振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件

振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1ppt課件6、露凝無(wú)游氛，天高風(fēng)景澈。7、翩翩新來(lái)燕，雙雙入我廬，先巢故尚在，相將還舊居。8、吁嗟身后名，于我若浮煙。9、陶淵明（約365年—427年），字元亮，（又一說(shuō)名潛，字淵明）號(hào)五柳先生，私謚“靖節(jié)”，東晉末期南朝宋初期詩(shī)人、文學(xué)家、辭賦家、散文家。漢族，東晉潯陽(yáng)柴桑人（今江西九江）。曾做過(guò)幾年小官，后辭官回家，從此隱居，田園生活是陶淵明詩(shī)的主要題材，相關(guān)作品有《飲酒》、《歸園田居》、《桃花源記》、《五柳先生傳》、《歸去來(lái)兮辭》等。10、倚南窗以寄傲，審容膝之易安。振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1ppt課件振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1ppt課件6、露凝無(wú)游氛，天高風(fēng)景澈。7、翩翩新來(lái)燕，雙雙入我廬，先巢故尚在，相將還舊居。8、吁嗟身后名，于我若浮煙。9、陶淵明（約365年—427年），字元亮，（又一說(shuō)名潛，字淵明）號(hào)五柳先生，私謚“靖節(jié)”，東晉末期南朝宋初期詩(shī)人、文學(xué)家、辭賦家、散文家。漢族，東晉潯陽(yáng)柴桑人（今江西九江）。曾做過(guò)幾年小官，后辭官回家，從此隱居，田園生活是陶淵明詩(shī)的主要題材，相關(guān)作品有《飲酒》、《歸園田居》、《桃花源記》、《五柳先生傳》、《歸去來(lái)兮辭》等。10、倚南窗以寄傲，審容膝之易安。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)內(nèi)部培訓(xùn)教材設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)目錄第一節(jié)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的含義、目的和發(fā)展一、設(shè)備診斷的含義……………………二、設(shè)備故障診斷的目的………………三、設(shè)備診斷技術(shù)的發(fā)展………………第二節(jié)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷常用的方法………………一、聲學(xué)監(jiān)測(cè)方法………1、聲音和噪聲的測(cè)量………………2、超聲波診斷方法…………………二、溫度監(jiān)測(cè)方法………1、簡(jiǎn)易溫度監(jiān)測(cè)方法…………………2、紅外測(cè)溫監(jiān)測(cè)技術(shù)…………………三、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)……………………1、滲透探傷法…………振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1ppt課件6、露凝無(wú)游氛，天高風(fēng)景澈。振動(dòng)1振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件2振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件3振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件4振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件5

3.2峰峰值、單峰值、有效值…………3.3振動(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度………………4、頻率…………………5、相位…………………5.1同相振動(dòng)、反相振動(dòng)………………6、相對(duì)振動(dòng)、絕對(duì)振動(dòng)…………7、徑向振動(dòng)、軸向振動(dòng)………………8、剛性轉(zhuǎn)子、撓性轉(zhuǎn)子………………9、剛度…………………10、臨界轉(zhuǎn)速…………11、諧波、次諧波……………………12、同步振動(dòng)、異步振動(dòng)、亞異步振動(dòng)、超異步振動(dòng)……………13、動(dòng)壓軸承、靜壓軸承……………二、振動(dòng)診斷的常用圖譜………………1、波形圖………………2、頻譜圖………………3、軸心軌跡圖…………4、振動(dòng)趨勢(shì)圖…………

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5、軸心位置圖…………6、全息譜圖……………7、波德圖………………8、奈奎斯特圖…………第五節(jié)振動(dòng)頻譜分析技術(shù)………………一、物理解釋頻譜中的每條譜線………1、振動(dòng)頻譜中存在哪些頻譜分量……2、每條頻譜分量的幅值多大…………3、這些頻譜分量彼此之間存在什么關(guān)系……………4、如果存在明顯的高幅值的頻譜分量，它的精確的來(lái)源…………二、現(xiàn)場(chǎng)頻譜分析要點(diǎn)…………………1、無(wú)故障時(shí)：隨機(jī)信號(hào)，振動(dòng)幅值低小，整個(gè)振動(dòng)小……………2、有故障時(shí)：隨機(jī)信號(hào)+周期信號(hào)，振動(dòng)幅值增大，振動(dòng)頻率域擴(kuò)大，振值總值增大…………………3、頻率形態(tài)（大小及其變化等）代表故障類型……4、幅值代表故障劣化程度……………5、確認(rèn)主要故障和誘發(fā)故障…………

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6、對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行故障診斷時(shí)要將電機(jī)和被牽引部分作為整體來(lái)考慮………………………7、測(cè)量位置的選擇……………………8、測(cè)量參數(shù)的選擇……………………三、頻譜中的異常頻率分析……………1、振動(dòng)頻率以基頻為主………………2、主要異常振動(dòng)分量為低頻…………3、主要異常振動(dòng)分量為二倍頻………4、其它頻率為主要異常振動(dòng)分量……第六節(jié)常見設(shè)備故障的機(jī)理及診斷……一、轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不平衡………………1、力不平衡……………2、力偶不平衡…………3、動(dòng)不平衡……………4、轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡的主要征兆與信號(hào)特征……………二、轉(zhuǎn)子偏心……………三、軸彎曲………………

8四、轉(zhuǎn)子不對(duì)中…………1、角不對(duì)中……………2、平行不對(duì)中…………3、軸承不對(duì)中…………4、轉(zhuǎn)子不對(duì)中的主要征兆與信號(hào)特征………………五、共振…………………六、轉(zhuǎn)子與定子摩擦……………………七、松動(dòng)故障……………1、結(jié)構(gòu)框架或底座松動(dòng)………………2、軸承座松動(dòng)…………3、轉(zhuǎn)子熱套過(guò)盈不足…………………八、滑動(dòng)軸承故障………九、滾動(dòng)軸承故障………十、氣流激振故障………十一、氣流渦動(dòng)…………十二、空心轉(zhuǎn)子進(jìn)液……………………十三、齒輪故障…………

振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件9

1、齒磨損故障………2、齒輪的負(fù)載故障…………………3、齒輪偏心和齒隙游移……………4、齒輪不對(duì)中故障…………………5、齒斷或齒裂故障…………………6、軸承配合松動(dòng)……………………十四轉(zhuǎn)子或軸裂紋的診斷……………第七節(jié)設(shè)備振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)參考………………一、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)………………1、ISO7919-1~5非往復(fù)式機(jī)器的機(jī)械振動(dòng)----在旋轉(zhuǎn)軸上的測(cè)量和評(píng)價(jià)……………

…………………2、ISO10816-1~6機(jī)械振動(dòng)----在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量和評(píng)價(jià)機(jī)器振動(dòng)………………………3、ISO5348(GB/T14412-93)機(jī)械振動(dòng)與沖擊----振動(dòng)加速度計(jì)的機(jī)械固定………………4、ISO2954(GB/T13824-92)旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式機(jī)器的機(jī)械振動(dòng)—對(duì)測(cè)量振動(dòng)烈度儀器的要求……………

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5、ISO5347(GB/T13823.1-93)振動(dòng)與沖擊傳感器的校準(zhǔn)方法基本概念……………………6、ISO1952/1(GBGB/T6444-1995)機(jī)械振動(dòng)----平衡術(shù)語(yǔ)………7、ISO1940/1(GB9239-88)剛性轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)許用不平衡的確定…8、ISO5343(GB6558-86)柔性轉(zhuǎn)子平衡的評(píng)定準(zhǔn)則………………9、ISO2372(GB6075-85)工作轉(zhuǎn)速在10200赫茲的機(jī)器的機(jī)械振動(dòng)----規(guī)定評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)……………10、ISO3945(GB11347-89)工作轉(zhuǎn)速在10200赫茲的機(jī)器的機(jī)械振動(dòng)----現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)烈度的測(cè)量和評(píng)定……11、ISO10817-1旋轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)--第一部分：測(cè)量徑向方向相對(duì)振動(dòng)信號(hào)和絕對(duì)振動(dòng)信號(hào)…………12、ISO10817-2旋轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)第二部分：信號(hào)處理……二、有關(guān)機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷方面的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)…1、ISO13372機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)………………2、ISO13373機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷--機(jī)器的振動(dòng)監(jiān)測(cè)……機(jī)器振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序………………機(jī)器振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)處理和分析程序…………與機(jī)器振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)有關(guān)的信息交換的數(shù)據(jù)通訊格式和方法……提供和顯示機(jī)器振動(dòng)監(jiān)測(cè)所用的數(shù)據(jù)的格式………

振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件11

3、ISO13374診斷用的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理和分析程序(包括通訊格式，數(shù)據(jù)顯示交換的方法……4、ISO13375為診斷目的交換與機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)有關(guān)的信息的數(shù)據(jù)通訊格式和方法………5、ISO13376為診斷目的提供和顯示機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)中所用的數(shù)據(jù)的格式…………………6、ISO13377振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)………………7、ISO13378振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器…………………8、ISO13379利用與某機(jī)器狀態(tài)有關(guān)的信息和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)解釋和診斷技術(shù)………………9、ISO13380機(jī)器性能監(jiān)測(cè)和診斷，包括熱，電子和水力學(xué)因素，環(huán)境狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量…10、ISO13381數(shù)據(jù)解釋和診斷技術(shù)，利用與機(jī)器過(guò)去和現(xiàn)在狀態(tài)有關(guān)的信息和數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其將來(lái)可能的狀態(tài)，表現(xiàn)和性能(預(yù)測(cè))………11、ISO14380以摩擦學(xué)為基礎(chǔ)的機(jī)器監(jiān)測(cè)…………三、中石化旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)SHS01003-2004關(guān)于機(jī)器振動(dòng)烈度的評(píng)定等級(jí)………………

12第三節(jié)故障診斷的思路方法第三節(jié)13一、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷廣義上講涉及到社會(huì)領(lǐng)域的各個(gè)方面

狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷廣義上講涉及到社會(huì)領(lǐng)域的各個(gè)方面，比如人們定期到醫(yī)院體檢就是對(duì)影響我們身體健康的血壓、血脂、心率等指標(biāo)的檢查，這就是對(duì)我們身體的狀態(tài)檢測(cè)，當(dāng)這些指標(biāo)出現(xiàn)異?；蛭覀兏杏X(jué)身體某部位不舒服時(shí)去看醫(yī)生，這就是對(duì)我們身體的一種故障診斷。我們每個(gè)人身邊隨時(shí)隨地都會(huì)遇到一些問(wèn)題，并對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行判斷，因此可以說(shuō)我們每個(gè)人都已經(jīng)從事故障診斷好多年了振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件14二、減少設(shè)備故障發(fā)生，準(zhǔn)確判斷故障原因是我們故障診斷分析的任務(wù)能及時(shí)地、正確地對(duì)各種異常狀態(tài)或故障狀態(tài)作出診斷，預(yù)防或消除故障，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行必要的指導(dǎo)，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性、安全性和有效性，以期把故障損失降低到最低水平是我們故障診斷的目的減少設(shè)備故障發(fā)生是我們故障診斷分析的延續(xù)振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件15三、檢測(cè)儀器及檢測(cè)方法的局限性和片面性

首先向大家強(qiáng)調(diào)的是任何檢測(cè)儀器都不是萬(wàn)能的，都有它的局限性和片面性，它只是我們使用的工具和判斷故障的重要的依據(jù)之一，關(guān)鍵還是在我們使用儀器的人,我們用于診斷故障的每一種分析方法都針對(duì)性，同時(shí)也具有局限性。例如在振動(dòng)分析中，時(shí)間波形雖然簡(jiǎn)單，但在某些場(chǎng)合非常有效；頻譜雖然與大多故障特征具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，有時(shí)候也不能準(zhǔn)確地反映機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)。從不同的角度（域）看問(wèn)題，得到的信息肯定也是局部的。振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件16四、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的分類及監(jiān)測(cè)

我們現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備可以歸并為兩類，即動(dòng)設(shè)備和靜設(shè)備，比如利用紅外熱像、超聲波儀器對(duì)電器開關(guān)、變壓器的溫度檢測(cè)和閥門的內(nèi)漏檢測(cè)等等，都是常用的對(duì)靜設(shè)備的檢測(cè)方法，它得到的結(jié)果比較直觀，有問(wèn)題就是有問(wèn)題，沒(méi)問(wèn)題就是沒(méi)問(wèn)題，而且影響結(jié)果的因素非常少，通?？梢灾苯优袛喑龉收显颍鸵?yàn)榻Y(jié)果比較直接，所以對(duì)電器設(shè)備的紅外熱像的監(jiān)測(cè)診斷就有部頒的診斷標(biāo)準(zhǔn)，而不只是溫度標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)于動(dòng)設(shè)備而言其影響因素多，并且往往相同的振動(dòng)特征對(duì)應(yīng)著不同的設(shè)備故障，所以現(xiàn)在我們只有各類的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，而沒(méi)有成熟的診斷標(biāo)準(zhǔn)，這就需要我們?cè)谶M(jìn)行故障診斷時(shí)有清晰明確的診斷思路，首先應(yīng)該考慮到什么，這個(gè)設(shè)備的故障原因都有哪些，優(yōu)先提取哪些故障特征？才能快速準(zhǔn)確的判斷部位和原因。振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件17振動(dòng)實(shí)例：排煙風(fēng)機(jī)振動(dòng)診斷

排煙風(fēng)機(jī)振動(dòng)概述：某電廠#1號(hào)排煙風(fēng)機(jī)形式為雙吸、雙支撐、齒式聯(lián)軸器傳動(dòng),自2001年2月以來(lái)，運(yùn)行狀態(tài)一直不穩(wěn)定，以基頻為主，3倍頻較為突出，但振幅及頻譜峰值發(fā)展趨勢(shì)穩(wěn)定，通頻幅值較?。?0um）符合振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)（100um）要求。4月25日檢修部門停排煙風(fēng)機(jī)，進(jìn)行軸封漏油處理，20小時(shí)后重新開機(jī)發(fā)現(xiàn)振幅慢慢上漲，到4月26日振幅漲至180um（徑向）且還有上漲趨勢(shì)，于是停機(jī)準(zhǔn)備做轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡(由于3倍頻較為突出，所以轉(zhuǎn)子不平衡不一定是引起振動(dòng)的主要原因，但是為了維持設(shè)備運(yùn)行，只要相位穩(wěn)定，適當(dāng)加重可以減小振幅)，重新開機(jī)進(jìn)行相位數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)振幅發(fā)生突變，最初只40um，且相位波動(dòng)較大，由于2號(hào)發(fā)電機(jī)組正在檢修，1號(hào)風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)將影響整個(gè)發(fā)電機(jī)組1/3負(fù)荷，決定加強(qiáng)監(jiān)測(cè)繼續(xù)運(yùn)行，至5月9日振幅漲至220um。振動(dòng)實(shí)例：排煙風(fēng)機(jī)振動(dòng)診斷

排煙風(fēng)機(jī)振動(dòng)概述：某電廠#1號(hào)18測(cè)點(diǎn)1測(cè)點(diǎn)2測(cè)點(diǎn)3測(cè)點(diǎn)4電機(jī)轉(zhuǎn)速：740/分輸送介質(zhì)：煙氣介質(zhì)溫度：145℃軸承型號(hào)：3540風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)、測(cè)點(diǎn)布置圖測(cè)點(diǎn)1測(cè)點(diǎn)2測(cè)點(diǎn)3測(cè)點(diǎn)4電機(jī)轉(zhuǎn)速：740/分19由于振動(dòng)以水平為主，且3、4號(hào)測(cè)點(diǎn)頻譜一致，只是4號(hào)測(cè)點(diǎn)頻譜幅值略微小于3號(hào)測(cè)點(diǎn)，所以只列舉3號(hào)測(cè)點(diǎn)水平頻譜。由于振動(dòng)以水平為主，且3、4號(hào)測(cè)點(diǎn)頻譜一致，只是4號(hào)測(cè)點(diǎn)頻譜20提取振動(dòng)特征量1、測(cè)點(diǎn)1、2三個(gè)方向振動(dòng)幅值均小于38um，測(cè)點(diǎn)3軸向50um，水平220um垂直19um；測(cè)點(diǎn)4軸向41um，水平170um，垂直16um2、振動(dòng)幅值不穩(wěn)定，最大波動(dòng)范圍達(dá)0～70um3、屬于徑向振動(dòng)且振幅與負(fù)荷變化無(wú)關(guān)4、停起機(jī)時(shí)振幅發(fā)生突變5、振動(dòng)相位不穩(wěn)定，變化范圍達(dá)0～50°提取振動(dòng)特征量1、測(cè)點(diǎn)1、2三個(gè)方向振動(dòng)幅值均小于38um，21提取振動(dòng)特征量6、振動(dòng)以工頻為主，3倍頻較為突出，并伴隨有高次諧波7、3號(hào)測(cè)點(diǎn)軸承座基礎(chǔ)左右振動(dòng)偏差55um提取振動(dòng)特征量6、振動(dòng)以工頻為主，3倍頻較為突出，并伴隨有高22故障分析振幅波動(dòng)及相位不穩(wěn)定

1、磨擦可造成振幅波動(dòng)及相位不穩(wěn)定，它應(yīng)與負(fù)荷大小有關(guān)系，1號(hào)排煙風(fēng)機(jī)各軸封均為軟密封，且軸封及4號(hào)測(cè)點(diǎn)軸端處無(wú)發(fā)熱現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)內(nèi)部集流器經(jīng)檢查，間隙符合標(biāo)準(zhǔn)要求，在時(shí)域波形中也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其明顯的削波現(xiàn)象2、當(dāng)存在機(jī)械松動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子振動(dòng)的非線性，使轉(zhuǎn)子始終處于不穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，可產(chǎn)生振幅波動(dòng)及相位不穩(wěn)定

根據(jù)ENTEK電機(jī)診斷儀對(duì)電機(jī)的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行正常，而且電機(jī)各測(cè)點(diǎn)的振幅均小于38um，因此可排除電機(jī)引起振動(dòng)的因素故障分析振幅波動(dòng)及相位不穩(wěn)定1、磨擦可造成振幅波動(dòng)及相位23故障分析3、不穩(wěn)定氣流引起振幅波動(dòng)及相位不穩(wěn)定時(shí)軸向振幅應(yīng)較大，由于氣流的渦動(dòng)還將造成機(jī)殼的振動(dòng)，當(dāng)渦流嚴(yán)重時(shí)并伴有低吼聲，對(duì)流量的改變振幅變化非常明顯，實(shí)際監(jiān)測(cè)中并沒(méi)有此現(xiàn)象且機(jī)殼無(wú)較大漏風(fēng)量，調(diào)節(jié)檔板亦同步動(dòng)作。起停機(jī)振幅突變

1、葉輪上如果有移動(dòng)或脫落物體時(shí)將造成振幅的突然改變，但葉輪并無(wú)積灰和可移動(dòng)或脫落的物體

2、當(dāng)存在機(jī)械松動(dòng)時(shí)，由于設(shè)備在啟動(dòng)過(guò)程中力矩較大，及存在溫差等關(guān)系，相對(duì)松動(dòng)部件易出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，使振幅突然變大或減小，在一定時(shí)間內(nèi)形成較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備溫度趨于正常，且零部件充分膨脹后，振幅將迅速上漲故障分析3、不穩(wěn)定氣流引起振幅波動(dòng)及相位不穩(wěn)定時(shí)軸向振幅應(yīng)較24故障分析基頻振動(dòng)1、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是始終存在的一種激振力，將產(chǎn)生基頻振動(dòng)，振幅與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)，但其振動(dòng)相位應(yīng)該穩(wěn)定，且振幅突然改變后振幅在40um～50um能夠維持較長(zhǎng)時(shí)間2小時(shí)～2天，說(shuō)明它不是主要振源。2、基礎(chǔ)剛度及連接剛度不足時(shí)將產(chǎn)生基頻振動(dòng)。軸承座各連接螺栓經(jīng)探傷及振動(dòng)測(cè)試均連接牢固，但測(cè)點(diǎn)3處軸承左右側(cè)基礎(chǔ)振幅存在較大差值，說(shuō)明基礎(chǔ)剛度存在不足。3、如是聯(lián)軸器不對(duì)中時(shí)，由于其在傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩時(shí)產(chǎn)生附加徑向力和附加軸向力，產(chǎn)生基頻的同時(shí)應(yīng)伴隨有較大峰值的2倍頻出現(xiàn)，但頻譜中并沒(méi)有突出的2倍頻，且對(duì)于雙支撐的旋轉(zhuǎn)機(jī)械若聯(lián)軸器不對(duì)中時(shí)軸向振幅應(yīng)較大，并與負(fù)荷有密切關(guān)系故障分析基頻振動(dòng)1、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是始終存在的一種激振力，將25故障分析4、軸熱彎曲造成的基頻振動(dòng)應(yīng)與負(fù)荷的改變有密切關(guān)系，振幅相對(duì)于負(fù)荷的改變存在滯后現(xiàn)象，隨設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，整機(jī)溫度趨于均勻振動(dòng)會(huì)逐漸減小。3倍頻及高次諧波振動(dòng)1、有資料說(shuō)明頻譜中出現(xiàn)3倍頻是由于軸與旋轉(zhuǎn)體存在過(guò)盈不足引起。

