振動基礎(chǔ)與故障診斷講解

1、2021-6-28 1 旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動課件旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動課件 振動基礎(chǔ)與故障診斷振動基礎(chǔ)與故障診斷 2021-6-28 2 轉(zhuǎn)子振動基礎(chǔ) l振動現(xiàn)象及其危害振動現(xiàn)象及其危害 l振動是物體振動是物體( (質(zhì)點質(zhì)點) )或某種狀態(tài)隨時間往復(fù)變化的現(xiàn)象，機(jī)械振動是指物體或某種狀態(tài)隨時間往復(fù)變化的現(xiàn)象，機(jī)械振動是指物體 在平衡位置附近來回往復(fù)的運動。它是衡量旋轉(zhuǎn)機(jī)械能否持續(xù)可靠運行的在平衡位置附近來回往復(fù)的運動。它是衡量旋轉(zhuǎn)機(jī)械能否持續(xù)可靠運行的 重要指標(biāo)。振動狀態(tài)是機(jī)組設(shè)計制造重要指標(biāo)。振動狀態(tài)是機(jī)組設(shè)計制造安裝檢修和運行維護(hù)水平的綜合反安裝檢修和運行維護(hù)水平的綜合反 映。映。 l當(dāng)振動超過一定的限值（

2、標(biāo)準(zhǔn)）時，可能會產(chǎn)生下列危害：當(dāng)振動超過一定的限值（標(biāo)準(zhǔn)）時，可能會產(chǎn)生下列危害： (1) (1) 機(jī)組動靜部分碰磨；機(jī)組動靜部分碰磨； (2) (2) 部件的疲勞損壞；部件的疲勞損壞； (3) (3) 連接或緊固件的斷裂與松脫；連接或緊固件的斷裂與松脫； (4) (4) 損壞基礎(chǔ)和周圍的建筑物；損壞基礎(chǔ)和周圍的建筑物； (5) (5) 降低機(jī)組運行的經(jīng)濟(jì)性；降低機(jī)組運行的經(jīng)濟(jì)性； (6) (6) 過大的振動及其引發(fā)的噪聲影響運行人員健康過大的振動及其引發(fā)的噪聲影響運行人員健康。 2021-6-28 3 振動基礎(chǔ)知識振動基礎(chǔ)知識( (一一) ) l四種振動形式：四種振動形式： l1.簡諧振動：

3、運動量隨時間按簡諧振動：運動量隨時間按諧和函數(shù)諧和函數(shù)的形式變化的形式變化 l2.周期振動：運動量變化經(jīng)過一個固定的時間間隔不斷重復(fù)周期振動：運動量變化經(jīng)過一個固定的時間間隔不斷重復(fù) l3.非周期振動：振動量變化隨時間不呈現(xiàn)重復(fù)性非周期振動：振動量變化隨時間不呈現(xiàn)重復(fù)性 l4.隨機(jī)振動：任一給定時刻的運動量不能預(yù)先確定隨機(jī)振動：任一給定時刻的運動量不能預(yù)先確定. l 兩個以上頻率不相同的簡諧振動合成在一起，便形成一個復(fù)合振動，反兩個以上頻率不相同的簡諧振動合成在一起，便形成一個復(fù)合振動，反 過來，任何周期振動又都可以分解成若干個簡諧振動。付里葉變換是進(jìn)行過來，任何周期振動又都可以分解成若干個簡

4、諧振動。付里葉變換是進(jìn)行 這種分解的有效工具這種分解的有效工具. l 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動信號都是周期性連續(xù)信號，習(xí)慣稱這種信號為通頻信號。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動信號都是周期性連續(xù)信號，習(xí)慣稱這種信號為通頻信號。 用用FFT分解后得到的一系列簡諧信號中，與轉(zhuǎn)動頻率相同的簡諧振動具有分解后得到的一系列簡諧信號中，與轉(zhuǎn)動頻率相同的簡諧振動具有 特殊的意義，它被稱之為一倍頻振動，也有稱之為工頻、基頻、選頻、同特殊的意義，它被稱之為一倍頻振動，也有稱之為工頻、基頻、選頻、同 頻或頻或1X等。等。 l 頻率為轉(zhuǎn)速二分之一和兩倍的簡諧振動在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動分析也是較常頻率為轉(zhuǎn)速二分之一和兩倍的簡諧振動在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動分析

5、也是較常 用到的，它們分別被簡稱為半頻（用到的，它們分別被簡稱為半頻（1/2X）和倍頻（兩倍頻，）和倍頻（兩倍頻，2X）振動。）振動。 l低于工作轉(zhuǎn)速頻率的振動，統(tǒng)統(tǒng)被稱為低頻振動；高于工作轉(zhuǎn)速頻率的振低于工作轉(zhuǎn)速頻率的振動，統(tǒng)統(tǒng)被稱為低頻振動；高于工作轉(zhuǎn)速頻率的振 動，被稱為高頻振動。它們可能是轉(zhuǎn)動頻率的整分?jǐn)?shù)倍或整數(shù)倍，也可能動，被稱為高頻振動。它們可能是轉(zhuǎn)動頻率的整分?jǐn)?shù)倍或整數(shù)倍，也可能 不是。不是。 2021-6-28 4 振動基礎(chǔ)知識振動基礎(chǔ)知識( (二二) ) l振動位移、速度和加速度振幅的量度振動位移、速度和加速度振幅的量度 l簡諧振動可以用位移、速度和加速度三種形式表示。簡諧振

6、動可以用位移、速度和加速度三種形式表示。 l位移的大小，用振幅位移的大小，用振幅 Ap 表示，即最大位移到平衡位置之間的距離，也稱表示，即最大位移到平衡位置之間的距離，也稱 作單峰值；振動的波峰與波谷之間的垂直距離稱作為峰峰值，表示為作單峰值；振動的波峰與波谷之間的垂直距離稱作為峰峰值，表示為 Ap- p；單位都是微米（；單位都是微米（m）或毫米（）或毫米（mm）。電廠習(xí)慣用）。電廠習(xí)慣用“絲絲”或或“道道”表表 示，示，1毫米是毫米是100絲，絲，1絲等于絲等于10微米。在描述振幅的大小時，如果不做特微米。在描述振幅的大小時，如果不做特 別的注明，所指振幅都是峰峰值別的注明，所指振幅都是峰峰

7、值. l速度和加速度的振幅也可以用峰值或峰峰值來表示。速度和加速度的振幅也可以用峰值或峰峰值來表示。 l對于速度振幅，對于速度振幅， 因為振動能量與速度的平方成正比例，所以更多地是使用因為振動能量與速度的平方成正比例，所以更多地是使用 均方根值或稱有效值均方根值或稱有效值, 又稱作振動烈度，單位：又稱作振動烈度，單位：mm/s。 2021-6-28 5 振動基礎(chǔ)振動基礎(chǔ)( (三三) ) 1.1.測振儀表的選擇測振儀表的選擇 測振儀表應(yīng)根據(jù)測試對象的頻率范圍來選擇。一般來講，接觸式傳感測振儀表應(yīng)根據(jù)測試對象的頻率范圍來選擇。一般來講，接觸式傳感 器適用于測量低頻振動，用它測量振動位移，可以得到較

