(jìn)行標(biāo)記，如打上樣沖眼或加工出固定傳感器的螺孔，以保證在同一點(diǎn)進(jìn)行測量。研究表明，在測高頻振動時，微小的偏移（幾毫米），將會造成測量值相差幾倍（高達(dá)6倍）。 測量點(diǎn)一經(jīng)選定，就必須進(jìn)行標(biāo)記，如打上樣沖眼或加工出固定傳B、預(yù)

18、估頻率和振幅 振動測量前，應(yīng)估計一下所測振動信號的頻率范圍和幅值的大小，對于選擇傳感器、測量儀器和測量參數(shù)非常必要，同時防止漏檢某些可能存在的故障信號。采用以下幾種方法。（1）根據(jù)積累的現(xiàn)場診斷經(jīng)驗(yàn)，對設(shè)備常見故障的振動 特征頻率和振幅作一個基本估計。 B、預(yù)估頻率和振幅 （2）根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)和工作原理計算出某些可能發(fā)生的故障特征頻率。（3）廣泛搜集診斷知識，掌握一些常用設(shè)備的故障特征頻率和相應(yīng)的幅值大小。（4）利用便攜式振動測量儀，在正式測量前對設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)分塊測試，找到一些振動烈度較大的部位，通過改變測量頻段和測量參數(shù)進(jìn)一步測量，也可以大致確定其敏感頻段和幅值范圍。（2）根據(jù)

19、設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)和工作原理計算出某些可能發(fā) 在機(jī)械設(shè)備振動診斷工作中，位移、速度和加速度是三種可測量的幅值參數(shù)。選擇時應(yīng)考慮兩方面的因素：一是振動頻率的構(gòu)成；二是主要的振動表象。 從頻率角度看，高頻信號常選加速度作為測量參數(shù)，低頻信號選位移作為測量參數(shù)，居于其間選速度作為參數(shù)。 3、測量參數(shù)的確定 在機(jī)械設(shè)備振動診斷工作中，位移、速度和加速度是三種可測加速度、速度v和位移x三者之間存在如下關(guān)系式 =v=2x簡諧振動的頻率，Hz。按頻帶選定測量參數(shù)：位移010Hz，速度10HzkHz，加速度1kHz。 加速度、速度v和位移x三者之間存在如下關(guān)系式 對振動檢測最重要的要求之一，就是測量范圍

20、應(yīng)能包含所有主要頻率分量的全部信息，包括不平衡、不對中、滾動體損壞、齒輪嚙合、葉片共振、軸承元件徑向共振、油膜渦動和油膜振蕩等有關(guān)的頻率成分，其頻率范圍往往超過1kHz。很多典型的測試結(jié)果表明，在機(jī)器內(nèi)部損壞還沒有影響到機(jī)器的實(shí)際工作能力之前，高頻分量就已包含了缺損的信息。為了預(yù)測機(jī)器是否損壞，高頻信息是非常重要的。因此，測量加速度值的變化及其頻率分析常常成為設(shè)備故障診斷的重要手段。 對振動檢測最重要的要求之一，就是測量范圍應(yīng)能包含所有主要 D、應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用場合選擇相應(yīng)的振動監(jiān)測參數(shù)：測量參數(shù) 振動表象 應(yīng)用場合 位移位移量或活動量異常加工機(jī)床的振動、旋轉(zhuǎn)軸的擺動 速度 振動能量異常旋轉(zhuǎn)機(jī)

21、械的振動 加速度 沖擊力異常軸承和齒輪的缺陷引起的振動 D、應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用場合選擇相應(yīng)的振動監(jiān)測參數(shù)：測量參 在大多數(shù)情況下，評定機(jī)械設(shè)備的振動量級和診斷機(jī)械故障，主要采用速度和加速度的有效值，只有在測量變形破壞時，才采用位移峰值。4. 選擇診斷儀器：考慮如下兩方面。（1）儀器應(yīng)有足夠?qū)挼念l率范圍，能覆蓋所有重要的振動頻率成分，一般范圍是10Hz10kHz。（2）儀器要有好的動態(tài)范圍，在一定的頻率內(nèi)能保證對所有可能出現(xiàn)的振動數(shù)值有一定的顯示精度。 在大多數(shù)情況下，評定機(jī)械設(shè)備的振動量級和診斷機(jī) 5. 傳感器的選擇與安裝 測量位移采用渦流式位移傳感器；測量速度采用磁電式速度傳感器；測量加速度采

22、用壓電式加速度傳感器。 6做好其他相關(guān)事項(xiàng)的準(zhǔn)備 為可靠地進(jìn)行工作，最好在正式測量前做一次模擬測試，以檢驗(yàn)儀器的狀態(tài)和準(zhǔn)備工作的充分程度。 5. 傳感器的選擇與安裝 在確定了診斷方案之后，要根據(jù)診斷目的對設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)測量。然后將測量到的振動信號進(jìn)行校驗(yàn)，把真實(shí)數(shù)據(jù)儲存起來。1、振動的測量（1）轉(zhuǎn)軸的振動測量 測量轉(zhuǎn)軸時,一般是測量軸頸的徑向振動。通常是在一個平面內(nèi)正交的兩個方向分別安裝一個探頭,即兩個測點(diǎn)相差90度。 四、振動信號的測量 在確定了診斷方案之后，要根據(jù)診斷目的對設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)相關(guān)軸的徑向振動測量軸的徑向振動測量 實(shí)際應(yīng)用中，只要安裝位置可行，兩個探頭可安裝在軸承圓周的任何位