2、由于磨擦或松動(dòng)是非線性和時(shí)變的，因此產(chǎn)生非線性振動(dòng)，將出現(xiàn)大量的高次諧頻。

3、軸承不對(duì)中時(shí)，由于平衡位置發(fā)生變化，使軸系載荷重新分配，軸承油膜呈非線性，在一定條件下出現(xiàn)高次諧波。故障分析4、軸熱彎曲造成的基頻振動(dòng)應(yīng)與負(fù)荷的改變有密切關(guān)系，26故障分析從以上分析可以看出，影響1號(hào)排煙風(fēng)機(jī)振動(dòng)的因素有轉(zhuǎn)子不平衡、基礎(chǔ)剛度不足、機(jī)械松動(dòng)。由于振動(dòng)突變后，振幅在40～70um運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，可斷定轉(zhuǎn)子不平衡及基礎(chǔ)剛度不足不是引起振動(dòng)的主要原因。根據(jù)1號(hào)排煙風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)特性，機(jī)械松動(dòng)包括軸承與軸承座配合間隙不當(dāng)，軸與旋轉(zhuǎn)體存在過(guò)盈不足。其中軸與旋轉(zhuǎn)體存在過(guò)盈不足包括，葉輪與軸過(guò)盈不足、軸承內(nèi)圈與軸過(guò)盈不足、聯(lián)軸器與軸過(guò)盈不足，聯(lián)軸器經(jīng)檢查測(cè)試不存在松動(dòng)，而葉輪無(wú)任何檢測(cè)手段,當(dāng)葉輪與軸過(guò)盈不足失去緊力時(shí)，將產(chǎn)生隨設(shè)備運(yùn)行工況的變化而變化的不穩(wěn)定不平衡，不過(guò)葉輪套裝連接處設(shè)有鍵，因此不論是低速或高速下，其圓周方向都不能自由移動(dòng)，而且徑向不對(duì)稱位移量很小，其直接引起的不平衡量很小。由于軸承內(nèi)圈與軸過(guò)盈不足和軸承座配合間隙不當(dāng)兩者振動(dòng)特征相似，以及兩軸承之間振動(dòng)的傳遞由于是非線性的，且3號(hào)測(cè)點(diǎn)基礎(chǔ)存在問(wèn)題，所以并不能確定振動(dòng)大的軸承存在松動(dòng)，所以從3、4測(cè)點(diǎn)取油樣進(jìn)行鐵譜分析，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)4測(cè)點(diǎn)有大量軸嚴(yán)重磨損的顆粒（80～150um）及切屑（50～100um），而沒(méi)發(fā)現(xiàn)軸承座所特有的鑄鐵磨粒，說(shuō)明軸承跑內(nèi)圈，3號(hào)測(cè)點(diǎn)油樣經(jīng)分析都是正常磨損顆粒。由于在其他激振力很小的情況下，輕微松動(dòng)對(duì)其激振力放大并不明顯，1號(hào)排煙風(fēng)機(jī)振動(dòng)的嚴(yán)重超標(biāo)，說(shuō)明軸乘內(nèi)圈與軸存在嚴(yán)重過(guò)盈不足，且可能引起了軸承不對(duì)中。故障分析從以上分析可以看出，影響1號(hào)排煙風(fēng)機(jī)振動(dòng)的因素有轉(zhuǎn)子27應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)以上分析進(jìn)行檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)4軸承嚴(yán)重跑內(nèi)圈，軸徑被磨掉1700um，在對(duì)軸徑進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)采用了可塞新技術(shù)，24小時(shí)后恢復(fù)安裝，為了以后便于觀察葉輪與軸是否松動(dòng)，在其結(jié)合面打了細(xì)鋼印。檢修完畢，重新試機(jī)各測(cè)點(diǎn)振幅均小于50um。應(yīng)對(duì)措施針對(duì)以上分析進(jìn)行檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)4軸承嚴(yán)重跑內(nèi)圈，軸28修后測(cè)點(diǎn)3水平頻譜修后測(cè)點(diǎn)3水平頻譜29

五、反向推理診斷分析

反向推理也稱目標(biāo)直接推理，它是依據(jù)振動(dòng)特征反推出振動(dòng)故障原因，因此稱它反向推理。在推理過(guò)程中只與單一的目標(biāo)有關(guān)，當(dāng)振動(dòng)特征與故障特征符合時(shí)，即可做出診斷。所以反向推理診斷故障容易掌握，不需要了解故障范圍，而只要對(duì)有關(guān)的故障特征有所了解，即可進(jìn)行診斷，所以目前已獲得廣泛應(yīng)用，在判斷簡(jiǎn)單故障時(shí)是非常快捷有效的，但應(yīng)對(duì)高參數(shù)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備在實(shí)際診斷振動(dòng)故障時(shí)往往也有弊端。

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六、正向推理診斷分析（明確振動(dòng)故障范圍）

使用正向推理診斷故障的前提，是振動(dòng)故障范圍必須明確，具體推理方法是在能夠引起設(shè)備振動(dòng)的全部原因中，與實(shí)際設(shè)備存在的振動(dòng)特征、故障歷史、進(jìn)行搜索、比較、分析、采取逐個(gè)排除的方法剩下不能排除的故障即為診斷結(jié)果--某種故障不能排除。

31振動(dòng)故障范圍振動(dòng)故障范圍32當(dāng)今設(shè)備振動(dòng)劃分方法，是首先將設(shè)備振動(dòng)按振動(dòng)性質(zhì)劃分為普通強(qiáng)迫振動(dòng)、電磁振動(dòng)、拍振、隨機(jī)振動(dòng)、自激振動(dòng)、參數(shù)振動(dòng)、汽流激振、摩擦渦動(dòng)等，然后按振動(dòng)類別將振動(dòng)故障原因再分類。普通強(qiáng)迫振動(dòng)：A、電磁激振：在普通強(qiáng)迫振動(dòng)中，兩極發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不均衡電磁力的頻率為fp（轉(zhuǎn)子工作頻率）；產(chǎn)生均衡電磁力的頻率為2fp。

B、高次諧波共振：振動(dòng)系統(tǒng)中具有某種共振響應(yīng)，其頻率為激振力頻率的整數(shù)倍，即f=Kfp(K=2、3.4……)，這種現(xiàn)象稱為高次諧波共振。C、分諧波共振：動(dòng)系統(tǒng)中具有某種共振響應(yīng)，其頻率為激振力頻率的整數(shù)分之一，即f=fp/K(K=2、3…)，這種現(xiàn)象被稱為分諧波共振，也稱亞諧波或分?jǐn)?shù)振動(dòng)。當(dāng)今設(shè)備振動(dòng)劃分方法，是首先將設(shè)備振動(dòng)按振動(dòng)性質(zhì)劃分為普通強(qiáng)33D、隨機(jī)振動(dòng)：隨機(jī)振動(dòng)的頻率和振幅都是隨機(jī)的，產(chǎn)生這種振動(dòng)的激振力是由不規(guī)則的沖擊所激起的，所以在振動(dòng)波形上包含了沖擊的強(qiáng)迫振動(dòng)（非周期性）和衰減的自由振動(dòng)兩種，E、撞擊振動(dòng)：傳動(dòng)齒輪的輪齒撞擊或活動(dòng)式聯(lián)軸器的磨損，將會(huì)產(chǎn)生這種振動(dòng)拍振：兩個(gè)振動(dòng)頻率相近而又不成整數(shù)倍的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的疊加便形成拍振，現(xiàn)場(chǎng)較常見的拍振多發(fā)生在兩個(gè)基礎(chǔ)相鄰、功率較大的異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵、風(fēng)機(jī)軸承上。兩個(gè)異步電動(dòng)機(jī)銘牌轉(zhuǎn)速雖相同，但在實(shí)際運(yùn)行中，由于所帶的負(fù)荷不同，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是有差別的，從而造成激振頻率不同；由于振動(dòng)的相互傳遞，從而形成拍振。

D、隨機(jī)振動(dòng)：隨機(jī)振動(dòng)的頻率和振幅都是隨機(jī)的，產(chǎn)生這種振動(dòng)的34自激振動(dòng)：是指振動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)本身的運(yùn)動(dòng)，不斷地向振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)饋送能量，它與外界激勵(lì)無(wú)關(guān)，完全依靠本身的運(yùn)動(dòng)來(lái)激勵(lì)振動(dòng)。自激振動(dòng)也稱負(fù)阻尼振動(dòng)，因?yàn)檫@時(shí)振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼是負(fù)值，由振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的阻尼力非但不阻止振動(dòng)，反而進(jìn)一步激勵(lì)振動(dòng)，從而形成并維持振動(dòng)。

氣流激振：汽封腔內(nèi)壓力周向變化起的激振力，由于軸封腔室內(nèi)徑向壓差引起原轉(zhuǎn)子渦動(dòng)力比直觀想像要大得多。汽流激振特征是：振動(dòng)頻率低于轉(zhuǎn)子工作頻率、振動(dòng)有良好的再現(xiàn)性。

自激振動(dòng)：氣流激振：35振動(dòng)特征和振動(dòng)機(jī)理掌握故障特征和故障機(jī)理是獲得正確診斷結(jié)果的先決條件，那么正確獲取設(shè)備振動(dòng)特征和振動(dòng)機(jī)理，是獲取準(zhǔn)確必要條件，若采用正向推理，首先應(yīng)全面地獲取振動(dòng)特征及其歷史，查明振動(dòng)機(jī)理，只有這樣才能排除所有的無(wú)關(guān)故障，獲得肯定的診斷振動(dòng)特征和振動(dòng)機(jī)理36七、設(shè)備信息及故障信息的收集

1、設(shè)備的型號(hào)、電機(jī)級(jí)數(shù)、電壓、電流；設(shè)備的轉(zhuǎn)速、臨界轉(zhuǎn)速等參數(shù)2、設(shè)備的基本機(jī)構(gòu)、性能、用途，如基礎(chǔ)是混凝土還是鋼制框架，是剛性基礎(chǔ)還是彈性基礎(chǔ)；轉(zhuǎn)子是懸臂支撐還是雙支撐、單級(jí)還是多級(jí)；葉輪葉片數(shù)目、是否變頻調(diào)速、工作介質(zhì)、密封形式等。3、工藝參數(shù)：如工藝介質(zhì)、流量、壓力、溫度；潤(rùn)滑油類型、油壓、溫度等。4、軸承形式是滾動(dòng)軸承還是滑動(dòng)軸承，是深溝球軸承、角接觸軸承，還是橢圓瓦、可傾瓦5、聯(lián)軸器形式：剛性連接還是彈性連接；齒型連接還是膜片連接