8、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)；加器適用于測量低頻振動，用它測量振動位移，可以得到較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)；加 速度傳感器適用于測量中、高頻振動用它測振動位移往往不太穩(wěn)定，因此速度傳感器適用于測量中、高頻振動用它測振動位移往往不太穩(wěn)定，因此 加速度型傳感器的測振儀，只測振動速度和加速度。加速度型傳感器的測振儀，只測振動速度和加速度。 2.2.測試參數(shù)的選擇測試參數(shù)的選擇 振動測試參數(shù)包括振動位移、振動速度和振動加速度。對一般簡諧振動三振動測試參數(shù)包括振動位移、振動速度和振動加速度。對一般簡諧振動三 者有以下關(guān)系：者有以下關(guān)系： l 振動位移：振動位移：x=Asinwtx=Asinwt; ; l 振動速度：振動速度：v=Awc

9、oswtv=Awcoswt; ; l 振動加速度：振動加速度：a=-Aw2sinwta=-Aw2sinwt。 l 由此可見，對于不同頻率成份的振動而言，位移相同時，速度值與轉(zhuǎn)速的由此可見，對于不同頻率成份的振動而言，位移相同時，速度值與轉(zhuǎn)速的 一次方成正比，加速度與轉(zhuǎn)速的平方成正比，所以盡管低頻振動的位移值一次方成正比，加速度與轉(zhuǎn)速的平方成正比，所以盡管低頻振動的位移值 比高頻的位移值大很多，但它的加速度值比高頻的加速度值小得多。比高頻的位移值大很多，但它的加速度值比高頻的加速度值小得多。 l 一般情況下，要查明被測對象是否存在不平衡、不對中、松動、油膜渦一般情況下，要查明被測對象是否存在不平

10、衡、不對中、松動、油膜渦 動等現(xiàn)象時，測位移和速度較好；要查明齒輪、軸承等故障時，測加速度動等現(xiàn)象時，測位移和速度較好；要查明齒輪、軸承等故障時，測加速度 較敏感。較敏感。 2021-6-28 6 有關(guān)的名詞和術(shù)語有關(guān)的名詞和術(shù)語(1)(1) 1.1.振動幅值、頻率和振動相位振動幅值、頻率和振動相位. . 機(jī)械振動通常以其幅值、頻率和相位來描述，它們是構(gòu)成振動的三個基本要素機(jī)械振動通常以其幅值、頻率和相位來描述，它們是構(gòu)成振動的三個基本要素 2.2.通頻振動、選頻振動、基頻振動通頻振動、選頻振動、基頻振動. 2.12.1通頻振動表示振動原始波形正峰和負(fù)峰之間的最大偏差值。通頻振動表示振動原始波

11、形正峰和負(fù)峰之間的最大偏差值。 2.22.2選頻振動表示所選頻率的正弦波正峰和負(fù)峰之間的偏差值。選頻振動表示所選頻率的正弦波正峰和負(fù)峰之間的偏差值。 2.32.3基頻振動表示與轉(zhuǎn)速頻率相同的正弦波正峰和負(fù)峰之間的偏差值。對于工作轉(zhuǎn)速為基頻振動表示與轉(zhuǎn)速頻率相同的正弦波正峰和負(fù)峰之間的偏差值。對于工作轉(zhuǎn)速為 3000r/min3000r/min的機(jī)器，基頻振動頻率是的機(jī)器，基頻振動頻率是50Hz50Hz。 3.3.徑向振動、軸向振動徑向振動、軸向振動. .徑向振動是指垂直于轉(zhuǎn)軸中心線方向的振動。徑向振動有時也徑向振動是指垂直于轉(zhuǎn)軸中心線方向的振動。徑向振動有時也 稱為橫向振動。稱為橫向振動。 軸

12、向振動是指與轉(zhuǎn)軸中心線同一方向的振動。軸向振動是指與轉(zhuǎn)軸中心線同一方向的振動。 4.4.同步運動、異步運動同步運動、異步運動 同步是指與轉(zhuǎn)速頻率變化成比例的振動頻率分量。通常，同步分量是旋轉(zhuǎn)頻率同步是指與轉(zhuǎn)速頻率變化成比例的振動頻率分量。通常，同步分量是旋轉(zhuǎn)頻率 的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍，即的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍，即1X,2X,3X1X,2X,3X,1/2X,1/3X,1/2X,1/3X等。等。 異步是指與轉(zhuǎn)速頻率無關(guān)的振動頻率成份，也可稱為非同步運動異步是指與轉(zhuǎn)速頻率無關(guān)的振動頻率成份，也可稱為非同步運動 . 2021-6-28 7 有關(guān)的名詞和術(shù)語有關(guān)的名詞和術(shù)語(2) 5. 5. 諧波、次諧波、次同步

13、、超同步諧波、次諧波、次同步、超同步 l在某一頻率下的正弦波稱為諧波，該頻率為基本頻率的整數(shù)倍。在某一頻率下的正弦波稱為諧波，該頻率為基本頻率的整數(shù)倍。 l次諧波是基波頻率的一個整分?jǐn)?shù)諧波的正弦值。次諧波是基波頻率的一個整分?jǐn)?shù)諧波的正弦值。 l次同步振動是低于轉(zhuǎn)速頻率的振動分量。次同步振動是低于轉(zhuǎn)速頻率的振動分量。 l超同步振動是高于轉(zhuǎn)速頻率的振動分量。超同步振動是高于轉(zhuǎn)速頻率的振動分量。 6. 6. 相對軸振、絕對軸振、瓦振相對軸振、絕對軸振、瓦振 l轉(zhuǎn)子的相對軸振是指轉(zhuǎn)軸相對于軸承座的振動，它可用非接觸式傳感器來測量。轉(zhuǎn)子的相對軸振是指轉(zhuǎn)軸相對于軸承座的振動，它可用非接觸式傳感器來測量。

14、l轉(zhuǎn)子的絕對軸振是指轉(zhuǎn)軸相對于地面的振動，它可用接觸式傳感器或用一個非接觸轉(zhuǎn)子的絕對軸振是指轉(zhuǎn)軸相對于地面的振動，它可用接觸式傳感器或用一個非接觸 傳感器和一個慣性傳感器組成的復(fù)合傳感器來測量。傳感器和一個慣性傳感器組成的復(fù)合傳感器來測量。 l瓦振動是指在軸承座相對于地面的振動，它可用慣性傳感器來測量瓦振動是指在軸承座相對于地面的振動，它可用慣性傳感器來測量 . . 7. 7. 自由振動、強(qiáng)迫振動、自激振動、隨機(jī)振動自由振動、強(qiáng)迫振動、自激振動、隨機(jī)振動 l自由振動一般是指彈性系統(tǒng)偏離于平衡狀態(tài)以后，不再受外界激擾的情形下所發(fā)生自由振動一般是指彈性系統(tǒng)偏離于平衡狀態(tài)以后，不再受外界激擾的情形下