23、置，只要能夠保證其905的間隔，都能夠準(zhǔn)確測量軸的徑向振動。 探頭的安裝位置應(yīng)盡量靠近軸承，否則由于軸的撓度，得到的測量值將包含附加的誤碼差。徑向振動探頭的安裝位置與軸承的距離要在76mm之內(nèi)。 實(shí)際應(yīng)用中，只要安裝位置可行，兩個探頭可安裝在測量軸承直徑 /mm最大距離 d/mm076257650876508152軸的徑向振動測量時探頭安裝軸徑向振動探頭與軸承的最大距離探頭中心線應(yīng)與軸心線正交，探頭監(jiān)測的軸表面1.5倍探頭直徑寬度范圍內(nèi),整個圓周面應(yīng)無刻痕跡或其他任何不連續(xù)的表面(如油孔或者說鍵槽等),且在這個范圍內(nèi)不能有噴鍍金屬或電鍍,表面粗糙度應(yīng)在0.40.8m之間注意:測量軸承直徑 /m

24、m最大距離 d/mm0762576（2）機(jī)殼（軸承座）的振動測量 一般需要測量三個互相垂直方向的振動，因?yàn)椴煌墓收显诓煌臏y量方向上有不同的確反映。 如不平衡故障在水平方向振動較為明顯；而不對中故障常伴有明顯的軸向振動。（2）機(jī)殼（軸承座）的振動測量 （3）轉(zhuǎn)子絕對振動檢測 一般是大型汽輪機(jī)組的轉(zhuǎn)子的測量，要對轉(zhuǎn)子的絕對振動進(jìn)行測量；一般采用非接觸式電渦流傳感器測量軸的相對振動，用磁電式速度傳感器測量軸承座的絕對振動，并將振動速度信號通過積分放大電路轉(zhuǎn)換為振動位移信號，然后在合成線路中按時域代數(shù)相加，便得到軸的絕對振動。 （3）轉(zhuǎn)子絕對振動檢測 積分器前置放大器合成器轉(zhuǎn)軸絕對振動積分器前置放

25、大器合成器轉(zhuǎn)軸絕對振動軸的絕對振動測試框圖積分器前置放大器合成器轉(zhuǎn)軸絕對振動積分器前置放大器合成器轉(zhuǎn)軸（4）旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸向位移測量 測量面應(yīng)該與軸是一個整體，這個測量面以探頭中心線為中心，寬度為1.5倍探頭頭部直徑（在停機(jī)時，探頭只對正了這個圓環(huán)的一部分，機(jī)器啟動后，整個圓環(huán)都會成為被測面），整個被測面應(yīng)該滿足前面所述的對被測面的要求。 通常采用兩套傳感器對推力軸承同時進(jìn)行監(jiān)測，兩個優(yōu)點(diǎn)：一是可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖停機(jī)，一旦有一套傳感受器失效，不會造成誤動作停機(jī)；二是即使有一套傳感器損壞失效，也可以通過另一套傳感器有效地對轉(zhuǎn)子的軸向位移進(jìn)行監(jiān)測。 （4）旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸向位移測量 軸的位移測量最大305mm最大

26、305mm止推法蘭盤測量面寬度1.5D安裝間隙D探頭軸的位移測量最大305mm最大305mm止測量面寬度1.5D探頭安裝位置距離止推盤不應(yīng)超過305mm,否則測出的結(jié)果不僅包括軸向位置的變化,而且也包括了熱脹冷縮的變化,不能真實(shí)地反映軸向位移量在安裝傳感器探頭時,由于停機(jī)狀態(tài)下止推盤沒有緊貼止推軸承工作面,因而探頭的安裝間隙應(yīng)該偏大,原則上應(yīng)保證當(dāng)機(jī)器啟動后,轉(zhuǎn)子處于其軸向竄動量的中心位置時,傳感器應(yīng)工作在其線性工作范圍的中點(diǎn)探頭安裝位置距離止推盤不應(yīng)超過305mm,否則測出的結(jié)果不僅2、信號分析 對于初次測量的信號，要進(jìn)行信號重放和直觀分析，檢查測得的信號是否真實(shí)。有可參考的資料，操作者對所

27、測得的信號比較熟透，那么在現(xiàn)場就可以大致判斷所測得信號的幅值及時域波形的真實(shí)性。如缺少資料和經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行多次復(fù)測和試分析，確認(rèn)測試無誤后再作記錄。2、信號分析3、數(shù)據(jù)記錄整理 應(yīng)詳細(xì)記錄所測得的數(shù)據(jù)。除了記錄儀器顯示的參數(shù)外，還要記下與測量分析有關(guān)的其他內(nèi)容，如環(huán)境溫度、電源參數(shù)、儀器型號、儀器的通道數(shù)，以及測量時設(shè)備運(yùn)行的工況參數(shù)（如負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、進(jìn)出口壓力、軸承溫度、聲音、潤滑等）。 3、數(shù)據(jù)記錄整理機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用第三部分機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用第三部分機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用一、 標(biāo)準(zhǔn)的作用與制定二、 軸承振動和軸振動標(biāo)準(zhǔn)三、 標(biāo)準(zhǔn)的使用和保護(hù)值的設(shè)定四、 機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用三示例機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

28、一、 標(biāo)準(zhǔn)的作用與制定一 、標(biāo)準(zhǔn)的作用與制定1、 振動標(biāo)準(zhǔn)的作用：檢查考核機(jī)器的設(shè)計水平、制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量、檢修質(zhì)量保障機(jī)器安全運(yùn)行，防止發(fā)生振動事故2、制定振動標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)：安全性經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)制定主要靠經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計規(guī)律一 、標(biāo)準(zhǔn)的作用與制定1、 振動標(biāo)準(zhǔn)的作用：標(biāo)準(zhǔn)不是絕對的：-高于限值，發(fā)生問題的可能性比較大-低于限值，基本可以保證安全其他： -新老機(jī)器：新機(jī)器振動小，運(yùn)行多年的機(jī)器振動略有增加 -間隙大小：大機(jī)器軸承間隙大，對軸承的要求可以比小機(jī)器寬松些 -轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速越高，對其振幅限制越嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)不是絕對的：振動標(biāo)準(zhǔn)分類 為了便于選擇和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，我們把現(xiàn)場診斷中遇到的各類標(biāo)準(zhǔn)做一個簡單的分類。