七、設(shè)備信息及故障信息的收集1、設(shè)備的型號(hào)、電機(jī)級(jí)數(shù)、電壓376、齒輪的形式、布局、齒輪齒數(shù)、速比等7、故障經(jīng)過(guò)：發(fā)生故障前后的經(jīng)過(guò)，以及故障前后油溫、振動(dòng)等參數(shù)的變化，故障停機(jī)過(guò)程中有什么異常等等8、設(shè)備運(yùn)行歷史：是否有過(guò)同類故障現(xiàn)象，故障發(fā)生前是否進(jìn)行過(guò)檢修作業(yè)，如果是，更換過(guò)什么零部件，調(diào)整過(guò)什么間隙等等6、齒輪的形式、布局、齒輪齒數(shù)、速比等7、故障經(jīng)過(guò)：發(fā)生故38八、故障原因的直觀尋找由于是采用肉眼或一般的測(cè)量直觀去尋找，因此能找到的振動(dòng)故障必然是直觀可見的故障，例如軸承座松動(dòng)、臺(tái)板接觸不好、轉(zhuǎn)子上存在自由活動(dòng)部件等，對(duì)于直觀不能發(fā)現(xiàn)的故障，例如轉(zhuǎn)子不平衡，系統(tǒng)共振，轉(zhuǎn)子存在熱彎曲等故障，即使多次尋找，也無(wú)法查明。這樣有利于快速排除故障原因，如轉(zhuǎn)機(jī)地腳剛度不足，從儀器上分析只有基頻分量，而基頻分量對(duì)應(yīng)多種故障，易使振動(dòng)分析復(fù)雜化，而使用簡(jiǎn)易振動(dòng)表或用手貼緊底座結(jié)合面則很容易發(fā)現(xiàn)振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件39事例一、軸電流故障一臺(tái)發(fā)電機(jī)組為20萬(wàn)千瓦火力發(fā)電發(fā)電機(jī)組,2004年8月23日檢修完畢投入運(yùn)行，運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定各瓦振動(dòng)均在30um以下，8月24日運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)3～7瓦反復(fù)發(fā)生振動(dòng)跳躍，最大振動(dòng)達(dá)160um，但每次發(fā)生振動(dòng)后瞬間消失現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有明顯振感，在振動(dòng)其間機(jī)組各參數(shù)正常且沒(méi)有進(jìn)行任何操作。采集數(shù)據(jù)如下事例一、軸電流故障一臺(tái)發(fā)電機(jī)組為20萬(wàn)千瓦火力發(fā)電發(fā)電機(jī)組,40dcs系統(tǒng)采集各瓦的振動(dòng)趨勢(shì)

dcs系統(tǒng)采集各瓦的振動(dòng)趨勢(shì)41故障分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)其典型故障特征為，振動(dòng)具有突然性及瞬間性，振動(dòng)無(wú)擴(kuò)散，無(wú)時(shí)滯性,且毫無(wú)時(shí)間規(guī)律，因此可排除由于轉(zhuǎn)子部件突然脫落造成失衡或其它機(jī)械原因

當(dāng)振動(dòng)發(fā)生突變時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有明顯振感，也可以排除地震勘探等環(huán)境因素的干擾由于當(dāng)振動(dòng)產(chǎn)生時(shí)，機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，可排除由于調(diào)整運(yùn)行參數(shù)造成轉(zhuǎn)子碰磨等原因造成的機(jī)組振動(dòng)通過(guò)采集數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)振動(dòng)頻譜中無(wú)明顯諧波成分，但波形不規(guī)則、不穩(wěn)定，并且是延續(xù)的，說(shuō)明存在不規(guī)則擾動(dòng)

通過(guò)以上分析可以確定此次振動(dòng)為干擾信號(hào)，排除了傳感器連接線路方面的干擾影響后,認(rèn)為影響傳感器信號(hào)的直接因素一般為靜電，為確認(rèn)是否存在靜電干擾，將傳感器與軸承座絕緣進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)信號(hào)正常，而去掉絕緣墊采集信號(hào)被干擾

故障分析根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)其典型故障特征為，振動(dòng)具有突42軸電流故障產(chǎn)生的原因及危害

發(fā)電機(jī)組軸上產(chǎn)生了電壓的一般原因?yàn)榘l(fā)電機(jī)磁通的不對(duì)稱

及高速蒸汽產(chǎn)生的靜電

，由于在發(fā)電機(jī)同軸的汽輪機(jī)軸封不好，沿軸的高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸內(nèi)高速噴射等原因使軸帶電荷。這種性質(zhì)的軸電壓有時(shí)很高，當(dāng)人觸及時(shí)感到麻手，由于對(duì)地有一定的電位差,如果感應(yīng)電壓得不到處理，或者電壓釋放系統(tǒng)（通常是軸接地碳刷）不能正常工作，那么該電壓會(huì)尋找代替的路徑到地。則相應(yīng)的金屬體就會(huì)成為感應(yīng)電壓的接地導(dǎo)體。非常典型的就是轉(zhuǎn)子的軸承或密封件，由此產(chǎn)生的電弧就是靜電放電。這些電弧會(huì)損傷金屬表層和增大部件間的正常運(yùn)行的密封間隙。而如果沒(méi)有及時(shí)處理，會(huì)使?jié)櫥鋮s的油質(zhì)逐漸劣化，軸承和密封件會(huì)逐漸損傷，轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)特性將慢慢改變，嚴(yán)重者會(huì)使軸瓦燒壞，被迫停機(jī)造成事故。軸電流故障產(chǎn)生的原因及危害發(fā)電機(jī)組軸上產(chǎn)生了電壓的一43故障處理當(dāng)時(shí)對(duì)這個(gè)故障的處理非常簡(jiǎn)單,因?yàn)楫?dāng)軸產(chǎn)生電壓后通過(guò)接地炭刷來(lái)消除，所以首先檢查炭刷接地情況，在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)觸及炭刷時(shí)出現(xiàn)打火且振動(dòng)發(fā)生跳躍現(xiàn)象，說(shuō)明炭刷與軸接觸不良，經(jīng)檢查炭刷表面布滿油泥，經(jīng)清后機(jī)組運(yùn)行正常。故障處理當(dāng)時(shí)對(duì)這個(gè)故障的處理非常簡(jiǎn)單,因?yàn)楫?dāng)軸產(chǎn)生電壓后通過(guò)44九、做好故障診斷的客觀因素領(lǐng)導(dǎo)對(duì)此項(xiàng)工作的重視程度監(jiān)測(cè)診斷工作崗位設(shè)定參考資料的嚴(yán)謹(jǐn)程度九、做好故障診斷的客觀因素45第四節(jié)振動(dòng)分析基本常識(shí)第四節(jié)46一、振動(dòng)的常用術(shù)語(yǔ)1、機(jī)械振動(dòng)物體相對(duì)于平衡位置所作的的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械振動(dòng)。簡(jiǎn)稱振動(dòng)振動(dòng)用基本參數(shù)、即所謂的“振動(dòng)三要素”—振幅、頻率、相位加以描述2、渦動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)物體相對(duì)于平衡位置所作的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為渦動(dòng)。物體渦動(dòng)時(shí)，是在繞著自身對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)）的同時(shí)，對(duì)稱軸又進(jìn)一步在繞著某一平衡位置旋轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)），所以渦動(dòng)又稱為進(jìn)動(dòng)。3.振幅3.1振幅振幅是物體動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)的幅度。振幅是振動(dòng)強(qiáng)度和能量水平的標(biāo)志，是評(píng)判機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)優(yōu)劣的主要指標(biāo)3.2峰峰值、單峰值、有效值振幅的量值可以表示為峰峰值（pp）、單峰值（p）、有效值（rms）或平均值（ap）。一、振動(dòng)的常用術(shù)語(yǔ)1、機(jī)械振動(dòng)2、渦動(dòng)3.振幅3.2峰峰47振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件483.3振動(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度振幅分別采用振動(dòng)的位移、速度或加速度值加以描述、度量