15、所發(fā)生 的振動。的振動。 l強(qiáng)迫振動是指在外來激振力作用下而發(fā)生的振動。一般而言，強(qiáng)迫振動的頻率與激強(qiáng)迫振動是指在外來激振力作用下而發(fā)生的振動。一般而言，強(qiáng)迫振動的頻率與激 振力的頻率相同。振力的頻率相同。 l自激振動是指由振動體自身所激勵的振動。維持振動的交變力由運動本身產(chǎn)生或控自激振動是指由振動體自身所激勵的振動。維持振動的交變力由運動本身產(chǎn)生或控 制的。自激振動的起因歸之于轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)中存在某一機(jī)械能的反饋環(huán)節(jié)。這一制的。自激振動的起因歸之于轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)中存在某一機(jī)械能的反饋環(huán)節(jié)。這一 反饋環(huán)節(jié)使轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn)動中獲取能量，并轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋惶囟l率下的橫向振動能量，而反饋環(huán)節(jié)使轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn)動中獲取能量

16、，并轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋惶囟l率下的橫向振動能量，而 這一橫向振動又通過反饋環(huán)節(jié)進(jìn)一步從運動中取得能量，從而加劇了橫向振動，直這一橫向振動又通過反饋環(huán)節(jié)進(jìn)一步從運動中取得能量，從而加劇了橫向振動，直 至獲取的能量等于消耗于阻尼的能量，這振動穩(wěn)定在某一極限環(huán)上。至獲取的能量等于消耗于阻尼的能量，這振動穩(wěn)定在某一極限環(huán)上。 l 隨機(jī)振動是指在任何時刻，其大小不能正確預(yù)知的振動。隨機(jī)振動是指在任何時刻，其大小不能正確預(yù)知的振動。 2021-6-28 8 有關(guān)的名詞和術(shù)語有關(guān)的名詞和術(shù)語(3)(3) 8 8. . 振動高點和重點振動高點和重點 l 振動高點是指傳感器測量振動時，振動波形上產(chǎn)生正峰值的那一點，該點

17、用鍵相振動高點是指傳感器測量振動時，振動波形上產(chǎn)生正峰值的那一點，該點用鍵相 器測其角度位置。高點可能隨轉(zhuǎn)子的動力特性的變化（如轉(zhuǎn)速變化）而移動。器測其角度位置。高點可能隨轉(zhuǎn)子的動力特性的變化（如轉(zhuǎn)速變化）而移動。 l 重點是指在一個轉(zhuǎn)軸特定橫截面上重點是指在一個轉(zhuǎn)軸特定橫截面上, ,不平衡向量的角度位置。重點一般不隨轉(zhuǎn)速變不平衡向量的角度位置。重點一般不隨轉(zhuǎn)速變 化。在一定轉(zhuǎn)速下，重點和高點之間的夾角稱為機(jī)械滯后角?；?。在一定轉(zhuǎn)速下，重點和高點之間的夾角稱為機(jī)械滯后角。 9. 9. 剛度、阻尼和臨界阻尼剛度、阻尼和臨界阻尼 l 剛度是一種機(jī)械或液壓元件在負(fù)載作用下的彈性變化量。一般機(jī)械結(jié)構(gòu)的

18、剛度包剛度是一種機(jī)械或液壓元件在負(fù)載作用下的彈性變化量。一般機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛度包 括靜剛度和動剛度兩個部分，靜剛度決定于結(jié)構(gòu)的材料和幾何尺寸，而動剛度既與括靜剛度和動剛度兩個部分，靜剛度決定于結(jié)構(gòu)的材料和幾何尺寸，而動剛度既與 靜剛度有關(guān)，也與連接剛度和共振狀態(tài)有關(guān)。靜剛度有關(guān)，也與連接剛度和共振狀態(tài)有關(guān)。 l 阻尼是指振動系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換（從機(jī)械能轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，一般是熱阻尼是指振動系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換（從機(jī)械能轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，一般是熱 能），這種能量轉(zhuǎn)換抑制了每次振蕩的振幅值。當(dāng)轉(zhuǎn)軸運動時，阻尼來自軸承中的能），這種能量轉(zhuǎn)換抑制了每次振蕩的振幅值。當(dāng)轉(zhuǎn)軸運動時，阻尼來自軸承中的 油、密

19、封等。油、密封等。 l 臨界阻尼是指能夠保證系統(tǒng)回到平衡位置而不發(fā)生振蕩所要求的最小阻尼。臨界阻尼是指能夠保證系統(tǒng)回到平衡位置而不發(fā)生振蕩所要求的最小阻尼。 10. 10. 共振、臨界轉(zhuǎn)速、固有頻率共振、臨界轉(zhuǎn)速、固有頻率 l 共振是指在強(qiáng)迫振動系統(tǒng)中，當(dāng)激振頻率從任一方向稍微變化，其響應(yīng)就明顯減共振是指在強(qiáng)迫振動系統(tǒng)中，當(dāng)激振頻率從任一方向稍微變化，其響應(yīng)就明顯減 小時所對應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)或現(xiàn)象。小時所對應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)或現(xiàn)象。 l 臨界轉(zhuǎn)速是指使轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速是指使轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)產(chǎn)生共振的特征轉(zhuǎn)速。支承系統(tǒng)產(chǎn)生共振的特征轉(zhuǎn)速。 l 當(dāng)系統(tǒng)作自由振動時，其振動的頻率只與系統(tǒng)本身的質(zhì)量當(dāng)系統(tǒng)作自由振動時，

20、其振動的頻率只與系統(tǒng)本身的質(zhì)量( (或轉(zhuǎn)動慣量或轉(zhuǎn)動慣量) )、剛度和、剛度和 阻尼有關(guān)。這個由系統(tǒng)的固有性質(zhì)所決定的振動頻率，稱為系統(tǒng)的固有頻率。阻尼有關(guān)。這個由系統(tǒng)的固有性質(zhì)所決定的振動頻率，稱為系統(tǒng)的固有頻率。 2021-6-28 9 有關(guān)的名詞和術(shù)語有關(guān)的名詞和術(shù)語(4)(4) l11. 11. 分諧波共振、高次諧波共振和參數(shù)激振分諧波共振、高次諧波共振和參數(shù)激振 l 當(dāng)以頻率當(dāng)以頻率f f激振，因頻率激振，因頻率f/n(nf/n(n等于等于2 2及其以上的正整數(shù)及其以上的正整數(shù)) )接近于系統(tǒng)的固有頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率 而引起的共振稱為分諧波共振。而引起的共振稱為分諧波共振。 l

21、 當(dāng)以頻率當(dāng)以頻率f f激振，因頻率激振，因頻率nf(nnf(n等于等于2 2及其以上的正整數(shù)及其以上的正整數(shù)) )接近于系統(tǒng)的固有頻率而接近于系統(tǒng)的固有頻率而 引起的共振稱為高次諧波共振。引起的共振稱為高次諧波共振。 l 參數(shù)激振是指由質(zhì)量、彈性等因素隨時間周期變化的激振。由極不對稱的截面參數(shù)激振是指由質(zhì)量、彈性等因素隨時間周期變化的激振。由極不對稱的截面 或由此引起的不同的抗彎強(qiáng)度可能產(chǎn)生參數(shù)振動?；蛴纱艘鸬牟煌目箯潖?qiáng)度可能產(chǎn)生參數(shù)振動。 l12. 12. 渦動、正進(jìn)動和反進(jìn)動渦動、正進(jìn)動和反進(jìn)動 l 轉(zhuǎn)軸的渦動轉(zhuǎn)軸的渦動( (或稱為進(jìn)動或稱為進(jìn)動) )常定義為轉(zhuǎn)軸的撓曲線與軸承中心線

