電動(dòng)機(jī)振動(dòng)測(cè)量與故障診斷

優(yōu)選電動(dòng)機(jī)振動(dòng)測(cè)量與故障診斷目前一頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的測(cè)量一、為什么測(cè)量電機(jī)振動(dòng)

電動(dòng)機(jī)和其它機(jī)械設(shè)備一樣，在運(yùn)行中存在能量、熱量、磨損、振動(dòng)等物理和化學(xué)參數(shù)的變化，這些信息的變化直接或間接反應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況，測(cè)量電機(jī)的振動(dòng)值能有效的診斷出電機(jī)的故障。二、電機(jī)振動(dòng)診斷過(guò)程1、異常診斷使用便攜式測(cè)振儀對(duì)電機(jī)的進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量能有效的對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況得出概括性的評(píng)價(jià)，對(duì)電機(jī)的早期故障進(jìn)行診斷和趨勢(shì)控制。若果正常則不對(duì)電機(jī)做進(jìn)目前二頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)一步診斷。反之，對(duì)電機(jī)進(jìn)行精密診斷。2、故障狀態(tài)和部位診斷此為精密診斷，一般采用振動(dòng)傳感器對(duì)電機(jī)的振動(dòng)狀態(tài)信息進(jìn)行拾取、儲(chǔ)存，對(duì)電機(jī)的振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析，分離出與故障的有關(guān)信息，準(zhǔn)確判斷電機(jī)振動(dòng)的故障狀態(tài)和部位。3、故障類型和原因分析一般使用故障特征庫(kù)或?qū)＜蚁到y(tǒng)對(duì)振動(dòng)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確查找電機(jī)的振動(dòng)部位和振動(dòng)原因。電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的測(cè)量目前三頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)三、振動(dòng)測(cè)量的幾個(gè)基本概念1、振動(dòng)位移物體在某一段時(shí)間內(nèi)，如果由初位置移到末位置，則由初位置到末位置的有向線段叫做位移。2、振動(dòng)速度速度是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量，等于位移和發(fā)生此位移所用時(shí)間的比值，表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度。v=s/Δt

，v：速度矢量，單位：m/ss：位移矢量，單位：mt：時(shí)間，單位：s3、振動(dòng)加速度加速度（Acceleration）是速度變化量與發(fā)生目前四頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)三、振動(dòng)測(cè)量的幾個(gè)基本概念1、振動(dòng)位移物體在某一段時(shí)間內(nèi)，如果由初位置移到末位置，則由初位置到末位置的有向線段叫做位移。2、振動(dòng)速度速度是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量，等于位移和發(fā)生此位移所用時(shí)間的比值，表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度。v=s/Δt

，v：速度矢量，單位：m/ss：位移矢量，單位：mt：時(shí)間，單位：s3、振動(dòng)加速度加速度（Acceleration）是速度變化量與發(fā)生目前五頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)這一變化所用時(shí)間的比值（△V/△t），是描述這一變化所用時(shí)間的比值（△V/△t），是描述物體速度改變快慢的物理量，通常用a表示，單位是m/s^2。四、振動(dòng)測(cè)量1、便攜式測(cè)振筆TV2602、測(cè)量點(diǎn)圖1電機(jī)的測(cè)點(diǎn)配置圖2座式軸承電機(jī)的測(cè)點(diǎn)配置目前六頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)目前七頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)

圖3端蓋式電機(jī)的測(cè)點(diǎn)配置圖4立式電機(jī)的測(cè)點(diǎn)配置目前八頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)3、電動(dòng)機(jī)測(cè)試條件（1）鍵電機(jī)空載應(yīng)帶半鍵（2）固定轉(zhuǎn)速交流電機(jī)在符合標(biāo)準(zhǔn)的正弦波、額定電壓下測(cè)量。（3）變頻電機(jī)應(yīng)在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)測(cè)量都不超出規(guī)定值（4）安裝條件---自由懸置和鋼性安裝鋼性安裝：目前九頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)目前十頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障的診斷一、電動(dòng)機(jī)振動(dòng)值的標(biāo)準(zhǔn)1、GB10068-2008電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量、評(píng)定及限值2、ISO-10816《機(jī)械振動(dòng)——通過(guò)測(cè)量機(jī)械的非旋轉(zhuǎn)部件來(lái)對(duì)機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)》3、GB50170-2006電氣裝置安裝工程旋轉(zhuǎn)電機(jī)施工及驗(yàn)收規(guī)范4、檢修規(guī)程目前十一頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)

GB10068-2000電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量、評(píng)定及限值目前十二頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)

GB10068-2008電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量、評(píng)定及限值目前十三頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)區(qū)域邊界位移μm速度mm/s剛性A/B292.3

B/C574.5

C/D907.1撓性A/B453.5

B/C907.1

C/D14011.0GB6075.3-2001(ISO10816

-1998)電機(jī)軸高＞315mm、功率300kW～50MW的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)烈度A：新投入使用的機(jī)器