29、1、按診斷對象分類 在診斷領(lǐng)域內(nèi)通常把運(yùn)動機(jī)械分成旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)機(jī)械，因此就有旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)和往復(fù)機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動標(biāo)準(zhǔn)比較完善，除了適用各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的通用標(biāo)準(zhǔn)外，還有某些設(shè)備單獨(dú)使用的標(biāo)準(zhǔn)。而用于往復(fù)機(jī)械的振動標(biāo)準(zhǔn)比較少，而且實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不多。此外還有齒輪、滾動軸承或其他專業(yè)機(jī)械的振動標(biāo)準(zhǔn)。在選用標(biāo)準(zhǔn)時，必須根據(jù)其類型去選擇。 振動標(biāo)準(zhǔn)分類 為了便于選擇和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，我們把現(xiàn)場診斷中2、按診斷參數(shù)分類診斷標(biāo)準(zhǔn)按參數(shù)分類有加速度標(biāo)準(zhǔn)、速度標(biāo)準(zhǔn)和位移標(biāo)準(zhǔn)。其中以速度標(biāo)準(zhǔn)通用性最大，應(yīng)用最廣泛。在選 用標(biāo)準(zhǔn)時，測量參數(shù)必須與標(biāo)準(zhǔn)中使用的參數(shù)一致3、按制定標(biāo)準(zhǔn)的方法分類 按制定標(biāo)

30、準(zhǔn)的方法，診斷標(biāo)準(zhǔn)分絕對標(biāo)準(zhǔn)、相對標(biāo)準(zhǔn)和類比標(biāo)準(zhǔn)。絕對標(biāo)準(zhǔn)是在規(guī)定了正確的測定方法后制定的，他是若干組閾值來區(qū)分設(shè)備所處的狀態(tài)，例如ISO2372、VDI2056、ISO2373等都是常用的絕對標(biāo)準(zhǔn)。2、按診斷參數(shù)分類相對標(biāo)準(zhǔn)是把 在“良好”狀態(tài)下的振動值作為“初始值”，根據(jù)實(shí)測值達(dá)到初始值的倍數(shù)來判斷設(shè)備狀態(tài)，一般由用戶根據(jù)各臺設(shè)備的具體情況制定。類比標(biāo)準(zhǔn)是把同類型、同規(guī)格的設(shè)備在相同的測試條件下所測得的結(jié)果進(jìn)行比較，判斷設(shè)備的狀態(tài)。其中絕對標(biāo)準(zhǔn)通用性大，應(yīng)用方便，最適合在現(xiàn)場使用。相對標(biāo)準(zhǔn)可靠性大，制定比較復(fù)雜；類比標(biāo)準(zhǔn)使用簡單，特別適合用沒有成熟標(biāo)準(zhǔn)可供選用的設(shè)備，如往復(fù)式空壓機(jī)等。一般

31、比較簡單的故障用某一個標(biāo)準(zhǔn)判別，對比較復(fù)雜的故障用兩個或者三個標(biāo)準(zhǔn)同時進(jìn)行判斷。相對標(biāo)準(zhǔn)是把 在“良好”狀態(tài)下的振動值作為“初始值”，根據(jù)實(shí)4.按標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)形式分類 機(jī)械振動標(biāo)準(zhǔn)的基本表達(dá)形式有兩種：表格數(shù)據(jù)式和圖表坐標(biāo)式，以表格式多見，而且查找比較方便。5.按頒布標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)分類 按制定或頒布標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)不同，目前用于現(xiàn)場診斷的標(biāo)準(zhǔn)有國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的標(biāo)準(zhǔn)（如ISO標(biāo)準(zhǔn)），也有各個國家制定的標(biāo)準(zhǔn)（如國內(nèi)的GB標(biāo)準(zhǔn)以及美國、英國、德國、日本等國家標(biāo)準(zhǔn)），此外還有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或部門標(biāo)準(zhǔn)（如國內(nèi)的原HGJ標(biāo)準(zhǔn)），以及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中最具權(quán)威的自然是ISO標(biāo)準(zhǔn)。國外有些專業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)常常是隨引進(jìn)設(shè)備而傳入國內(nèi)

32、的。4.按標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)形式分類 目前最常采用的是通頻振幅來衡量機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的。 根據(jù)所使用傳感器的種類分為：軸承振動評定，用接觸式傳感器(例如磁電式振動速度傳感器或壓電式振動加速度傳感器)放置在軸承座上進(jìn)行測量2) 軸振動評定，用非接觸式傳感器(例如電渦流式傳感器) 測量軸相對于機(jī)殼的振動值或軸的絕對振動值。 評定參數(shù)可用振動位移峰峰值和振動烈度(即均方根值，它代表了振動能量的大小)來表示。二、軸承振動和軸振動標(biāo)準(zhǔn) 目前最常采用的是通頻振幅來衡量機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的。二、軸承相對軸振動絕對軸承振動絕對軸振動相對軸振動絕對軸承振動絕對軸振動旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動監(jiān)測與故障診斷課件以軸承振動烈度作為評定標(biāo)準(zhǔn)在制定

33、上述振動標(biāo)準(zhǔn)時，假設(shè)：機(jī)組振動為單一頻率的正弦波振動軸承座在垂直、水平方向上的剛度基本上相等，即認(rèn)為是各向同性的軸承振動和轉(zhuǎn)子振動基本上有一固定比值，因此可利用軸承振動代表轉(zhuǎn)子振動實(shí)際證明上述假設(shè)與事實(shí)不盡相符所測得的振動多數(shù)是由數(shù)種頻率的振動合成的；軸承組水平剛度明顯低于垂直剛度；轉(zhuǎn)子振動和軸承座振動的比值，可以是250倍，它和軸承型式，間隙、軸承座剛度、油膜特性等有關(guān)，且同類機(jī)組亦不盡相同。以軸承振動烈度作為評定標(biāo)準(zhǔn)在制定上述振動標(biāo)準(zhǔn)時，假設(shè)：50MW以上，3000RPM汽輪機(jī)軸振動標(biāo)準(zhǔn)（P-P）GB/T 11348.2-1997旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定第二部分：陸地安裝的大型汽輪