5.相位相位是在給定時(shí)刻振動(dòng)部件被測(cè)點(diǎn)相對(duì)于固定參考點(diǎn)所處的角位置，單位是度［°］。4.頻率頻率f是物體每秒鐘內(nèi)振動(dòng)循環(huán)的次數(shù)，單位是赫茲[Hz]。頻率是振動(dòng)特性的標(biāo)志，是分析振動(dòng)原因的重要依據(jù)5.1同相振動(dòng)、反相振動(dòng)當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)的相位相同、即相位差為0°（或360°）時(shí)，則稱此兩振動(dòng)為同相振動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)的相位相反、即相位差為180°時(shí)，則稱此兩振動(dòng)為反相振動(dòng)。5.2相位的應(yīng)用相位在振動(dòng)領(lǐng)域有著許多重要的應(yīng)用，主要用于比較不同振動(dòng)運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，比較不同部件的振動(dòng)狀況，比較激振力與響應(yīng)之間的關(guān)系，確定不平衡量的方位，等等3.3振動(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度5.相位4.頻率5496.相對(duì)振動(dòng)、絕對(duì)振動(dòng)相對(duì)軸振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子軸頸相對(duì)于軸承座的振動(dòng)，即通常所說(shuō)的轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，一般用非接觸式電渦流位移傳感器來(lái)測(cè)量。絕對(duì)軸振動(dòng)是指軸承座振動(dòng)它可用磁電式速度傳感器或壓電式加速度傳感器來(lái)測(cè)量7、徑向振動(dòng)、軸向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)從空間活動(dòng)度上分，有徑向振動(dòng)、軸向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。徑向振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子在垂直于軸線方向上的渦動(dòng)。軸向振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子在軸線方向上的往復(fù)振動(dòng)。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子以軸線為轉(zhuǎn)軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。簡(jiǎn)稱扭轉(zhuǎn)。8、剛性轉(zhuǎn)子、撓性轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速低于第一臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子。工作轉(zhuǎn)速高于第一臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為撓性轉(zhuǎn)子。6.相對(duì)振動(dòng)、絕對(duì)振動(dòng)7、徑向振動(dòng)、軸向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)8、509、剛度使彈性體產(chǎn)生單位變形y所需的力F稱為剛度k，k＝F/y。剛度反映了彈性體抵抗變形的能力。旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子的剛度包括靜剛度和動(dòng)剛度兩個(gè)部分，靜剛度決定于結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、尺寸，而動(dòng)剛度既與靜剛度有關(guān)，也與支座剛度、連接剛度等有關(guān)10、臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速就是轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)本身的固有頻率。臨界轉(zhuǎn)速完全是由轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)本身的固有特性（剛度、質(zhì)量等）所決定的，與外界條件（如不平衡力、介質(zhì)負(fù)荷等）無(wú)關(guān)。11、諧波、次諧波在通頻信號(hào)中，頻率等于轉(zhuǎn)速頻率整數(shù)倍的分量稱為轉(zhuǎn)速頻率的諧波，簡(jiǎn)稱諧波。如一倍頻（1X）、二倍頻（2X）、三倍頻（3X）…分量等。次諧波是指通頻信號(hào)中所含頻率等于轉(zhuǎn)速頻率整分?jǐn)?shù)倍的分量，也稱為分?jǐn)?shù)諧波。如半頻（0.5X）、三分之一倍頻（1/3X）…分量等。9、剛度10、臨界轉(zhuǎn)速11、諧波、次諧波5112、同步振動(dòng)、異步振動(dòng)、亞異步振動(dòng)、超異步振動(dòng)同步振動(dòng)是指頻率成分與轉(zhuǎn)速頻率成正比的振動(dòng)。一般情況（但不是全部情況）下，同步成分是轉(zhuǎn)速頻率的整數(shù)倍或者整分?jǐn)?shù)倍，不管轉(zhuǎn)速如何，它們總保持這一關(guān)系，如一倍頻（1X），二倍頻（2X），三倍頻（3X）…，半頻（0.5X）,三分之一倍頻（1/3X）…等。由不平衡、不對(duì)中所引起的振動(dòng)都是同步振動(dòng)。異步振動(dòng)是頻率成分指與轉(zhuǎn)速頻率無(wú)整數(shù)倍或者整分?jǐn)?shù)倍關(guān)系的振動(dòng)，也可稱為非同步運(yùn)動(dòng)。摩擦引起的振動(dòng)既有同步振動(dòng)又有異步振動(dòng)。亞異步振動(dòng)是指頻率成分低于轉(zhuǎn)速頻率的異步振動(dòng)。由油膜渦動(dòng)、密封流體激振、旋轉(zhuǎn)失速等所引起的振動(dòng)都是亞異步振動(dòng)。超異步振動(dòng)是指頻率成分高于轉(zhuǎn)速頻率的異步振動(dòng)。由滾動(dòng)軸承、齒輪缺陷所引起的振動(dòng)都是超異步振動(dòng)。13、動(dòng)壓軸承、靜壓軸承靜壓軸承是依靠潤(rùn)滑油在轉(zhuǎn)子軸頸周圍形成的靜壓力差與外載荷相平衡的原理進(jìn)行工作的。不論軸是否旋轉(zhuǎn)，軸頸始終浮在壓力油中，工作時(shí)可以保證軸頸與軸承之間處于純液體摩擦狀態(tài)。動(dòng)壓軸承油膜壓力是靠軸本身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，因此供油系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)良好的動(dòng)壓軸承具有很長(zhǎng)的使用壽命13、動(dòng)壓軸承、靜壓軸承52二、振動(dòng)診斷的常用圖譜1、波形圖波形圖顯示了振動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系，又稱幅值時(shí)域圖。波形圖既可以是通頻波形圖，即顯示通頻振動(dòng)位移（總振值）與時(shí)間(周期)的關(guān)系，也可以是一倍頻波形圖、二倍頻波形圖、0.5倍頻波形圖、…、等。通常，主要是看通頻波形圖。（一倍頻、二倍頻、0.5倍頻的波形圖在軸心軌跡圖可以看到。）二、振動(dòng)診斷的常用圖譜53典型的對(duì)中不良時(shí)，波峰翻倍，波形穩(wěn)定、重復(fù)性好2、頻譜圖頻譜圖顯示了各振動(dòng)分量的頻率及其振幅值。正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的頻譜圖通常是：一倍頻最大，二倍頻次之、約小于一倍頻的一半，三倍頻、四倍頻…x倍頻逐步參差遞減，低頻（即小于一倍頻的成份）微量。典型的對(duì)中不良時(shí)，波峰翻倍，波形穩(wěn)定、重復(fù)性好2、頻譜圖543、軸心軌跡圖軸心軌跡圖顯示了轉(zhuǎn)子軸心相對(duì)于軸承座渦動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子軸心軌跡應(yīng)該是一個(gè)較為穩(wěn)定的橢圓形。對(duì)中不良時(shí)，為月牙狀、香蕉狀，嚴(yán)重時(shí)為8字形對(duì)中不良時(shí)，為月牙狀、香蕉狀，嚴(yán)重時(shí)為8字形554、振動(dòng)趨勢(shì)圖振動(dòng)趨勢(shì)圖顯示了振幅及相位與時(shí)間的關(guān)系。通過(guò)振動(dòng)趨勢(shì)圖可以看到異常振動(dòng)的起始時(shí)間、終止時(shí)間、持續(xù)時(shí)間。通過(guò)振動(dòng)趨勢(shì)圖，還可以更加清晰地看到工頻、二倍頻、0.5倍頻等主要頻率成份的幅值隨時(shí)間變化的形態(tài)。5、軸心位置圖在忽略振動(dòng)的前提下，軸心位置圖顯示了轉(zhuǎn)子軸心相對(duì)于軸承中心的穩(wěn)態(tài)位置。通過(guò)軸心位置圖可以看出偏位角、偏心距、最小油膜的厚度，從而判斷轉(zhuǎn)子運(yùn)行是否平穩(wěn)。4、振動(dòng)趨勢(shì)圖5、軸心位置圖566、全息譜圖全息譜圖全面反映了在同一測(cè)量截面上轉(zhuǎn)子主要振動(dòng)分量的振幅、相位、頻率信息。全息譜圖實(shí)際上是將兩個(gè)相互垂直的探頭所測(cè)得的同一階次頻率諧波合成后的軸心軌跡圖集合在一起，在分析較疑難的故障時(shí)其作用更加明顯。全息譜圖中工頻的軸心軌跡應(yīng)該為較規(guī)整的橢圓（二倍頻相反，為極偏的橢圓或接近直線），即長(zhǎng)、短軸相差不大。若工頻軌跡為正圓或接近為正圓，轉(zhuǎn)子在各個(gè)方向上的工頻幅值相同或相近，與轉(zhuǎn)子彎曲后的實(shí)際渦動(dòng)軌跡一致，表明為典型的動(dòng)不平衡。若工頻軌跡為極偏的橢圓或接近直線，轉(zhuǎn)子在橢圓長(zhǎng)軸或直線方向上的工頻幅值要比其它方向大得多，振動(dòng)的方向性十分明顯，與轉(zhuǎn)子彎曲渦動(dòng)軌跡不再一致，而軸承、支承剛度上的差異顯現(xiàn)出來(lái)。6、全息譜圖全息譜圖中工頻的軸心軌跡應(yīng)該為較規(guī)577、波德圖波德圖顯示了轉(zhuǎn)子振幅和相位隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系曲線。從波德圖上可以得到以下信息：①轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在各種轉(zhuǎn)速下的振幅和相位；②轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速；③轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)放大系數(shù)Q(Q=臨界轉(zhuǎn)速下的峰峰值∕操作轉(zhuǎn)速下的峰峰值)，動(dòng)態(tài)放大系數(shù)過(guò)大，很可能是不安全的；④轉(zhuǎn)子的振型；⑤系統(tǒng)阻尼的大小；⑥轉(zhuǎn)子是否發(fā)生熱彎曲；由以上這些信息可以獲得有關(guān)轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的剛度、阻尼特性以及轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡狀況。7、波德圖58實(shí)例、轉(zhuǎn)子熱彎曲汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，（工頻）振動(dòng)值幾乎為零。升速過(guò)程中，振動(dòng)值很小，基本為1~3μm，最大不超過(guò)8μm，相位隨轉(zhuǎn)速變化，都顯正常。問(wèn)題是在遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速（約為3700r/min左右）的2000r/min下暖機(jī)跑合時(shí)，振動(dòng)值用30分種由2μm、3μm逐步上升到60μm、75μm，同時(shí)相位也發(fā)生了變化。在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變的情況下，工頻的幅值及相位發(fā)生變化，表明轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)發(fā)生了變化；由于是緩慢變化，表明很可能是發(fā)生了轉(zhuǎn)子因熱膨脹受阻或受熱不均勻而產(chǎn)生的熱彎曲。停車過(guò)程中（在降到600r/min后，又有一次升速到1000r/min，并再次發(fā)生熱彎曲的現(xiàn)象），隨轉(zhuǎn)速降低，振動(dòng)值降低、但相位基本不變（其中一次變化為再次熱彎曲），進(jìn)一步驗(yàn)證了為熱彎曲。停車后，振動(dòng)值（分別為12.5μm、25.6μm）和相位都回不到原來(lái)值，表明已形成了永久性彎曲。汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，（工頻）振動(dòng)值幾乎為零。升速過(guò)程中，振動(dòng)598、奈奎斯特圖

奈奎斯特（Nyquist）圖把開停機(jī)過(guò)程中振幅與相位隨轉(zhuǎn)速變化關(guān)系用極坐標(biāo)的形式表示出來(lái)，又稱極坐標(biāo)圖。奈奎斯特圖用一旋轉(zhuǎn)矢量的點(diǎn)代表轉(zhuǎn)子的軸心，該點(diǎn)在各轉(zhuǎn)速下所處位置的極半徑就是轉(zhuǎn)子的徑向振幅，該點(diǎn)在極坐標(biāo)上的角度就是此時(shí)振動(dòng)的相位角。這種極坐標(biāo)表示方法在作用上與波德圖相同，但比波德圖更為直觀。8、奈奎斯特圖60第五節(jié)振動(dòng)頻譜分析技術(shù)第五節(jié)611.振動(dòng)頻譜中存在哪些頻譜分量？2.每條頻譜分量的幅值多大？3.這些頻譜分量彼此之間存在什么關(guān)系？4.如果存在明顯的高幅值的頻譜分量，它的精確的來(lái)源？它與機(jī)器的零部件對(duì)應(yīng)關(guān)系如何？振動(dòng)分析是故障診斷的一種，故障診斷并不一定就是振動(dòng)分析,但在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備故障分析中,振動(dòng)分析是最有效的一種,幾乎所有的故障在頻譜上都有反映一、物理解釋頻譜中的每條譜線