22、所構(gòu)成的平面的常定義為轉(zhuǎn)軸的撓曲線與軸承中心線所構(gòu)成的平面的 轉(zhuǎn)動。在圓盤繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的同時，轉(zhuǎn)軸本身又繞鉛垂軸轉(zhuǎn)動。在圓盤繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的同時，轉(zhuǎn)軸本身又繞鉛垂軸z z轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。 l 正進(jìn)動是指與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相同的渦動。正進(jìn)動是指與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相同的渦動。 l 反進(jìn)動是指與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相反的渦動。反進(jìn)動是指與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相反的渦動。 l13. 13. 同相振動和反相振動同相振動和反相振動 l 在一對稱轉(zhuǎn)子中在一對稱轉(zhuǎn)子中, ,若兩端支持軸承在同一方向若兩端支持軸承在同一方向( (垂直或水平垂直或水平) )的振動相位角相同時，的振動相位角相同時， 則稱這兩軸承的振動為同相振動；若兩端支持軸承在同一

23、方向則稱這兩軸承的振動為同相振動；若兩端支持軸承在同一方向( (垂直或水平垂直或水平) )的振動的振動 相位角相差相位角相差180180時，則稱這兩軸承的振動為反相振動。時，則稱這兩軸承的振動為反相振動。 l 根據(jù)振動的同相分量和反相分量可初步判斷轉(zhuǎn)子的振型。根據(jù)振動的同相分量和反相分量可初步判斷轉(zhuǎn)子的振型。 2021-6-28 10 有關(guān)的名詞和術(shù)語有關(guān)的名詞和術(shù)語(5)(5) 14. 14. 轉(zhuǎn)子撓曲轉(zhuǎn)子撓曲 l 轉(zhuǎn)子撓曲是指轉(zhuǎn)子彈性彎曲值，現(xiàn)場習(xí)慣稱為撓度。轉(zhuǎn)子撓曲分為靜撓曲和動撓轉(zhuǎn)子撓曲是指轉(zhuǎn)子彈性彎曲值，現(xiàn)場習(xí)慣稱為撓度。轉(zhuǎn)子撓曲分為靜撓曲和動撓 曲，靜撓曲是靜止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)子在自重或預(yù)

24、載荷作用下產(chǎn)生的彈性彎曲值，沿轉(zhuǎn)子軸曲，靜撓曲是靜止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)子在自重或預(yù)載荷作用下產(chǎn)生的彈性彎曲值，沿轉(zhuǎn)子軸 線上不同的點，靜撓曲值不同；動撓曲是旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)子在不平衡力矩和其它交變線上不同的點，靜撓曲值不同；動撓曲是旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)子在不平衡力矩和其它交變 力作用下產(chǎn)生的彈性彎曲值，轉(zhuǎn)子動撓曲又分同步撓曲和異步撓曲兩種，這兩種撓力作用下產(chǎn)生的彈性彎曲值，轉(zhuǎn)子動撓曲又分同步撓曲和異步撓曲兩種，這兩種撓 曲將直接疊加到轉(zhuǎn)軸振動上。曲將直接疊加到轉(zhuǎn)軸振動上。 15. 15. 機(jī)械偏差、電氣偏差、晃度機(jī)械偏差、電氣偏差、晃度 l 電氣偏差系電渦流傳感器系統(tǒng)輸出信號誤差來源之一。傳感器輸出信號的變化并電氣

25、偏差系電渦流傳感器系統(tǒng)輸出信號誤差來源之一。傳感器輸出信號的變化并 不是來自探頭所測間隙的改變不是來自探頭所測間隙的改變( (動態(tài)運動和位置的變化動態(tài)運動和位置的變化) )，而是來自于轉(zhuǎn)軸表面材料，而是來自于轉(zhuǎn)軸表面材料 電導(dǎo)率的變化或轉(zhuǎn)軸表面上某些局部磁場的存在。電導(dǎo)率的變化或轉(zhuǎn)軸表面上某些局部磁場的存在。 l 機(jī)械偏差也是電渦流傳感器系統(tǒng)輸出信號誤差來源之一。傳感器所測間隙的變化，機(jī)械偏差也是電渦流傳感器系統(tǒng)輸出信號誤差來源之一。傳感器所測間隙的變化， 并不是由轉(zhuǎn)軸中心線位置變化或轉(zhuǎn)軸動態(tài)運動引起的，而是來源于轉(zhuǎn)軸的非圓度、并不是由轉(zhuǎn)軸中心線位置變化或轉(zhuǎn)軸動態(tài)運動引起的，而是來源于轉(zhuǎn)軸的非

26、圓度、 損壞、凹陷、銹斑或由其它結(jié)構(gòu)所引起的。損壞、凹陷、銹斑或由其它結(jié)構(gòu)所引起的。 l 轉(zhuǎn)軸的晃度轉(zhuǎn)軸的晃度, ,或稱為軸的徑向偏差，是電氣偏差和機(jī)械偏差的總和。在軸振標(biāo)準(zhǔn)中或稱為軸的徑向偏差，是電氣偏差和機(jī)械偏差的總和。在軸振標(biāo)準(zhǔn)中 規(guī)定，其數(shù)值不能超過相當(dāng)于許用振動位移的規(guī)定，其數(shù)值不能超過相當(dāng)于許用振動位移的2525或或6m6m這兩者中的較大值。通常這兩者中的較大值。通常 渦流傳感器在低轉(zhuǎn)速（約渦流傳感器在低轉(zhuǎn)速（約200200400r/min400r/min）下測量的軸振值實際代表轉(zhuǎn)軸的晃度值。）下測量的軸振值實際代表轉(zhuǎn)軸的晃度值。 2021-6-28 11 有關(guān)的名詞和術(shù)語有關(guān)的名

27、詞和術(shù)語(6)(6) 16. 16. 偏心偏心 l 在轉(zhuǎn)子平衡領(lǐng)域，偏心是指轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心偏離轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)中心的數(shù)值，此在轉(zhuǎn)子平衡領(lǐng)域，偏心是指轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心偏離轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)中心的數(shù)值，此 偏心是引起轉(zhuǎn)軸振動最主要的激振力；而在機(jī)組運行監(jiān)則中偏心是指軸頸偏心是引起轉(zhuǎn)軸振動最主要的激振力；而在機(jī)組運行監(jiān)則中偏心是指軸頸 中心偏離軸瓦中心的距離，也稱為偏心位置，通過該偏心的監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)中心偏離軸瓦中心的距離，也稱為偏心位置，通過該偏心的監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn) 轉(zhuǎn)子承受的外加載荷和軸瓦工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)子承受的外加載荷和軸瓦工作狀態(tài)。 17. 17. 間隙電壓、油膜壓力間隙電壓、油膜壓力 l 間隙電壓是指電渦流傳感器測量的直流