34、發(fā)電機(jī)組50MW以上，3000r/min的汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)軸振動位移界限值（峰峰值/m）區(qū)域上界界限值相對振動位移絕對振動位移A80100B120165150200C180260250320區(qū)域A新投產(chǎn)機(jī)組的振動應(yīng)在此區(qū)域內(nèi)區(qū)域B機(jī)組可以長期運(yùn)行區(qū)域C機(jī)組不允許長期運(yùn)行，利用機(jī)會進(jìn)行處理區(qū)域D運(yùn)行有危險，可能引起機(jī)組事故50MW以上，3000RPM汽輪機(jī)軸振動標(biāo)準(zhǔn)（P-P）GB/軸振動標(biāo)準(zhǔn)（P-P）旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定第3部分：耦合的工業(yè)機(jī)械Mechanical vibration of non-reciprocating machines-Measurements on rotat

35、ing shafts and evaluation criteria-Part 3:Coupled industrial machinesGB/T 11348.3-1999 eqv ISO 7919-3:1996 本標(biāo)準(zhǔn)適用于最高連續(xù)轉(zhuǎn)速從1000r/min至30,000r/min具有滑動軸承的耦合的工業(yè)機(jī)器，包括：汽輪機(jī)、透平壓縮機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)組、渦輪泵、渦輪風(fēng)機(jī)、電力驅(qū)動裝置及耦合的齒輪變速裝置。機(jī)器大小和功率不受限制。 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于輸出功率大于50MW的陸地安裝的大型汽輪發(fā)電機(jī)組，也不適用于輸出功率大于或等于1MW的水輪機(jī)組及泵組的轉(zhuǎn)軸振動的測量和評定。軸振動標(biāo)準(zhǔn)（P-P）旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸

36、徑向振動的測量和評定 軸的轉(zhuǎn)速/(1000rmin-1)軸的轉(zhuǎn)速與振動位移峰峰值限值關(guān)系圖轉(zhuǎn)軸相對于軸承座振動位移峰峰值/m軸的轉(zhuǎn)速/(1000rmin-1)轉(zhuǎn)軸相對于軸承座振動位移圖中的推薦值按下列各式計算：A/B區(qū)域邊界B/C區(qū)域邊界 C/D區(qū)域邊界 式中：S(p-p)轉(zhuǎn)軸振動位移的峰峰值（見GB/T 11348.1）圖中的推薦值按下列各式計算：圖：電站汽輪機(jī)組對軸振動 最大位移的限定值。測試面位于軸承處VDI 2059，表 2：汽輪機(jī)組的軸振動工作轉(zhuǎn)速/rpm最大位移/SmaxA新機(jī)器連續(xù)運(yùn)行時的限定值B-連續(xù)運(yùn)行時允許的振動水平C-當(dāng)達(dá)到該限定值時，通常應(yīng)當(dāng)停機(jī)圖：VDI 2059，表

37、 2：汽輪機(jī)組的軸振動工作轉(zhuǎn)速/rp圖：工業(yè)透平機(jī)組相對軸振動最大位移的限定值。測試面位于軸承處。該值與最高工作轉(zhuǎn)速有關(guān)VDI 2059，表 ：工業(yè)透平機(jī)組的軸振動A-新機(jī)器連續(xù)運(yùn)行時的限定值B-連續(xù)運(yùn)行時允許的振動水平C-當(dāng)達(dá)到該限定值時，通常應(yīng)當(dāng)停機(jī)圖：VDI 2059，表 ：工業(yè)透平機(jī)組的軸振動A-汽輪機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)軸承振動標(biāo)準(zhǔn)（P-P）水電部汽輪機(jī)組振動標(biāo)準(zhǔn)（雙振峰）（1954,1957,1959,1980）離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)振動標(biāo)準(zhǔn)汽輪機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)軸承振動標(biāo)準(zhǔn)（P-P）水電部汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動監(jiān)測與故障診斷課件振動速度均方根值mm/s類類類類0.28AAAA0.4

38、50.711.12B1.8B2.8CB4.5CB7.1DC11.2DC18D28D45GB/T 6075.11999 典型區(qū)域邊界限制振動速度均方根值類類類類0.28AAAA0.450. 類，發(fā)動機(jī)和機(jī)器的單獨(dú)部件，他們完整地聯(lián)接到正常狀況的整機(jī)上（15kW以下的電機(jī)是這一類機(jī)器的典型例子）。 類，無專門基礎(chǔ)的中型機(jī)器（具有1575kW輸出功率的電機(jī)），在專門基礎(chǔ)上剛性安裝的發(fā)動機(jī)或機(jī)器（300kW以下）。 類，具有旋轉(zhuǎn)質(zhì)量安裝在剛性的重型基礎(chǔ)上的大型原動機(jī)和其他大型機(jī)器。基礎(chǔ)在振動測量方向上相對是剛性的。 類，具有旋轉(zhuǎn)質(zhì)量安裝在柔性基礎(chǔ)上的大型原定集合其他大型機(jī)器，其基礎(chǔ)在振動測量方向上相對

39、是柔性的（例如輸出功率大于10MW的汽輪發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)）。 類，發(fā)動機(jī)和機(jī)器的單獨(dú)部件，他們完整地聯(lián)接到注：按支撐柔度分類 通常對指定方向上大支撐部件柔度分類，有兩種狀態(tài)： 剛性支撐； 柔性支撐；這些支撐條件取決于機(jī)器與基礎(chǔ)柔度之間的相互關(guān)系，如在測量方向上機(jī)器與支撐系統(tǒng)組合的最低自振頻率至少大于主激勵頻率（大多數(shù)情況下為旋轉(zhuǎn)頻率）25%，則支撐系統(tǒng)在該方向上可看作剛性支撐，所有的其他支撐系統(tǒng)都可看做柔性支撐系統(tǒng)。 注：按支撐柔度分類作為典型的例子，大中型電動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時通常具有剛性支撐，而功率大于10MW的透平發(fā)電機(jī)或壓縮機(jī)以及立式機(jī)器裝置通常具有柔性支撐在某些情況下，支撐不見可能在某一