我們利用振動(dòng)頻譜分析儀進(jìn)行故障分析，實(shí)際就是把頻譜上的每個(gè)頻譜分量與監(jiān)測(cè)的機(jī)器的零部件對(duì)照聯(lián)系，給每條頻譜以物理解釋1.振動(dòng)頻譜中存在哪些頻譜分量？2.每條頻譜分量的幅值多大？62壓縮機(jī)組振動(dòng)頻譜中包含機(jī)器零部件的機(jī)械狀態(tài)信息壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)齒輪箱振動(dòng)速度頻率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡電動(dòng)機(jī)與低速齒輪軸聯(lián)軸器對(duì)中壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡壓縮機(jī)與高速齒輪軸聯(lián)軸器對(duì)中齒輪嚙合，齒缺陷電機(jī)轉(zhuǎn)速N0=1480轉(zhuǎn)/分=24.6667赫茲壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速N1=6854.7轉(zhuǎn)/分=114.245赫茲小齒輪齒數(shù)Z1=38大齒輪齒數(shù)Z0=176齒輪嚙合頻率Fm=N0Z0=N1

Z1

=4341.3赫茲齒輪邊帶頻率Fb=Fm±iN0

或Fm±iN1N02N03N0N12N13N1FmN1N1N1N1N0N0N0N1N1N1高速齒輪左邊帶族高速齒輪右邊帶族低速齒輪左邊帶族低速齒輪右邊帶族高速齒輪低速齒輪壓縮機(jī)組振動(dòng)頻譜中包含機(jī)器零部件的機(jī)械狀態(tài)信息壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)齒63振動(dòng)頻譜中包含了如下信息電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子等小間隙摩擦

電動(dòng)機(jī)與低速齒輪軸之間聯(lián)軸器對(duì)中

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與殼體間摩擦

壓縮機(jī)與高速齒輪軸之間聯(lián)軸器對(duì)中

齒輪嚙合和齒輪缺陷

各軸承運(yùn)行狀況等等機(jī)器主要零部件的機(jī)械狀態(tài)信息

振動(dòng)頻譜中包含了如下信息電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子64壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)齒輪箱振動(dòng)速度電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡電動(dòng)機(jī)與低速齒輪軸聯(lián)軸器對(duì)中壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡壓縮機(jī)與高速齒輪軸聯(lián)軸器對(duì)中齒輪嚙合，齒缺陷N02N03N0N12N13N1FmN1N1N1N1N0N0N0N1N1N1高速齒輪左邊帶族高速齒輪右邊帶族低速齒輪左邊帶族低速齒輪右邊帶族高速齒輪低速齒輪壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)齒輪箱振動(dòng)速度電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡電動(dòng)機(jī)與低速齒輪軸65二、現(xiàn)場(chǎng)頻譜分析要點(diǎn)1、無(wú)故障時(shí)：隨機(jī)信號(hào)，振動(dòng)幅值低小，整個(gè)振動(dòng)小。2、有故障時(shí)：隨機(jī)信號(hào)+周期信號(hào)，振動(dòng)幅值增大，振動(dòng)頻率域擴(kuò)大，振值總值增大3、頻率形態(tài)（大小及其變化等）代表故障類型4、幅值代表故障劣化程度。

5、確認(rèn)哪種故障是主要故障，哪種故障是誘發(fā)故障

6、對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行故障診斷時(shí)要將電機(jī)和被牽引部分作為整體來(lái)考慮7、測(cè)量位置的選擇8、測(cè)量參數(shù)的選擇二、現(xiàn)場(chǎng)頻譜分析要點(diǎn)1、無(wú)故障時(shí)：隨機(jī)信號(hào)，振動(dòng)幅值低小，整66振動(dòng)加速度傳感器固定自振頻率和最高可用頻率螺栓固定振動(dòng)加速度傳感器的固定最高可用頻率(赫茲)固定自振頻率(赫茲)膠粘結(jié)固定螺栓固定在稀土磁鐵座上固定在快速連接螺栓固定上用2英寸長(zhǎng)探桿手持固定不祥162509000750060008003188712075101501475可用的頻率范圍為傳感器固定自振頻率Fn的約50%振動(dòng)加速度傳感器固定自振頻率和最高可用頻率螺栓固定振動(dòng)加速度67振動(dòng)加速度傳感器的頻響特性10赫茲27K赫茲頻率振動(dòng)幅值5K赫茲高頻振動(dòng)區(qū)域常規(guī)振動(dòng)區(qū)域5赫茲低頻振動(dòng)區(qū)(通常需要使用專用的低頻加速度傳感器)振動(dòng)加速度傳感器固定自振頻率Fn可用的頻率范圍為傳感器固定自振頻率Fn的約50%10K赫茲普通振動(dòng)傳感器不宜使用的高頻振動(dòng)區(qū)域1K赫茲ISO和GB規(guī)定的振動(dòng)烈度測(cè)量頻率范圍振動(dòng)加速度傳感器的頻響特性10赫茲27K赫茲頻率振動(dòng)幅值68三、頻譜中的異常頻率分析1、振動(dòng)頻率以基頻為主工頻在所有情況下都存在，工頻幅值幾乎總是最大，應(yīng)該在其發(fā)生異常增大的情況下才視為故障特征頻率。工頻所對(duì)應(yīng)的故障類型相對(duì)較多。多數(shù)（60％以上）為不平衡故障，如轉(zhuǎn)子發(fā)生機(jī)械損傷脫落（斷葉片、葉輪破裂等）、結(jié)垢、初始不平衡，以及軸彎曲等；同時(shí)，相當(dāng)數(shù)量（接近40％）為軸承故障，如間隙過(guò)大、軸承座剛度差異過(guò)大、軸頸與軸承偏心、軸承合金磨損等；此外，還有剛性聯(lián)軸器的角度（端面）不對(duì)中，支座、箱體、基礎(chǔ)的松動(dòng)、變形、裂縫等剛度差異引起的振動(dòng)或共振，運(yùn)行轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速等。2、主要異常振動(dòng)分量為低頻低頻所對(duì)應(yīng)的故障類型相對(duì)復(fù)雜?？蛇M(jìn)一步分為兩種類型，一種是分?jǐn)?shù)諧波振動(dòng)，頻率為轉(zhuǎn)速頻率的整分?jǐn)?shù)倍數(shù)，如1/2倍頻、1/3倍頻、…，且頻率成分較多，多數(shù)為摩擦及松動(dòng)故障，如密封、油封、油擋的摩擦，軸承瓦背緊力不夠、瓦背接觸面積偏小等；另一種是亞異步振動(dòng)，頻率為轉(zhuǎn)速頻率的非整分?jǐn)?shù)倍數(shù)，相應(yīng)的故障有旋轉(zhuǎn)失速、油膜渦動(dòng)、油膜振蕩、密封流體激振，其中油膜振蕩、密封流體激振為自激振動(dòng)，是一種很危險(xiǎn)、能量很大的振動(dòng)，一般發(fā)生在轉(zhuǎn)速高于第一臨界轉(zhuǎn)速之后，多數(shù)是在二倍第一臨界轉(zhuǎn)速以上，頻率成分較為單一。也就是說(shuō)低頻振動(dòng)主要是軸承、氣流脈動(dòng)、發(fā)生摩擦、松動(dòng)等故障引起三、頻譜中的異常頻率分析693、主要異常振動(dòng)分量為二倍頻時(shí)二倍頻在所有情況下也幾乎都存在，幅值往往低于工頻的一半以上，常伴有呈遞減狀的三倍頻、四倍頻、…，也應(yīng)該在異常增大的情況下視為故障特征頻率。二倍頻所對(duì)應(yīng)的故障類型較為集中。絕大多數(shù)為不對(duì)中（含聯(lián)軸器）故障，如齒式聯(lián)軸器（帶中間短接）和金屬撓性（膜盤、疊片）聯(lián)軸器的不對(duì)中、剛性聯(lián)軸器的平行（徑向）不對(duì)中，其中，既有安裝偏差大所產(chǎn)生的冷態(tài)不對(duì)中，又有由溫差產(chǎn)生的支座升降不均勻以及管道力所引起的熱態(tài)不對(duì)中，以及聯(lián)軸器損傷故障等；此外，還有概率較小的其它故障，如轉(zhuǎn)子剛度不對(duì)稱（橫向裂紋），轉(zhuǎn)動(dòng)部件松動(dòng)，軸承支承剛度在水平、垂直方向上相差過(guò)大等。4、其它頻率為主要異常振動(dòng)分量在主要異常振動(dòng)分量是工頻、低頻、二倍頻以外的其它某一個(gè)頻率時(shí)，要考慮：是不是高次諧波頻率，即是不是齒輪嚙合頻率、葉輪通過(guò)頻率、螺桿通過(guò)頻率、等等；是不是滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體、外圈、內(nèi)圈的特征頻率；是不是臨界轉(zhuǎn)速頻率；是不是底座、基礎(chǔ)、管道等等的固有頻率；是不是50Hz；等等。如果能夠與這些特定的頻率對(duì)上號(hào)，那么故障原因就容易找到了。3、主要異常振動(dòng)分量為二倍頻時(shí)70轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷一、轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不平衡1.力不平衡力不平衡是同相位和穩(wěn)定的。不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)幅值在轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速以下隨轉(zhuǎn)速的平方增大(例如，轉(zhuǎn)速升高3倍，則振動(dòng)幅值增大9倍)?？偸谴嬖?轉(zhuǎn)速頻率，并且通常在頻譜中占優(yōu)勢(shì)。在轉(zhuǎn)子重心平面內(nèi)只用一個(gè)平衡修正重量便可修正之。在內(nèi)側(cè)軸承與外側(cè)軸承水平方向及內(nèi)側(cè)軸承與外側(cè)軸承垂直方向的相位差應(yīng)該接近0度。不平衡轉(zhuǎn)子的每個(gè)軸承上水平方向與垂直方向的相位差應(yīng)該接近90度。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷一、轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不平衡71轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷2、力偶不平衡力偶不平衡在同一軸上導(dǎo)致180度反相位運(yùn)動(dòng)。總是存在1轉(zhuǎn)速頻率，并且通常在頻譜上占優(yōu)勢(shì)。振動(dòng)幅值隨轉(zhuǎn)速升高的平方增大?？梢鸫髲较蛘駝?dòng)，偶不平衡在機(jī)器兩端支承處均產(chǎn)生振動(dòng)，有時(shí)一側(cè)比另一側(cè)大較大的偶不平衡有時(shí)可產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)。至少需在兩個(gè)修正平面內(nèi)放置平衡重量才能修正。在內(nèi)側(cè)軸承與外側(cè)軸承水平方向及內(nèi)側(cè)軸承外側(cè)軸承垂直方向應(yīng)該存在約180度相位差。每個(gè)軸承上水平方向與垂直方向之間相位差通常應(yīng)該約為90度(30度)。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷2、力偶不平衡72轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷3、動(dòng)不平衡動(dòng)不平衡是不平衡的最普遍的類型，它是力不平衡和力偶不平衡兩者的組合。振動(dòng)頻譜中1轉(zhuǎn)速頻率占優(yōu)勢(shì)，真正需要雙面修正。內(nèi)側(cè)軸承與外側(cè)軸承之間徑向方向的相位差可能在從0度到180度范圍內(nèi)的任何一個(gè)角度。然而，當(dāng)內(nèi)側(cè)軸承與外側(cè)軸承測(cè)量比較時(shí)(30度)，水平方向的相位差應(yīng)該精密地與垂直方向的相位差相匹配。還有，如果不平衡突出，每個(gè)軸承上水平方向與垂直方向之間的相位差大致為90度(40度)。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷3、動(dòng)不平衡73轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡的主要征兆與信號(hào)特征是：1、一倍頻振幅突出，并且占通頻振幅總量的70%以上2、定轉(zhuǎn)速下振幅穩(wěn)定，相位穩(wěn)定，振幅與轉(zhuǎn)速增減成正比（一階臨界轉(zhuǎn)速以下）3、振動(dòng)受負(fù)荷的影響輕微4、雙支撐設(shè)備振動(dòng)方向徑向，懸臂支撐表現(xiàn)在徑向和軸向5、振動(dòng)相位穩(wěn)定與轉(zhuǎn)子不平衡頻譜特征相同的故障一般有,基礎(chǔ)剛度,軸彎去等故障.轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡的主要征兆與信號(hào)特征是：74振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件75實(shí)例一、物體脫落引起質(zhì)量失衡這是一套大型生產(chǎn)裝置中的關(guān)鍵機(jī)組，由一臺(tái)工業(yè)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)離心式壓縮機(jī)，透平與低壓缸用齒型連軸節(jié)直聯(lián)，經(jīng)齒輪向增速后聯(lián)接高壓缸。汽輪機(jī)和低壓缸工作轉(zhuǎn)速7200轉(zhuǎn)/分，高壓缸工作轉(zhuǎn)速13900轉(zhuǎn)/分，透平的軸瓦是四圓弧瓦、第一階臨界轉(zhuǎn)速為：4500轉(zhuǎn)/分、透平進(jìn)汽壓力4MPa、進(jìn)汽溫度攝氏360度、軸相對(duì)振動(dòng)報(bào)警幅值為66微米、停車值為91微米；低壓缸的軸瓦形式是橢圓瓦、迷宮式密封、第一階臨界轉(zhuǎn)速為4200轉(zhuǎn)/分；高壓缸徑向軸瓦形式是可傾瓦、第一階臨界轉(zhuǎn)速是8000轉(zhuǎn)/分。機(jī)組功耗7.2兆瓦。該機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)突然增大，振動(dòng)頻譜如下：實(shí)例一、物體脫落引起質(zhì)量失衡這是一套大型生產(chǎn)裝置中的關(guān)鍵機(jī)組76實(shí)例一、物體脫落引起質(zhì)量失衡振動(dòng)信號(hào)中的主要最大分量是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速頻率成份，即118.14HZ的成份，占通頻總振幅84~88%、振幅具有運(yùn)行參數(shù)不變情況下突然增大的特點(diǎn)，信號(hào)中其他分量十分不明顯。因此認(rèn)為，機(jī)組汽輪機(jī)振動(dòng)增大的主要原因是：振動(dòng)屬于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡型，轉(zhuǎn)子上的垢層脫落、及其他物體脫落都可能造成此類振動(dòng)。停機(jī)解體搶修，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的次末級(jí)葉片斷了兩只。實(shí)例一、物體脫落引起質(zhì)量失衡振動(dòng)信號(hào)中的主要最大分量是轉(zhuǎn)子的77轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷二、轉(zhuǎn)子偏心皮帶輪，齒輪，軸承和電動(dòng)機(jī)框架等旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心線偏離時(shí)出現(xiàn)偏心。最大的振動(dòng)出現(xiàn)在兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心連線方向上，振動(dòng)頻率為偏心轉(zhuǎn)子的1轉(zhuǎn)速頻率。水平方向和垂直方向振動(dòng)相位差或是0度或是180度(每一種都表示直線運(yùn)動(dòng))。平衡偏心的轉(zhuǎn)子的試圖往往導(dǎo)致一個(gè)方向振動(dòng)減小，而另一個(gè)徑向方向的振動(dòng)增大(與偏心量有關(guān))。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷二、轉(zhuǎn)子偏心78振動(dòng)特點(diǎn)：在兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心連線方向上產(chǎn)生較大的1X振動(dòng)；偏心泵除產(chǎn)生1X振動(dòng)外，還由于流體不平衡會(huì)造成葉輪通過(guò)頻率及倍頻的振動(dòng)垂直與水平方向振動(dòng)相位相差為0或180采用平衡的辦法只能消除單方向的振動(dòng)。振動(dòng)特點(diǎn)：79轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷三、軸彎曲