B：長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)器

C：非連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行，應(yīng)采取維修措施

D：可導(dǎo)致機(jī)械損壞目前十四頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)區(qū)域邊界位移μm速度mm／s剛性A/B221.4

B/C452.8

C/D714.5撓性A/B372.3

B/C714.5

C/D1137.1表2電機(jī)軸高H：160mm＜H＜315mm、

功率中等的機(jī)械振動(dòng)烈度

電機(jī)振動(dòng)值標(biāo)準(zhǔn)同步轉(zhuǎn)速300015001000750以下GB50170雙倍振幅值0.050.0850.100.12檢修規(guī)程0.060.100.130.16目前十五頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)二、電機(jī)振動(dòng)異常的識(shí)別與診斷電磁振動(dòng)（1）定子異常產(chǎn)生的電磁振動(dòng)

三相交流電機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)座上受到一個(gè)頻率為電網(wǎng)頻率2倍的旋轉(zhuǎn)力波的作用，而可能產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)大小與旋轉(zhuǎn)力波的大小和機(jī)座的剛度直接有關(guān)。定子電磁振動(dòng)異常的原因：

①定子三相磁場(chǎng)不對(duì)稱，如電網(wǎng)三相電壓不平衡。因接觸不良和斷線造成單相運(yùn)行，定子繞組三相不對(duì)稱等原因，都會(huì)造成定子磁場(chǎng)不對(duì)稱，而產(chǎn)生異常振動(dòng)。目前十六頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)②定子鐵心和定子線圈松動(dòng)將使定子電磁振動(dòng)和電磁噪聲加大。定子電磁振動(dòng)的特征：

①振動(dòng)頻率為電源頻率的2倍，F(xiàn)=2f②切斷電源，電磁振動(dòng)立即消失

③振動(dòng)可以在定子機(jī)座上和軸承上測(cè)得

④振動(dòng)強(qiáng)度與機(jī)座剛度的負(fù)載有關(guān)

（2）氣隙靜態(tài)偏心引起的電磁振動(dòng)

電機(jī)定子中心與轉(zhuǎn)子軸心不重合時(shí)，定、轉(zhuǎn)子之間氣隙將會(huì)出現(xiàn)偏心現(xiàn)象，偏心固定在一個(gè)位置上，在一般情況下，氣隙偏心誤差不超過(guò)氣隙平均值的上下10%是允許的，過(guò)大的偏心值產(chǎn)生很大的單邊磁拉力。

目前十七頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)氣隙靜態(tài)偏心產(chǎn)生特征：

①電磁振動(dòng)頻率是電源頻率的2倍

F=2f。

②振動(dòng)隨偏心值的增大在增加，隨負(fù)載增大而增加。

③斷電后電磁振動(dòng)消失。

④靜態(tài)偏心產(chǎn)生的電磁振動(dòng)與定子異常產(chǎn)生的電磁振動(dòng)非常相似，難以區(qū)別。（3）氣隙動(dòng)態(tài)偏心引起電磁振動(dòng)

偏心的位置對(duì)定子是不固定的，對(duì)轉(zhuǎn)子是固定的，因此偏心的位置隨轉(zhuǎn)子而轉(zhuǎn)動(dòng)。

氣隙動(dòng)態(tài)偏心產(chǎn)生的原因：①轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸彎曲

②轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸或軸承不同心。

③轉(zhuǎn)子鐵心不圓

目前十八頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)氣隙動(dòng)態(tài)偏心產(chǎn)生電磁振動(dòng)的特征；

①轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率和定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)頻率的電磁振動(dòng)都可能出現(xiàn)。

②電磁振動(dòng)的振幅隨時(shí)間變化而脈動(dòng)（振），脈動(dòng)的頻率為2sf,周期為1/2sf當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載增加，S加大，其脈動(dòng)節(jié)拍加快。

③電動(dòng)機(jī)往往發(fā)生與脈動(dòng)節(jié)拍相一致的電磁噪聲。

④斷電后，電磁振動(dòng)消失，電磁噪聲消失。（4）、轉(zhuǎn)子繞組故障引起的電磁振動(dòng)。

籠形電機(jī)籠條斷裂，繞組異步電機(jī)由于轉(zhuǎn)子回路電氣不平衡都將產(chǎn)生不平衡電磁力。轉(zhuǎn)子繞組故障產(chǎn)生的原因：①籠條鑄造質(zhì)量不良，產(chǎn)生斷條和高阻。

目前十九頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)