40、測量方向上為剛性而在其他方向?yàn)槿嵝?。例如在垂直方向自振頻率可能大于主激勵頻率而水平向自振頻率明顯低于主激勵頻率，這種系統(tǒng)在垂直面為剛性而在水平面為柔性，在這種情況下振動可以按照對應(yīng)于測量方向上的支撐種類來評價。如機(jī)器支撐系統(tǒng)分類不能通過圖紙及計算很容易的確定，則可以通過試驗(yàn)來確定。作為典型的例子，大中型電動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時通常具有剛性支撐，而功支撐類型區(qū)域邊界位移均方根值/m速度均方根值/(mm/s)剛性A/B292.3B/C574.5C/D907.1柔性A/B453.5B/C907.1C/D14011.0GB/T 6075.32001 idt ISO 108163:1998表A1 振動烈度區(qū)域分

41、類 第一組機(jī)組：額定功率大于300kW并且小于50MW的大型機(jī)組；轉(zhuǎn)軸高度 H315mm的電機(jī)支撐類型區(qū)域邊界位移均方根值/m速度均方根值/(mm/s)表A2 振動烈度區(qū)域分類 第二組機(jī)組：額定功率大于15kW并且小于等于300kW的大型機(jī)組；電機(jī)轉(zhuǎn)軸高度 160mmH315mm的電機(jī)支撐類型區(qū)域邊界位移均方根值/m速度均方根值/(mm/s)剛性A/B221.4B/C452.8C/D714.5柔性A/B372.3B/C714.5C/D1137.1表A2 振動烈度區(qū)域分類 第二組機(jī)組：額定功率大于15k表A3 振動烈度區(qū)域分類 第三組機(jī)組：額定功率大于15kW多葉片葉輪并與原動機(jī)分開連接的泵（離

42、心式、混流式或軸流式）支撐類型區(qū)域邊界位移均方根值/m速度均方根值/(mm/s)剛性A/B182.3B/C364.5C/D567.1柔性A/B283.5B/C567.1C/D9011.0表A3 振動烈度區(qū)域分類 第三組機(jī)組：額定功率大于15k表A4 振動烈度區(qū)域分類 第四組機(jī)組：額定功率大于15kW多葉片葉輪并與原動機(jī)成一體（共軸）的泵（離心式、混流式或軸流式）支撐類型區(qū)域邊界位移均方根值/m速度均方根值/(mm/s)剛性A/B111.4B/C222.8C/D364.5柔性A/B182.3B/C364.5C/D567.1表A4 振動烈度區(qū)域分類 第四組機(jī)組：額定功率大于15k表 3 往復(fù)機(jī)械的

43、振動評價標(biāo)準(zhǔn)表 3 往復(fù)機(jī)械的振動評價標(biāo)準(zhǔn)新使用機(jī)器的振動區(qū)域通常可能接受的這期工作的機(jī)器振動區(qū)域通常不能令人滿意的長期工作的機(jī)器振動區(qū)域；一般，這種情況可以做有限操作，知道有滿意的補(bǔ)救措施出現(xiàn)振動值落在這個區(qū)域的，其振動足夠損壞機(jī)器注：在機(jī)器使用壽命內(nèi)，往復(fù)機(jī)械振動值比旋轉(zhuǎn)機(jī)械更穩(wěn)定，因此表中混合的A和B區(qū)域，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，可以提供A和B之間的區(qū)分指導(dǎo)值。新使用機(jī)器的振動區(qū)域轉(zhuǎn)速（r/min）n3000n3000振動合格5040優(yōu)良4030表 4 電動給水泵軸承振動標(biāo)準(zhǔn)（m）表 5 臥式離心泵或風(fēng)機(jī)軸承振動標(biāo)準(zhǔn)（m）轉(zhuǎn)速（r/min）n1001000n20002000n3000振動合格10

44、08050優(yōu)良706040轉(zhuǎn)速（r/min）n3000n3000振動合格504表 6 大型立式泵軸承振動標(biāo)準(zhǔn)（m）注：對立式泵的振動評價建議測量最頂部軸承作為設(shè)備振動評價測點(diǎn)位置。轉(zhuǎn)速（r/min）N250250n375375n600600n2000振動合良100807060表 6 大型立式泵軸承振動標(biāo)準(zhǔn)（m）注：對立式泵的振動評三、標(biāo)準(zhǔn)的使用和保護(hù)值的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)使用中要考慮的要素：軸振初始晃度： 由于機(jī)械或電磁因素引起的偏差。如果偏擺超出了25%的許用振動位移值，應(yīng)分析原因并采取補(bǔ)償或其他措施。國產(chǎn)大機(jī)組原始晃度通常在0.020.03mm或更多與ISO的區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)的靈活

45、運(yùn)用： 標(biāo)準(zhǔn)為非強(qiáng)制性，需要靈活掌握，振動值的變化更為重要分頻報警： 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)為通頻振動值分頻報警更為重要三、標(biāo)準(zhǔn)的使用和保護(hù)值的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)使用中要考慮的要素：軸振的報警值：基線值+區(qū)域B上限值的25%，或區(qū)域B上限值，兩者中取小值基線值：機(jī)器正常，穩(wěn)態(tài)工況下各測點(diǎn)有代表 性并可重復(fù)的振動，它可以是正常運(yùn)行期間多次測量的統(tǒng)計平均值。對于新機(jī)器，最初的報警值可根據(jù)其他類型極其的經(jīng)驗(yàn)或振動評定標(biāo)準(zhǔn)中區(qū)域B的振動限制來設(shè)定，在運(yùn)行一段時間、建立穩(wěn)態(tài)基線值后，在對報警值的設(shè)定作相應(yīng)的調(diào)整。軸振的報警值： A、報警值設(shè)定不同機(jī)器的報警值可能上下變動很大，通常是相對于基線值來設(shè)定，而基線值是由具體機(jī)器上測量