28、電壓，其值反映了軸頸和探頭間間隙電壓是指電渦流傳感器測量的直流電壓，其值反映了軸頸和探頭間 的間隙。由此可給出轉(zhuǎn)子揚(yáng)度、支承載荷等的有關(guān)信息。的間隙。由此可給出轉(zhuǎn)子揚(yáng)度、支承載荷等的有關(guān)信息。 l 油膜壓力反映了軸承支承油膜的厚度及穩(wěn)定性，該壓力能幫助診斷轉(zhuǎn)子油膜壓力反映了軸承支承油膜的厚度及穩(wěn)定性，該壓力能幫助診斷轉(zhuǎn)子 中心問題和軸瓦穩(wěn)定性等方面的問題。中心問題和軸瓦穩(wěn)定性等方面的問題。 2021-6-28 12 振動測量技術(shù)振動測量技術(shù) 測量用傳感器測量用傳感器 l在旋轉(zhuǎn)機(jī)械測試中，常用的傳感器有四種類型，它們是電渦流非接在旋轉(zhuǎn)機(jī)械測試中，常用的傳感器有四種類型，它們是電渦流非接 觸式傳感

29、器、慣性式速度傳感器、壓電式加速度傳感器和復(fù)合傳感觸式傳感器、慣性式速度傳感器、壓電式加速度傳感器和復(fù)合傳感 器器( (它是由一個非接觸傳感器和一個慣性傳感器組成它是由一個非接觸傳感器和一個慣性傳感器組成) )。 l傳感器的選用應(yīng)從兩方面去考慮，一方面是傳感器的性能；另一方傳感器的選用應(yīng)從兩方面去考慮，一方面是傳感器的性能；另一方 面是測試對象的要求，只有這兩方面的結(jié)合，才能選擇出滿足測試面是測試對象的要求，只有這兩方面的結(jié)合，才能選擇出滿足測試 要求的傳感器。要求的傳感器。 l每一種傳感器都有它們固有的頻響特性，其決定了各自的工作范圍。每一種傳感器都有它們固有的頻響特性，其決定了各自的工作范

30、圍。 如果采用的傳感器在超出其線性頻響區(qū)域工作時，測量得到的讀數(shù)如果采用的傳感器在超出其線性頻響區(qū)域工作時，測量得到的讀數(shù) 會產(chǎn)生較大的偏差。常用的一些傳感器的性能和適用范圍及優(yōu)、缺會產(chǎn)生較大的偏差。常用的一些傳感器的性能和適用范圍及優(yōu)、缺 點等。點等。 2021-6-28 13 振動信號的分析技術(shù)振動信號的分析技術(shù) 1 1 時域分析時域分析 時域分析是在時間坐標(biāo)軸上表示振動信號的方法，它是直觀地描述振動的方法。時域分析是在時間坐標(biāo)軸上表示振動信號的方法，它是直觀地描述振動的方法。 時域波形可以在示波器或一些具有圖形顯示的二次振動儀表上顯示。在振動分析中，時域波形可以在示波器或一些具有圖形顯示

31、的二次振動儀表上顯示。在振動分析中， 經(jīng)常需要對波形及與波形有關(guān)的圖形（如軸心軌跡）進(jìn)行分析。經(jīng)常需要對波形及與波形有關(guān)的圖形（如軸心軌跡）進(jìn)行分析。 1.1 1.1 波形分析波形分析 在對原始振動波形分析中，除可觀察到振動的瞬態(tài)峰值振幅和穩(wěn)態(tài)振幅外，還可在對原始振動波形分析中，除可觀察到振動的瞬態(tài)峰值振幅和穩(wěn)態(tài)振幅外，還可 以確定其振動周期（頻率）。有些振動，如拍振，通過波形可很容易判定。另外，以確定其振動周期（頻率）。有些振動，如拍振，通過波形可很容易判定。另外， 根據(jù)波形的形狀亦可初步判定一些振動故障原因。根據(jù)波形的形狀亦可初步判定一些振動故障原因。 1.2 1.2 軌跡分析軌跡分析 在

32、機(jī)器上同一徑向軸承互成在機(jī)器上同一徑向軸承互成9090安裝的渦流傳感器的輸出振動信號經(jīng)放大器放大安裝的渦流傳感器的輸出振動信號經(jīng)放大器放大 后，在示波器上所顯示的軌跡表示轉(zhuǎn)軸中心線的實際動態(tài)路徑。后，在示波器上所顯示的軌跡表示轉(zhuǎn)軸中心線的實際動態(tài)路徑。 軸心運動軌跡的形狀是有關(guān)機(jī)械運轉(zhuǎn)狀態(tài)的一個很重要的信息。通常機(jī)器所產(chǎn)生軸心運動軌跡的形狀是有關(guān)機(jī)械運轉(zhuǎn)狀態(tài)的一個很重要的信息。通常機(jī)器所產(chǎn)生 的波形軌跡都是略呈橢圓形的，這主要原因是由于油膜支承剛度的波形軌跡都是略呈橢圓形的，這主要原因是由于油膜支承剛度X X、Y Y方向不對稱緣方向不對稱緣 故。根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，一些振動故障反映出的軸心軌跡具有其

33、各自的特點，因此，將故。根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，一些振動故障反映出的軸心軌跡具有其各自的特點，因此，將 實測的軸心軌跡與這些典型的軸心軌跡圖形比較，可以有助于分析振動產(chǎn)生的原因。實測的軸心軌跡與這些典型的軸心軌跡圖形比較，可以有助于分析振動產(chǎn)生的原因。 1.3 1.3 鍵相分析鍵相分析 鍵相器的功能是由一個單獨的渦流傳感器所提供的，該傳感器可觀測轉(zhuǎn)軸上每轉(zhuǎn)鍵相器的功能是由一個單獨的渦流傳感器所提供的，該傳感器可觀測轉(zhuǎn)軸上每轉(zhuǎn) 一次的不連續(xù)點，即轉(zhuǎn)軸上的凹槽（鍵槽）或凸槽。當(dāng)轉(zhuǎn)軸上不連續(xù)點每次經(jīng)過鍵一次的不連續(xù)點，即轉(zhuǎn)軸上的凹槽（鍵槽）或凸槽。當(dāng)轉(zhuǎn)軸上不連續(xù)點每次經(jīng)過鍵 相器時，傳感器就會感受到在間隙距離

34、上的變化，因而輸出的電壓值也會有相應(yīng)的相器時，傳感器就會感受到在間隙距離上的變化，因而輸出的電壓值也會有相應(yīng)的 變化。輸出電壓的變化，發(fā)生在不連續(xù)點出現(xiàn)的很短時間內(nèi)，因而表現(xiàn)為每轉(zhuǎn)一次變化。輸出電壓的變化，發(fā)生在不連續(xù)點出現(xiàn)的很短時間內(nèi)，因而表現(xiàn)為每轉(zhuǎn)一次 所產(chǎn)生的電壓脈沖。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時電壓脈沖為一連串正向電壓升（凸槽）或負(fù)向電壓所產(chǎn)生的電壓脈沖。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時電壓脈沖為一連串正向電壓升（凸槽）或負(fù)向電壓 降（凹槽或鍵槽）。降（凹槽或鍵槽）。 鍵相器的主要作用是測量振動相位角。相位角定義為從鍵相器脈沖到振動信號的鍵相器的主要作用是測量振動相位角。相位角定義為從鍵相器脈沖到振動信號的 下一個正峰值之間