彎曲的軸引起大的軸向振動(dòng)，同一臺(tái)機(jī)器上軸向振動(dòng)相位差趨向于180度，如果彎曲接近軸的中部，占優(yōu)勢(shì)的振動(dòng)出現(xiàn)在1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率，如果彎曲接近力偶，則占優(yōu)勢(shì)的振動(dòng)出現(xiàn)在2轉(zhuǎn)速頻率(如果您改變傳感器的方向的話，應(yīng)該仔細(xì)考慮每次軸向測(cè)量時(shí)振動(dòng)傳感器的方位)。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷三、軸彎曲80轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷軸彎曲的主要特征：振動(dòng)特征類似動(dòng)不平衡，振動(dòng)以1X為主，如果彎曲靠近聯(lián)軸節(jié)，也可產(chǎn)生2X振動(dòng)。類似不對(duì)中、通常振幅穩(wěn)定，如果2X與供電頻率或其諧頻接近，則可能產(chǎn)生波動(dòng)軸向振動(dòng)可能較大，兩支承處相位相差180。振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速增加迅速增加，過(guò)了臨界轉(zhuǎn)速也一樣。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的常見振動(dòng)故障及診斷軸彎曲的主要特征：81振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件82實(shí)例二、轉(zhuǎn)子臨時(shí)彎曲振動(dòng)工業(yè)汽輪機(jī)是某公司乙烯裝置的一臺(tái)大型關(guān)鍵設(shè)備，這臺(tái)工業(yè)汽輪機(jī)額定功率為２１兆瓦，額定轉(zhuǎn)速:5223RPM，當(dāng)年運(yùn)行轉(zhuǎn)速在4600～5000RPM之間，屬于中間抽汽冷凝式工業(yè)汽輪機(jī)。按檢修計(jì)劃對(duì)該機(jī)進(jìn)行解體檢修，經(jīng)2個(gè)月重新裝配之后。進(jìn)行汽輪機(jī)單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，但啟動(dòng)升速到低速暖機(jī)速度即500轉(zhuǎn)/分時(shí)振動(dòng)便顯著增加，升速到1000轉(zhuǎn)/分汽輪機(jī)振動(dòng)更大，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到1800～2000轉(zhuǎn)/分還沒(méi)有越過(guò)第一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振幅急劇增加到振動(dòng)聯(lián)鎖停車值100微米，致使汽輪機(jī)聯(lián)鎖停車。分析：由于停機(jī)前該設(shè)備振動(dòng)良好，根據(jù)該設(shè)備隨轉(zhuǎn)速的增加，僅一倍頻與二倍頻增加，其余高次分量幾乎不增加；振幅不僅隨轉(zhuǎn)速增加而增大，而且在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)振幅會(huì)隨時(shí)間延長(zhǎng)而增大等特征懷疑是中心不正或轉(zhuǎn)子彎曲問(wèn)題，但經(jīng)實(shí)例二、轉(zhuǎn)子臨時(shí)彎曲振動(dòng)工業(yè)汽輪機(jī)是某公司乙烯裝置的一臺(tái)大型83實(shí)例二、轉(zhuǎn)子臨時(shí)彎曲振動(dòng)

檢查對(duì)中符合要求，認(rèn)為該轉(zhuǎn)子是處于弓形彎曲狀態(tài)，只要使盤車的時(shí)間足夠長(zhǎng)，盡管所增加的靜撓度并不能完全恢復(fù)，但由于該轉(zhuǎn)子為撓性的其第二階振型動(dòng)撓度比第一階振型的動(dòng)撓度小許多，只要汽輪機(jī)能迅速越過(guò)第一階臨界轉(zhuǎn)速，振動(dòng)程度就會(huì)大大地下降。經(jīng)采用近十小時(shí)的盤車與低速運(yùn)轉(zhuǎn)交替進(jìn)行的處理措施及必要的蒸汽凝液管線檢查與處理之后，開機(jī)試車，在一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振動(dòng)升達(dá)90um，但隨后振動(dòng)逐漸減小到58微米，連續(xù)運(yùn)行48小時(shí)后穩(wěn)定在42微米正常運(yùn)行實(shí)例二、轉(zhuǎn)子臨時(shí)彎曲振動(dòng)檢查對(duì)中符合要求，認(rèn)為該轉(zhuǎn)子是84轉(zhuǎn)子不對(duì)中角不對(duì)中角不對(duì)中的特征是軸向振動(dòng)大，聯(lián)軸器兩側(cè)振動(dòng)相位差180度。典型地出現(xiàn)在1轉(zhuǎn)速頻率和2轉(zhuǎn)速頻率的大的軸向振動(dòng)。然而，不常見1轉(zhuǎn)速頻率，2轉(zhuǎn)速頻率或3轉(zhuǎn)速頻率占優(yōu)勢(shì)。這些征兆也指示聯(lián)軸器故障。如果2X或3X超過(guò)1X的30％到50％，則可認(rèn)為是存在角不對(duì)中，嚴(yán)重的角向不對(duì)中可激起1轉(zhuǎn)速頻率的許多階諧波頻率。與機(jī)械松動(dòng)不一樣，這些轉(zhuǎn)速諧波頻率典型地在頻譜上都沒(méi)有升高的噪聲地平轉(zhuǎn)子不對(duì)中角不對(duì)中85平行不對(duì)中平行不對(duì)中的振動(dòng)征兆類似于角向不對(duì)中，但是，徑向方向振動(dòng)大，并且聯(lián)軸器兩側(cè)振動(dòng)相位差接近180度。2轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)往往大于1轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)，聯(lián)軸器的類型和結(jié)構(gòu)決定2轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)相對(duì)于1轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)的高度。角向不對(duì)中或平行不對(duì)中嚴(yán)重時(shí)，可在較高諧波頻率(4到8轉(zhuǎn)速頻率諧波)處出現(xiàn)大的振動(dòng)，甚至出現(xiàn)類似于機(jī)械松動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的完整系列的高頻諧波。當(dāng)不對(duì)中嚴(yán)重時(shí)，聯(lián)軸器的類型和材料往往對(duì)整個(gè)頻譜有很大的影響。典型地沒(méi)有提高的噪聲地平。平行不對(duì)中86軸承不對(duì)中不對(duì)中的滾動(dòng)軸承卡在軸上時(shí)將產(chǎn)生明顯的軸向振動(dòng)。將引起同一軸承座上頂部與底部振動(dòng)相位差約180度的軸向振動(dòng)及左側(cè)與右側(cè)振動(dòng)相位差約180度的軸向振動(dòng)。對(duì)準(zhǔn)聯(lián)軸器或平衡轉(zhuǎn)子都不能緩解此故障。通常，必須卸下軸承并重新正確安裝軸承不對(duì)中使軸頸中心的平衡位置發(fā)生變化，使軸系的載荷重新分布。負(fù)荷大的軸承油膜呈現(xiàn)非線型，在一定條件下出現(xiàn)高次諧波振動(dòng)，負(fù)荷較輕的軸承易引起油膜渦動(dòng)進(jìn)而導(dǎo)致油膜振蕩，支承負(fù)荷的變化還使軸系的臨界轉(zhuǎn)速和振型發(fā)生改變