46、位置或方向的經(jīng)驗(yàn)來確定的。建議設(shè)定的報警值比基線值高出區(qū)域B上限的25%。如基線值較低時，則報警值可能比區(qū)域C低。如果沒有建立基線值，例如對一臺新機(jī)器，出事報警值設(shè)定應(yīng)以其他類似及其的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，或以統(tǒng)一的驗(yàn)收值為基準(zhǔn)，經(jīng)過一段時期，建立穩(wěn)態(tài)基線值后再相應(yīng)的調(diào)整報警值。建議報警值通常不應(yīng)超過區(qū)域B上限的1.25倍。如果穩(wěn)態(tài)基線值變化（例如機(jī)器檢修后），應(yīng)相應(yīng)的修改報警值。 A、報警值設(shè)定B、停機(jī)值設(shè)定停機(jī)值一般與機(jī)器的機(jī)械牢固性有關(guān)，并且取決于能使及其承受異常動載荷的特定設(shè)計性能，因此，對于所有同樣設(shè)計的機(jī)器的停機(jī)值一般都相同，并且通常與設(shè)定報警值的穩(wěn)態(tài)基線值無關(guān)。但是對于不同設(shè)計的機(jī)器停機(jī)值

47、會有差異，不可能給出絕對的停機(jī)值指南。通常，停機(jī)值在區(qū)域C或區(qū)域D內(nèi)，建議停機(jī)值不應(yīng)超過區(qū)域C上限的1.25倍。B、停機(jī)值設(shè)定旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 第四部分旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動動的檢測參數(shù)與分析方法旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 第四部分旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動動的檢測參數(shù)與分1、監(jiān)測參數(shù) 測量參數(shù)依其變化快慢可分為動態(tài)參數(shù)和靜態(tài)參數(shù)兩種。 動態(tài)參數(shù) 振幅 它表示振動的嚴(yán)重程度，可用位移、速度或加速 度表示。 振動烈度 近年來國際上已統(tǒng)一使用振動烈度作為描述機(jī)器振動狀態(tài)的特征量。 相位 它對于確定旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動態(tài)特性、故障特性及轉(zhuǎn)子的動平衡等具有重要意義。1、監(jiān)測參數(shù) 靜態(tài)參數(shù) 軸心位置 在穩(wěn)定情況下，軸承中心相對于轉(zhuǎn)軸軸頸中心的位

48、置。 在正常工況下，轉(zhuǎn)軸在油壓、阻尼作用下在一定的位置上浮動。在異常情況下，由于偏心太大，會發(fā)生軸承磨損的故障。 軸向位置 是機(jī)器轉(zhuǎn)子上止推環(huán)相對于止推軸承的位置。當(dāng)軸向位置過小時，易造成動靜摩擦，產(chǎn)生不良后果。 靜態(tài)參數(shù) 差脹 指旋轉(zhuǎn)機(jī)械中轉(zhuǎn)子與靜子之間軸向間隙的變化值。它對機(jī)組安全啟動具有十分重要的意義。 對中度 指軸系轉(zhuǎn)子之間的連接對中程度，它與各軸承之間的相對位置有關(guān)，不對中故障是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的常見故障之一。 溫度 軸瓦溫度反映軸承運(yùn)行情況。 潤滑油壓 反映滑動軸承油膜的建立情況。 差脹 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號常用的分析方法除一般方法外，針對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的特點(diǎn)，常用圖形分析方法有：時域波形圖、伯德圖

49、、極坐標(biāo)圖、瀑布圖、軸心位置圖、軸心軌跡圖、頻譜圖、相位分析、趨勢分析等。轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)（轉(zhuǎn)軸組件包括轉(zhuǎn)子、軸承、支座及相關(guān)密封裝置等或轉(zhuǎn)子系統(tǒng)）是旋轉(zhuǎn)式機(jī)械的主要組成部分，旋轉(zhuǎn)式機(jī)械的故障絕大多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障引起的，而轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障又主要是由振動引起的。旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號常用的分析方法除一般方法外，針對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的特不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的故障（約占故障的20%）。引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因有： 結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，制造和安裝誤差，材質(zhì)不均勻，受熱不均勻，運(yùn)行中轉(zhuǎn)子的腐蝕、磨損、結(jié)垢、零部件的松動和脫落等。一、轉(zhuǎn)子不平衡不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的故障（約占故障的20%）。一、轉(zhuǎn)子不1、不平衡振動的特征轉(zhuǎn)子

50、的質(zhì)量不平衡所產(chǎn)生的離心力始終作用在轉(zhuǎn)子上，其特征有：對于剛性轉(zhuǎn)子，不平衡產(chǎn)生的離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而在軸承座測得的振動隨轉(zhuǎn)速增加而加大，但不一定與轉(zhuǎn)速的平方成正比，這是由于軸承與轉(zhuǎn)子之間的非線性所致。對于柔性轉(zhuǎn)子，在臨界轉(zhuǎn)速附近，振幅會出現(xiàn)一個峰值，且相位在臨界轉(zhuǎn)速前后相差近180。振動頻率和轉(zhuǎn)速頻率一致，轉(zhuǎn)速頻率的高次諧波幅值很低，在時域上波形接近于一個正弦波。1、不平衡振動的特征剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子的時域動態(tài)特征主要特征剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子的時域動態(tài)特征主要特征 不平衡故障的時域波形與頻譜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子不平衡時的時域波形轉(zhuǎn)子不平衡譜圖 不平衡故障的時域波形與頻譜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子不平衡時的時域波形2、