35、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的角度。為了能測到相位角，振動信號的頻率表現(xiàn)和轉(zhuǎn)下一個正峰值之間轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的角度。為了能測到相位角，振動信號的頻率表現(xiàn)和轉(zhuǎn) 軸轉(zhuǎn)動的頻率相同或為其整數(shù)倍。因此要精確地測量相位角，必須對轉(zhuǎn)動信號按轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的頻率相同或為其整數(shù)倍。因此要精確地測量相位角，必須對轉(zhuǎn)動信號按轉(zhuǎn) 速頻率進(jìn)行濾波。速頻率進(jìn)行濾波。 由于轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一圈就會產(chǎn)生一個鍵相器脈沖，故鍵相器亦可用來測量轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速（旋由于轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一圈就會產(chǎn)生一個鍵相器脈沖，故鍵相器亦可用來測量轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速（旋 轉(zhuǎn)頻率）或轉(zhuǎn)動周期。相位測量可以鑒別出一些機(jī)械故障，某些機(jī)械故障與相位有轉(zhuǎn)頻率）或轉(zhuǎn)動周期。相位測量可以鑒別出一些機(jī)械故障，某些機(jī)械故障與相位有

36、 密切的確定關(guān)系。例如，運轉(zhuǎn)速度高于一個或多個平衡共振頻率的機(jī)器，在經(jīng)過共密切的確定關(guān)系。例如，運轉(zhuǎn)速度高于一個或多個平衡共振頻率的機(jī)器，在經(jīng)過共 振頻率區(qū)時，一般都會發(fā)生振頻率區(qū)時，一般都會發(fā)生180180的相位變化。因此相位測量可用于證實轉(zhuǎn)軸共振頻的相位變化。因此相位測量可用于證實轉(zhuǎn)軸共振頻 率或臨界轉(zhuǎn)速的存在率或臨界轉(zhuǎn)速的存在。 2021-6-28 14 振動分析常用技術(shù)振動分析常用技術(shù)2 2 l 頻域分析頻域分析 l 頻域分析是在頻率坐標(biāo)軸上表示振動的方法。大多數(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械一頻域分析是在頻率坐標(biāo)軸上表示振動的方法。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，即不是都只含有單一頻率成分的

37、諧般都產(chǎn)生帶有周期的振動信號，即不是都只含有單一頻率成分的諧 波運動，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)波運動，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) 械中各零部件的機(jī)械物理特性聯(lián)系在一起的。頻域分析十分清晰、械中各零部件的機(jī)械物理特性聯(lián)系在一起的。頻域分析十分清晰、 簡潔，將振動波形在頻域中分解為不同頻率的正弦分量，就更容易簡潔，將振動波形在頻域中分解為不同頻率的正弦分量，就更容易 抓住故障源的本質(zhì)。抓住故障源的本質(zhì)。 l 測量振動信號的頻率成分，一般可以采用兩種方法。第一種是利測量振動信號的頻率成分，一般可以采用兩種方法。第一種是利 用濾波技術(shù)有次序地觀察信號中

38、每一頻率成分以達(dá)到分解信號的目用濾波技術(shù)有次序地觀察信號中每一頻率成分以達(dá)到分解信號的目 的，第二種方法是捉住信號的一個數(shù)據(jù)塊，然后用一臺信號分析儀的，第二種方法是捉住信號的一個數(shù)據(jù)塊，然后用一臺信號分析儀 或計算機(jī)借助于快速傅里葉分析技術(shù)來處理這些數(shù)據(jù)。或計算機(jī)借助于快速傅里葉分析技術(shù)來處理這些數(shù)據(jù)。 2021-6-28 15 振動數(shù)據(jù)的特征分析振動數(shù)據(jù)的特征分析(1 )(1 ) l由于振動是動態(tài)參數(shù)，為表示振動特性，通常采用各種圖形方式來進(jìn)行描述。振動由于振動是動態(tài)參數(shù)，為表示振動特性，通常采用各種圖形方式來進(jìn)行描述。振動 特征分析就是將振動信號時域分析和頻域分析的結(jié)果用一定的圖形或曲線表

39、示出來。特征分析就是將振動信號時域分析和頻域分析的結(jié)果用一定的圖形或曲線表示出來。 下面將對分析振動原因極其有用的有關(guān)圖形作一詳述：下面將對分析振動原因極其有用的有關(guān)圖形作一詳述： 1 1、波形圖、波形圖 l 波形圖是轉(zhuǎn)子響應(yīng)隨時間的變化曲線，其橫坐標(biāo)為時間，通常表示為周期數(shù)，縱坐波形圖是轉(zhuǎn)子響應(yīng)隨時間的變化曲線，其橫坐標(biāo)為時間，通常表示為周期數(shù)，縱坐 標(biāo)為振動實時值，通常它近似為正波，是最原始的信號，所以包含的信息量大，具標(biāo)為振動實時值，通常它近似為正波，是最原始的信號，所以包含的信息量大，具 有直觀、易于理解等特點，但不太容易看出所包含信息與故障的聯(lián)系。從波形圖可有直觀、易于理解等特點，但

40、不太容易看出所包含信息與故障的聯(lián)系。從波形圖可 推導(dǎo)出呈現(xiàn)在振動波形中的基本頻率，借助于鍵相相位信號，時基線信號可被用作推導(dǎo)出呈現(xiàn)在振動波形中的基本頻率，借助于鍵相相位信號，時基線信號可被用作 相位角的直接顯示。相位角的直接顯示。 l 對于某些故障信號，其波形具有明顯特征，這時可以利用波形圖作出初步判斷。比對于某些故障信號，其波形具有明顯特征，這時可以利用波形圖作出初步判斷。比 如，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械其不平衡故障較嚴(yán)重時，信號中有明顯的以旋轉(zhuǎn)頻率為特征的周期如，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械其不平衡故障較嚴(yán)重時，信號中有明顯的以旋轉(zhuǎn)頻率為特征的周期 成分（即一倍頻成分（即一倍頻1X1X成分）；而轉(zhuǎn)軸不對中時，信號在一個周

41、期內(nèi)，比旋轉(zhuǎn)頻率大一成分）；而轉(zhuǎn)軸不對中時，信號在一個周期內(nèi)，比旋轉(zhuǎn)頻率大一 倍的頻率成分（即二倍頻倍的頻率成分（即二倍頻2X2X成分）明顯加大，即一周波動二次；機(jī)組失穩(wěn)時導(dǎo)致軸成分）明顯加大，即一周波動二次；機(jī)組失穩(wěn)時導(dǎo)致軸 振信號中出現(xiàn)明顯的低頻信號振信號中出現(xiàn)明顯的低頻信號. . 2021-6-28 16 振動數(shù)據(jù)的特征分析(2) l頻譜圖頻譜圖 l 工程上所測得的信號一般為時域信號，然而由于故障的發(fā)生、發(fā)展往往引起信號頻工程上所測得的信號一般為時域信號，然而由于故障的發(fā)生、發(fā)展往往引起信號頻 率結(jié)構(gòu)的變化，為了通過所測信號了解、觀測對象的動態(tài)行為，往往需要頻域信號。率結(jié)構(gòu)的變化，為了通