軸承不對(duì)中87振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件88實(shí)例三轉(zhuǎn)子不對(duì)中的分析診斷

設(shè)備型號(hào)為：G4-73-11No12D，鍋爐用送風(fēng)機(jī)，1450rpm，懸臂式支撐風(fēng)機(jī)故障表現(xiàn)為：聯(lián)軸器兩側(cè)軸承座振動(dòng)超標(biāo)，分別為：電機(jī)軸承：軸向0.080mm，徑向0.060mm，垂直0.045mm；水泵側(cè)軸承座：軸向0.090mm，徑向0.070mm，垂直：0.055mm。測(cè)得的頻譜圖如下實(shí)例三轉(zhuǎn)子不對(duì)中的分析診斷89從測(cè)得的振動(dòng)位移可以看出，聯(lián)軸器相鄰的軸承振動(dòng)大，且軸向振值大，此結(jié)果證明，振源來(lái)源于軸上，分析幅值譜可以看出，主要振動(dòng)頻率為基頻的2倍頻(50Hz)，并伴有1倍、3倍頻，兩方面綜合考慮得出結(jié)果：聯(lián)軸器對(duì)中精度差是風(fēng)機(jī)振動(dòng)的主要原因。停機(jī)后重新對(duì)中，振動(dòng)明顯降低，降至0.040mm以下從測(cè)得的振動(dòng)位移可以看出，聯(lián)軸器相鄰的軸承振動(dòng)大，90共振

強(qiáng)

迫振動(dòng)頻率與系統(tǒng)的自然頻率一致時(shí)出現(xiàn)共振，使振動(dòng)幅值急劇放大，導(dǎo)致過(guò)早損壞或?yàn)?zāi)難性破壞。這可能是轉(zhuǎn)子的自然頻率，也常常起源于支承框架，基礎(chǔ)，齒輪箱或甚至傳動(dòng)皮帶。如果轉(zhuǎn)子處在或接近共振，由于很大的相位漂移，幾乎不可能平衡掉(共振時(shí)相位漂移為90度，通過(guò)共振時(shí)相位漂移接近180度)。往往需要提高或降低自然頻率來(lái)改變自然頻率。自然頻率通常不隨轉(zhuǎn)速變化，這一點(diǎn)有助于識(shí)別自然頻率(除非在大型平面軸頸軸承機(jī)器或在有明顯懸臂的轉(zhuǎn)子上)。共振91轉(zhuǎn)子與定子摩擦當(dāng)旋轉(zhuǎn)件與靜止件相接觸時(shí)，轉(zhuǎn)子摩擦產(chǎn)生類似于機(jī)械松動(dòng)產(chǎn)生的頻譜。摩擦可能是局部的，也可能是整個(gè)轉(zhuǎn)子一周都摩擦。通常，產(chǎn)生一系列頻率，往往激起一個(gè)或多個(gè)共振。根據(jù)轉(zhuǎn)子自然頻率的位置，常常激起轉(zhuǎn)速的整分?jǐn)?shù)倍亞諧波頻率(1/2，1/3，1/4，1/5，……1/12等)。轉(zhuǎn)子摩擦可激起許多高頻(類似于粉筆在黑板上拖動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的寬帶噪聲)。如果軸與巴氏合金相接觸引起摩擦?xí)r，它可能非常嚴(yán)重，非常短促。整個(gè)軸圓周全部角度摩擦可產(chǎn)生“反進(jìn)動(dòng)”，即轉(zhuǎn)子以臨界轉(zhuǎn)速頻率回轉(zhuǎn)，但是，方向與軸的旋轉(zhuǎn)方向相反轉(zhuǎn)子與定子摩擦92故障特征譜的特點(diǎn)：一般性轉(zhuǎn)子與定子摩擦的特點(diǎn)：碰磨時(shí)振幅突然增大；頻譜成份豐富，譜線密集，呈齒形分布，以一倍頻及其高次諧波為主，同時(shí)存在一臨界轉(zhuǎn)速頻率；時(shí)域波形有削頂現(xiàn)象；摩擦與熱彎曲復(fù)合型故障譜特點(diǎn)：除上述一般碰磨譜特點(diǎn)之外，還具有當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)，振幅隨時(shí)間延長(zhǎng)而增大，譜圖中各分量幅值也相應(yīng)增加的特點(diǎn)；碰磨熱彎曲具備碰磨與轉(zhuǎn)子不平衡的復(fù)合特征。故障特征譜的特點(diǎn)：93振動(dòng)分析基礎(chǔ)講義1課件94實(shí)例四大型機(jī)組動(dòng)靜摩的幾率比一般設(shè)備要大得多。對(duì)煙機(jī)來(lái)說(shuō)，由于高溫變形，煙氣粉塵堆積作用更易發(fā)生碰摩故障（尤其是二級(jí)式的煙氣輪機(jī)）。另外，氣封間隙過(guò)小，同軸度偏差過(guò)大，油膜不穩(wěn)，承載力減低等因素都會(huì)導(dǎo)致碰摩發(fā)生。

動(dòng)靜摩擦?xí)a(chǎn)生切向摩擦力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生渦動(dòng)，轉(zhuǎn)子的強(qiáng)迫振動(dòng)、碰摩自由振動(dòng)和摩擦渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加在一起，產(chǎn)生出復(fù)雜的、特有的振動(dòng)響應(yīng)，因而摩擦力表象具有明顯的非線性特征。

實(shí)例四95以上是煙機(jī)粉塵堆積后發(fā)生動(dòng)靜碰摩的典型實(shí)例，可以看出:1時(shí)域波形有明顯的“削頂”現(xiàn)象。

2頻譜上除工頻外還存在豐富的高次諧波成分，如2X、3X…和1/2X、1/3X、1/4

3全息譜上出現(xiàn)較多偏心率大的橢圓。

4軸心軌跡上有“尖角”。

5振動(dòng)大小有方向性，可能在某個(gè)方向會(huì)明顯偏大。

6當(dāng)葉片部位發(fā)生碰摩時(shí)，還會(huì)在葉片通過(guò)頻率處產(chǎn)生高頻的響應(yīng)特征。

它的譜圖特征與前所述十分吻合。事后檢查該煙機(jī)轉(zhuǎn)子，發(fā)現(xiàn)其級(jí)間導(dǎo)葉組件上堆滿結(jié)垢了的煙氣粉塵，導(dǎo)致與煙機(jī)輪盤直接接觸、摩擦。

以上是煙機(jī)粉塵堆積后發(fā)生動(dòng)靜碰摩的典型實(shí)例，可以看出:96松動(dòng)故障機(jī)械松動(dòng)本身不是純粹的故障,不會(huì)直接產(chǎn)生振動(dòng)，但它可放大故障的作用。常見的的機(jī)械松動(dòng)由三種1、結(jié)構(gòu)框架或底座松動(dòng)這種頻譜是機(jī)器底腳，底板或基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)松動(dòng)/減弱引起的，或者由基礎(chǔ)上惡化的水泥漿，松動(dòng)的地腳螺栓，或者框架或者基礎(chǔ)變形(即軟腳)引起的。相位分析可以揭示在螺栓或機(jī)器底腳與基礎(chǔ)底板或基礎(chǔ)本身垂直方向測(cè)量之間的相位差約90度到180度類似不平衡或不對(duì)中,頻譜主要以1X為主。振動(dòng)具有局部性,只表現(xiàn)在松動(dòng)的轉(zhuǎn)子上。同軸承徑向振動(dòng)垂直,水平方向相位差0或180。底板連接處相鄰結(jié)合面的振動(dòng)相位相差180。如果軸承緊固是在軸向,也會(huì)引起類似不對(duì)中的軸向振動(dòng).松動(dòng)故障類似不平衡或不對(duì)中,頻譜972、軸承座松動(dòng)這種頻譜通常是由螺栓松動(dòng)，或軸承座裂紋引起的主要以2X為特征(主要是徑向2X超過(guò)1X的50%)幅值有時(shí)不穩(wěn)定振動(dòng)只有伴隨其它故障如不平衡或不對(duì)中時(shí)才有表現(xiàn),此時(shí)要消除平衡或?qū)χ袑⒑芾щy.在間隙達(dá)到出現(xiàn)碰撞前,振動(dòng)主要是1X和2X；出現(xiàn)碰撞后,振動(dòng)將出現(xiàn)大量諧頻。在實(shí)際工作中遇到的地腳螺栓松動(dòng)和地腳列紋只引起1X的振動(dòng)2、軸承座松動(dòng)主要以2X為特征(主要983、軸承等部件配合松動(dòng)這種頻譜通常是由零部件之間配合不良引起的，由于松動(dòng)的零部件對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)力產(chǎn)生非線性的響應(yīng)，所以，將產(chǎn)生許多諧波頻率。