51、轉(zhuǎn)子不平衡故障按故障機(jī)理包括：轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子初始彎曲轉(zhuǎn)子熱態(tài)不平衡轉(zhuǎn)子部件脫落、斷裂轉(zhuǎn)子部件結(jié)垢聯(lián)軸器不平衡等。不同原因引起的轉(zhuǎn)子不平衡故障規(guī)律相近，但又各有特點(diǎn)。2、轉(zhuǎn)子不平衡故障按故障機(jī)理包括：A、 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡（固有不平衡） 所有不平衡都可歸結(jié)為轉(zhuǎn)子的質(zhì)量偏心，為此，首先分析帶有偏心質(zhì)量的多圓盤轉(zhuǎn)子的振動情況，如圖所示。A、 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡（固有不平衡）根據(jù)分析可知，轉(zhuǎn)子不平衡的振動特征是：各圓盤的中心軌跡是圓或橢圓；各圓盤的穩(wěn)態(tài)振動是一個與轉(zhuǎn)速同頻的強(qiáng)迫振動，振動幅值隨轉(zhuǎn)速按振動理論中的共振曲線規(guī)律變化，在臨界轉(zhuǎn)速處達(dá)到最大值。因此轉(zhuǎn)子不平衡故障的突出表現(xiàn)為一倍頻振動幅值大表示各

52、圓盤中心位移的復(fù)數(shù)向量相角是不同的，因此軸線彎曲成空間曲線，并以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速繞oz軸轉(zhuǎn)動，如下圖所示。根據(jù)分析可知，轉(zhuǎn)子不平衡的振動特征是：B、 轉(zhuǎn)子初始彎曲人們習(xí)慣上將轉(zhuǎn)子的初始彎曲與質(zhì)量初始不平衡同等看待，實(shí)際上是有區(qū)別的。所謂質(zhì)量不平衡是指各橫截面的質(zhì)心連線與其幾何中心連線存在偏差，而轉(zhuǎn)子彎曲是指各橫哉面的幾何中心連線與旋轉(zhuǎn)軸線不重合，二者都會使轉(zhuǎn)于產(chǎn)生偏心質(zhì)量，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡振動。初彎轉(zhuǎn)子具有與質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子相似的振動特征，所不同的初彎轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速較低時振動較明顯，趨于初彎值。在汽輪發(fā)電機(jī)組中，通常是在盤車時和盤車后測量晃動度的大小來判斷轉(zhuǎn)子是否存在初始彎曲。彎曲嚴(yán)重時，必須進(jìn)行校正；

53、當(dāng)轉(zhuǎn)子彎曲不嚴(yán)重時可以用平衡方法加以校正。B、 轉(zhuǎn)子初始彎曲C、 轉(zhuǎn)子熱彎曲在機(jī)組的啟動和停機(jī)過程中，由于熱交換速度的差異，使轉(zhuǎn)子橫截面產(chǎn)生不均勻的溫度分布，使轉(zhuǎn)子發(fā)生瞬時熱彎曲，產(chǎn)生較大的彎曲。熱彎曲引起的振動一般與負(fù)荷有關(guān)，改變負(fù)荷，振動相應(yīng)地發(fā)生變化，但在時間上較負(fù)荷的變化滯后。隨著盤車或機(jī)組的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，整機(jī)溫度趨于均勻，振動會逐漸減小。產(chǎn)生原因：由于轉(zhuǎn)子與靜子(如密封處)發(fā)生間歇性局部接觸，產(chǎn)生摩擦熱引起的轉(zhuǎn)子臨時性彎曲；轉(zhuǎn)子不均勻受熱或冷卻引起轉(zhuǎn)子的臨時性彎曲。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子的振動隨時間、負(fù)荷的變化而在大小和相位上均有改變。 C、 轉(zhuǎn)子熱彎曲因此，可通過變負(fù)荷或一段時間的振動監(jiān)測判斷轉(zhuǎn)

54、子熱彎曲故障。防止熱彎曲一方面要減小使轉(zhuǎn)子不均勻受熱的影響因素，如啟停機(jī)時充分暖機(jī)，保證機(jī)組均勻膨脹；另一方面應(yīng)注意裝配間隙，各部件要有相近的線膨脹系數(shù)。D、 轉(zhuǎn)子部件結(jié)垢 如果工作介質(zhì)的質(zhì)量不合格，隨著時間的推移，將在轉(zhuǎn)子的動葉和靜葉表面產(chǎn)生塵垢，使轉(zhuǎn)子原有的平衡遭到破壞，振動增大。由于結(jié)垢需要相當(dāng)長的時間，所以振動是隨著年月逐漸增大的并且由于通流條件變差，軸向推力增加，軸向位移增大，機(jī)組級間壓力逐漸增大，效率逐漸下降。因此，可通過變負(fù)荷或一段時間的振動監(jiān)測判斷轉(zhuǎn)子熱彎曲故障。E、聯(lián)軸節(jié)不平衡 由于制造、安裝的偏差或者動平衡時未考慮聯(lián)軸節(jié)的影響，可能使聯(lián)軸節(jié)產(chǎn)生不平衡。聯(lián)軸節(jié)不平衡具有質(zhì)量不

55、平衡相似的振動特征，通常是聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸承的振動較大，相位基本相同；聯(lián)軸節(jié)精度不良在對中時產(chǎn)生的端面偏擺和徑向偏擺，相當(dāng)于給轉(zhuǎn)子施加一個初始不平衡量，使轉(zhuǎn)子振動增大。這時可能會出現(xiàn)二倍轉(zhuǎn)速頻率的振動，頻譜圖上有明顯的二次諧波譜值。聯(lián)軸節(jié)精度不良引起的初始彎曲a.端面偏差 b.徑向偏擺E、聯(lián)軸節(jié)不平衡聯(lián)軸節(jié)精度不良引起的初始彎曲3、 轉(zhuǎn)子不平衡按發(fā)生不平衡的過程分如下三類：原始不平衡：制造誤 差、裝配誤 差、材質(zhì)不均等造成；漸變性不平衡：轉(zhuǎn)子上不均勻結(jié)垢，粉塵的不均勻沉積等造成，表現(xiàn)為振值隨著運(yùn)行時間的延長而增大；突發(fā)性不平衡：零件脫落或葉輪流道有異物附著等造成，表現(xiàn)為振值突然增大后穩(wěn)定在一定水平