42、過所測信號了解、觀測對象的動態(tài)行為，往往需要頻域信號。 將時域信號變換至頻域加以分析的方法稱為頻譜分析，如圖將時域信號變換至頻域加以分析的方法稱為頻譜分析，如圖3.8所示。頻譜分析的目所示。頻譜分析的目 的是把復(fù)雜的時間歷程波形，經(jīng)傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量，以獲得信的是把復(fù)雜的時間歷程波形，經(jīng)傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量，以獲得信 號的頻率結(jié)構(gòu)以及各諧波幅值和相位信息頻譜分析是機(jī)械故障診斷中用得最廣泛的號的頻率結(jié)構(gòu)以及各諧波幅值和相位信息頻譜分析是機(jī)械故障診斷中用得最廣泛的 信號處理方法之一。頻譜圖包括幅值譜和相位譜，若以頻率信號處理方法之一。頻譜圖包括幅值譜和相位譜，若以頻率

43、f為橫坐標(biāo)，以幅值為縱為橫坐標(biāo)，以幅值為縱 坐標(biāo)所得即為幅值譜的頻譜圖，以相位為縱坐標(biāo)所得即為相位譜的頻譜圖（通常按坐標(biāo)所得即為幅值譜的頻譜圖，以相位為縱坐標(biāo)所得即為相位譜的頻譜圖（通常按 快速傅里葉分析得到的相位譜是沒有實際意義的）。頻譜圖形有離散譜（譜線圖）快速傅里葉分析得到的相位譜是沒有實際意義的）。頻譜圖形有離散譜（譜線圖） 與連續(xù)譜之分，前者與周期性及準(zhǔn)周期信號相對應(yīng)，后者與非周期信號及隨機(jī)信號與連續(xù)譜之分，前者與周期性及準(zhǔn)周期信號相對應(yīng)，后者與非周期信號及隨機(jī)信號 相對應(yīng)。相對應(yīng)。 2021-6-28 17 振動數(shù)據(jù)的特征分析振動數(shù)據(jù)的特征分析(3)(3) l波特圖波特圖(Bode

44、 Plot)(Bode Plot) l波德圖定義為與轉(zhuǎn)速同步的振動及其相位和運行轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線。波德圖定義為與轉(zhuǎn)速同步的振動及其相位和運行轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線。 2021-6-28 18 振動標(biāo)準(zhǔn)振動標(biāo)準(zhǔn) l振動水平是衡量機(jī)組安全的重要指標(biāo)。從機(jī)組安全運行的角度講，振動越振動水平是衡量機(jī)組安全的重要指標(biāo)。從機(jī)組安全運行的角度講，振動越 小越好，但是要考慮降低振動的成本。振動水平只要滿足安全運行的需要小越好，但是要考慮降低振動的成本。振動水平只要滿足安全運行的需要 即可。即可。 l標(biāo)準(zhǔn)劃分：國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)劃分：國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 l國際標(biāo)準(zhǔn)有：國際標(biāo)

45、準(zhǔn)有：ISOISO標(biāo)準(zhǔn)，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定；標(biāo)準(zhǔn)，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定；IECIEC標(biāo)準(zhǔn)，由國際電工委標(biāo)準(zhǔn)，由國際電工委 員會制定。員會制定。 l介紹介紹ISO10816-3:1998ISO10816-3:1998標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)和GB 11347-1989GB 11347-1989國家標(biāo)準(zhǔn)及大唐標(biāo)準(zhǔn)。國家標(biāo)準(zhǔn)及大唐標(biāo)準(zhǔn)。 2021-6-28 19 振動評判標(biāo)準(zhǔn)振動評判標(biāo)準(zhǔn)(1)(1) l剛性支承上的第一組大型機(jī)器，即額定功率大于剛性支承上的第一組大型機(jī)器，即額定功率大于300300千瓦，小于千瓦，小于5 5萬千瓦，轉(zhuǎn)軸高度萬千瓦，轉(zhuǎn)軸高度 H H 315315毫米的電動機(jī)，它們的振動評定標(biāo)準(zhǔn)為：

46、毫米的電動機(jī)，它們的振動評定標(biāo)準(zhǔn)為： l評定區(qū)域評定區(qū)域A/BA/B：振動位移有效值：振動位移有效值2929微米；振動速度有效值微米；振動速度有效值2.32.3毫米毫米/ /秒為分界線，即，秒為分界線，即， 軸承座振動小于軸承座振動小于2929微米有效值或小于微米有效值或小于2.32.3毫米毫米/ /秒有效值，機(jī)器的振動評定為秒有效值，機(jī)器的振動評定為A A區(qū)域，區(qū)域， 即屬于新交付使用的機(jī)器的振動通常可落在此區(qū)域內(nèi)。即屬于新交付使用的機(jī)器的振動通?？陕湓诖藚^(qū)域內(nèi)。 l評定區(qū)域評定區(qū)域B/CB/C：振動位移有效值：振動位移有效值5757微米；振動速度有效值微米；振動速度有效值4.54.5毫米毫

47、米/ /秒為分界線，即，秒為分界線，即， 軸承座振動大于軸承座振動大于2929微米有效值或微米有效值或2.32.3毫米毫米/ /秒有效值，小于秒有效值，小于5757微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ / 秒有效值，機(jī)器的振動可評定為秒有效值，機(jī)器的振動可評定為B B區(qū)域，即該機(jī)器的處在此區(qū)域時，可以考慮無限長區(qū)域，即該機(jī)器的處在此區(qū)域時，可以考慮無限長 時間運行。時間運行。 l評定區(qū)域評定區(qū)域C/DC/D：振動位移有效值：振動位移有效值9090微米；振動速度有效值微米；振動速度有效值7.17.1毫米毫米/ /秒為分界線，即軸秒為分界線，即軸 承座振動大于承座振動大于5757微米有效

48、值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒有效值，小于秒有效值，小于9090微米有效值或微米有效值或7.17.1毫米毫米/ /秒秒 有效值，機(jī)器振動可評定為有效值，機(jī)器振動可評定為C C區(qū)域，即機(jī)器振動處于此區(qū)域時，一般考慮不適宜作長區(qū)域，即機(jī)器振動處于此區(qū)域時，一般考慮不適宜作長 期連續(xù)運行。通常該機(jī)器只能在此狀態(tài)下運行有限時間，應(yīng)當(dāng)安排在一合適的機(jī)會期連續(xù)運行。通常該機(jī)器只能在此狀態(tài)下運行有限時間，應(yīng)當(dāng)安排在一合適的機(jī)會 進(jìn)行維修。進(jìn)行維修。 l如果軸承座振動大于如果軸承座振動大于9090微米有效值或微米有效值或7.17.1毫米毫米/ /秒有效值，該機(jī)器的振動可評定為秒有效值，該機(jī)器的振