②籠形轉(zhuǎn)子因頻繁起動(dòng)，電機(jī)負(fù)載大產(chǎn)生斷條或高阻。

③饒式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組回路電氣不平衡，產(chǎn)生不平衡電磁力。

④同步電動(dòng)機(jī)磁繞組匝間短路。

轉(zhuǎn)子繞組故障引起電磁振動(dòng)的特征：①轉(zhuǎn)子繞組故障引起電磁振動(dòng)與轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)偏心產(chǎn)生的電磁振動(dòng)，波形相似，現(xiàn)象相似，較難區(qū)別，振動(dòng)頻率為f/p，振幅以2sf的頻率在脈動(dòng)、電動(dòng)機(jī)發(fā)生與脈動(dòng)節(jié)拍一致的電磁噪聲。

②在空載或輕載時(shí)，振動(dòng)與節(jié)拍噪聲不明顯，當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，這種振動(dòng)和噪聲隨之增加，當(dāng)負(fù)載超過(guò)50%時(shí)，現(xiàn)象較為明顯。

③在定子的一次電流中，也產(chǎn)生脈動(dòng)變化其脈動(dòng)節(jié)拍頻率為2sf。

目前二十頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)④在定子電流波形作頻譜分析，在頻圖圖中，基頻兩邊出現(xiàn)的邊頻。⑤同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組但匝間短路，能引起f/p頻率（轉(zhuǎn)頻）的電磁振動(dòng)和噪聲，無(wú)節(jié)拍脈動(dòng)振動(dòng)現(xiàn)象與轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)相似。

⑥斷電后，電磁振動(dòng)和電磁噪聲消失。2、機(jī)械振動(dòng)（1）、轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)；

轉(zhuǎn)子不平衡的原因

①電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻，產(chǎn)生重心位移，與轉(zhuǎn)子中心不同心。

②轉(zhuǎn)子零部件脫落和移位，絕緣收縮造成繞組移位、松動(dòng)。

目前二十一頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)③聯(lián)軸器不平衡，冷卻風(fēng)扇不平衡，皮帶輪不平衡。

④冷卻風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子表面不均勻積垢。

轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)特征：

①振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)頻相等

②振動(dòng)值隨轉(zhuǎn)速增高而加大，與電機(jī)負(fù)載無(wú)關(guān)。

③振動(dòng)值以經(jīng)向?yàn)樽畲螅S向很小。（2）、加工和裝配不良產(chǎn)生振動(dòng)；

產(chǎn)生的原因：

與軸承內(nèi)孔配合的軸頸和軸肩加工不良或由于軸彎曲等原因，使軸承內(nèi)圈裝配后，其中心線與軸中心線不重合，軸承每轉(zhuǎn)一周，軸承受一次交變的軸向力作用，使軸承產(chǎn)生振動(dòng)。

振動(dòng)的特征：

①振動(dòng)幅值以軸向?yàn)樽畲蟆?/p>

②振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)頻相同。

目前二十二頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)（3）、安裝時(shí)，軸線不對(duì)中引起振動(dòng)；

機(jī)組安裝后，電機(jī)和負(fù)載機(jī)械的軸心線應(yīng)該一致相重合，當(dāng)軸心線不重合時(shí)，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)就會(huì)受到來(lái)自聯(lián)軸器的作用力而產(chǎn)生振動(dòng)。不對(duì)中分為3種情況。①軸心線平行不對(duì)中（偏心不對(duì)中），就是電動(dòng)機(jī)與負(fù)載機(jī)械軸心線雖然平行，但不重合，存在一個(gè)偏心距，隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，其軸伸上就受到一個(gè)來(lái)自聯(lián)軸器的一個(gè)徑向旋轉(zhuǎn)力的作用，使電機(jī)產(chǎn)生徑向振動(dòng)，振幅與偏心距大和轉(zhuǎn)速高低有關(guān)，頻率是轉(zhuǎn)頻的2倍。

②軸心線相交不對(duì)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)與負(fù)載機(jī)械軸心相交時(shí)，聯(lián)軸器的結(jié)合面往往出現(xiàn)“張口”現(xiàn)象。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)受到聯(lián)軸器的一個(gè)交變的軸向力作用，產(chǎn)生了軸向振動(dòng)，產(chǎn)生了軸向振動(dòng)，頻率與轉(zhuǎn)頻相同。

③軸心線既相交又偏心的不對(duì)中：

目前二十三頁(yè)\總數(shù)二十五頁(yè)\編于十七點(diǎn)在實(shí)際安裝中，以上兩種不對(duì)中情況往往同時(shí)存在，特征如下：

1）、徑向振動(dòng)出現(xiàn)1倍頻，2倍頻振動(dòng)，2倍頻成份大。

2）、軸向振動(dòng)出現(xiàn)1倍頻，2倍頻，3倍頻，轉(zhuǎn)子軸向振動(dòng)幅值為徑向振動(dòng)的50%以上。

3）、軸心線不重合的偏差越大，振動(dòng)也越大。

4）、電動(dòng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)消失（4）、機(jī)械松動(dòng)引起的振動(dòng)

機(jī)械松動(dòng)分為結(jié)構(gòu)件松動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)部件松動(dòng)。

造成松動(dòng)的原因：