56、上。3、 轉(zhuǎn)子不平衡按發(fā)生不平衡的過程分如下三類：對于原始不平衡、漸變不平衡和突發(fā)不平衡，由于共同點(diǎn)較多，也可以從振動趨勢不同來區(qū)別：原始不平衡：運(yùn)行初期的振動就處于較高水平。漸變不平衡：先低后高。突發(fā)不平衡：突然升高，然后穩(wěn)定。對于原始不平衡、漸變不平衡和突發(fā)不平衡，由于共同點(diǎn)較多，也可4、轉(zhuǎn)子不平衡的診斷實(shí)例 壓縮機(jī)組低壓缸轉(zhuǎn)子，經(jīng)大修后開車振動值正常，但有增大的趨勢。其時域波形為正弦波，分析其頻譜，以一倍頻為主，分析其矢量域圖，相位有一個緩慢的變化。 診斷意見：漸變不平衡，轉(zhuǎn)子流道結(jié)垢或局部腐蝕造成； 處理措施：漸變不平衡短期內(nèi)不會惡化，待大修時處理； 生產(chǎn)驗(yàn)證：一軸套內(nèi)側(cè) 拆卸轉(zhuǎn)子時看

57、不到部分)發(fā)生局部嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量逐漸加大。4、轉(zhuǎn)子不平衡的診斷實(shí)例 壓縮機(jī)組低壓缸轉(zhuǎn)子，經(jīng)大修后旋轉(zhuǎn)機(jī)械一般是由多根轉(zhuǎn)子所組成的多轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子間一般采用剛性或半撓性聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接。轉(zhuǎn)子不對中通常是指相鄰兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度。由于制造、安裝及運(yùn)行中支承軸架不均勻膨脹、管道力作用、機(jī)殼膨脹、地基不均勻下沉等多種原因影響，造成轉(zhuǎn)子不對中故障，從而引起機(jī)組的振動。轉(zhuǎn)子不對中可分為聯(lián)軸器不對中和軸承不對中；聯(lián)軸器不對中又可分為平行不對中、偏角不對中和平行偏角不對中三種情況。二、轉(zhuǎn)子不對中旋轉(zhuǎn)機(jī)械一般是由多根轉(zhuǎn)子所組成的多轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子間一般采用剛轉(zhuǎn)子不對中故障的特征 轉(zhuǎn)

58、子徑向振動出現(xiàn)二倍頻。徑向振動除了旋轉(zhuǎn)頻率一倍頻外，主要以二倍頻分量和四倍頻為主，不對中越嚴(yán)重，二倍頻所占比例越大；相鄰兩軸承的油膜壓力反方向變化，一個油膜壓力變大，另一個則變??；典型的軸心軌跡為香蕉形；聯(lián)軸器不對中時軸向振動較大，振動頻率為一倍頻，振動幅值和相位穩(wěn)定；軸承不對中時徑向振動較大，有可能出現(xiàn)高次諧波，振動不穩(wěn)定；振動對負(fù)荷變化敏感。當(dāng)負(fù)荷改變時，由聯(lián)軸器傳遞的扭矩立即發(fā)生改變，如果聯(lián)軸器不對中，則轉(zhuǎn)子的振動狀態(tài)也立即發(fā)生變化。由于溫度分布的變化，軸承座的熱膨脹不均勻而引起軸承不對中，使轉(zhuǎn)子的振動也要發(fā)生變化但由于熱傳導(dǎo)的慣性，振動的變化在時間上要比負(fù)荷的改變滯后一段時間。轉(zhuǎn)子不對

59、中故障的特征轉(zhuǎn)子不對中診斷實(shí)例 故障表現(xiàn)：運(yùn)行時，透平和壓縮機(jī)低壓缸運(yùn)行正常，而高壓缸振動較大(在允許范圍)。 1周后，振動突然加劇，測點(diǎn)4和5的徑向振動增大，其中5點(diǎn)的振動值增加2倍，測點(diǎn)6的軸向振動加大，透平和低壓缸的振動無異常； 又運(yùn)行2周后，5點(diǎn)的值又增加1倍，超過允許值。轉(zhuǎn)子不對中診斷實(shí)例 1周后，振動突然加劇，測點(diǎn)4和5的 診斷意見：壓縮機(jī)高低壓缸之間轉(zhuǎn)子對中不良，聯(lián)軸器發(fā)生故障，須緊急停車檢修。 高壓缸主要振動特征為：高低壓缸之間的聯(lián)軸器兩端振動較大；測點(diǎn)5的振動波形畸變?yōu)榛l和2倍頻的疊加波，且2次諧波具有較大峰值；軸心軌跡為雙橢圓復(fù)合軌跡；軸向振動較大。生產(chǎn)驗(yàn)證：對機(jī)組聯(lián)軸器

60、局部解體發(fā)現(xiàn)，兩缸之間 的聯(lián)軸器固定法蘭與內(nèi)齒套的連接螺栓已斷三根。復(fù)查轉(zhuǎn)子對中情況，發(fā)現(xiàn)對中嚴(yán)重超差，不對中量大于設(shè)計要求16倍；根據(jù)診斷意見，重新對中找正高壓缸轉(zhuǎn)子，并更換符合要求的連接螺栓，重新啟動后，機(jī)組運(yùn)行正常。 診斷意見：壓縮機(jī)高低壓缸之間轉(zhuǎn)子對中不良，聯(lián)軸 高速工作的柔性轉(zhuǎn)子如壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、高速風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其軸在流體動壓滑動軸承（油膜軸承）作偏心旋轉(zhuǎn)時，形成一個進(jìn)口斷面大于出口斷面的油楔，如果進(jìn)口處的油液流速不馬上下降，則軸頸從油楔中間隙大的地方帶入的油量大于從間隙小的地方帶出的油量。由于液體的不可壓縮性，多余的油就推動軸頸前進(jìn)，形成與軸旋轉(zhuǎn)方向相同的渦動運(yùn)動，渦動速度即為