49、動可評定為D D區(qū)區(qū) 域，即機(jī)器的振動處在此區(qū)域內(nèi)時，通常應(yīng)該考慮其振動烈度足以導(dǎo)致機(jī)器損壞。域，即機(jī)器的振動處在此區(qū)域內(nèi)時，通常應(yīng)該考慮其振動烈度足以導(dǎo)致機(jī)器損壞。 2021-6-28 20 振動評判標(biāo)準(zhǔn)振動評判標(biāo)準(zhǔn)(2)(2) l剛性支承上的第二組大型機(jī)器，即額定功率大于剛性支承上的第二組大型機(jī)器，即額定功率大于1515千瓦，小于千瓦，小于300300千瓦，轉(zhuǎn)軸高度千瓦，轉(zhuǎn)軸高度 160H160H315315毫米的電動機(jī)，它們的振動評定標(biāo)準(zhǔn)為：毫米的電動機(jī)，它們的振動評定標(biāo)準(zhǔn)為： l評定區(qū)域評定區(qū)域A/BA/B：振動位移有效值：振動位移有效值2222微米；振動速度有效值微米；振動速度有效值

50、1.41.4毫米毫米/ /秒為分界線，即，秒為分界線，即， 軸承座振動小于軸承座振動小于2222微米有效值或小于微米有效值或小于1.41.4毫米毫米/ /秒有效值，機(jī)器的振動評定為秒有效值，機(jī)器的振動評定為A A區(qū)域，區(qū)域， 即屬于新交付使用的機(jī)器的振動通常可落在此區(qū)域內(nèi)。即屬于新交付使用的機(jī)器的振動通常可落在此區(qū)域內(nèi)。 l評定區(qū)域評定區(qū)域B/CB/C：振動位移有效值：振動位移有效值4545微米；振動速度有效值微米；振動速度有效值2.82.8毫米毫米/ /秒為分界線，即，秒為分界線，即， 軸承座振動大于軸承座振動大于2222微米有效值或微米有效值或2.82.8毫米毫米/ /秒有效值，小于秒有效

51、值，小于4545微米有效值或微米有效值或2.82.8毫米毫米/ / 秒有效值，機(jī)器的振動可評定為秒有效值，機(jī)器的振動可評定為B B區(qū)域，即該機(jī)器的處在此區(qū)域時，可以考慮無限長區(qū)域，即該機(jī)器的處在此區(qū)域時，可以考慮無限長 時間運行。時間運行。 l評定區(qū)域評定區(qū)域C/DC/D：振動位移有效值：振動位移有效值7171微米；振動速度有效值微米；振動速度有效值4.54.5毫米毫米/ /秒為分界線，即軸秒為分界線，即軸 承座振動大于承座振動大于4545微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒有效值，小于秒有效值，小于7171微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒秒 有效值，機(jī)器振

52、動可評定為有效值，機(jī)器振動可評定為C C區(qū)域，即機(jī)器振動處于此區(qū)域時，一般考慮不適宜作長區(qū)域，即機(jī)器振動處于此區(qū)域時，一般考慮不適宜作長 期連續(xù)運行。通常該機(jī)器只能在此狀態(tài)下運行有限時間，應(yīng)當(dāng)安排在一合適的機(jī)會期連續(xù)運行。通常該機(jī)器只能在此狀態(tài)下運行有限時間，應(yīng)當(dāng)安排在一合適的機(jī)會 進(jìn)行維修。進(jìn)行維修。 l如果軸承座振動大于如果軸承座振動大于7171微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒有效值，該機(jī)器的振動可評定為秒有效值，該機(jī)器的振動可評定為D D區(qū)區(qū) 域，即機(jī)器的振動處在此區(qū)域內(nèi)時，通常應(yīng)該考慮其振動烈度足以導(dǎo)致機(jī)器損壞域，即機(jī)器的振動處在此區(qū)域內(nèi)時，通常應(yīng)該考慮其振動烈度足

53、以導(dǎo)致機(jī)器損壞 2021-6-28 21 振動故障診斷的基礎(chǔ)振動故障診斷的基礎(chǔ) l為了能夠掌握機(jī)組振動故障診斷技術(shù)，勝任現(xiàn)場振動診斷和處理工作，振為了能夠掌握機(jī)組振動故障診斷技術(shù)，勝任現(xiàn)場振動診斷和處理工作，振 動分析人員除應(yīng)了解一般的振動和轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論外，還應(yīng)將以下幾條基動分析人員除應(yīng)了解一般的振動和轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論外，還應(yīng)將以下幾條基 本原則作為轉(zhuǎn)機(jī)振動故障診斷的基礎(chǔ)。本原則作為轉(zhuǎn)機(jī)振動故障診斷的基礎(chǔ)。 l 熟練掌握振動監(jiān)測儀表熟練掌握振動監(jiān)測儀表 l了解機(jī)器基本機(jī)械特性了解機(jī)器基本機(jī)械特性 l了解使轉(zhuǎn)機(jī)情況發(fā)生變化的歷史事件了解使轉(zhuǎn)機(jī)情況發(fā)生變化的歷史事件 l監(jiān)測能表示出機(jī)器特征改變的關(guān)

54、鍵參數(shù)監(jiān)測能表示出機(jī)器特征改變的關(guān)鍵參數(shù) l處理數(shù)據(jù)使其成為容易理解的格式處理數(shù)據(jù)使其成為容易理解的格式 2021-6-28 22 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷技術(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷技術(shù) l旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動問題往往是許多因素綜合造成的，但各種類型的振動仍有旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動問題往往是許多因素綜合造成的，但各種類型的振動仍有 其固有屬性。其固有屬性。 l除振動發(fā)生過程和振動特征上的表現(xiàn)有所不同外除振動發(fā)生過程和振動特征上的表現(xiàn)有所不同外, ,通常振動頻譜可以較完整通常振動頻譜可以較完整 地反映出振動的性質(zhì)，分析者可根據(jù)測量的振動頻譜分布來尋找振動的起地反映出振動的性質(zhì)，分析者可根據(jù)測量的振動頻譜分布來尋找振動的

55、起 因。因。 l然而，有時僅由頻譜分析進(jìn)行故障診斷仍不能收到很好的效果，因為一些然而，有時僅由頻譜分析進(jìn)行故障診斷仍不能收到很好的效果，因為一些 故障類型產(chǎn)生的振動可能有相同或相似的頻譜，這時就需要通過振動的相故障類型產(chǎn)生的振動可能有相同或相似的頻譜，這時就需要通過振動的相 位關(guān)系和其它一些相關(guān)因素來作進(jìn)一步的分析。因此，振動頻譜和相位關(guān)位關(guān)系和其它一些相關(guān)因素來作進(jìn)一步的分析。因此，振動頻譜和相位關(guān) 系是振動故障診斷工作中使用的基本工具。系是振動故障診斷工作中使用的基本工具。 l下面將列出一些典型故障的振動頻譜特征和相位關(guān)系及振動特征。下面將列出一些典型故障的振動頻譜特征和相位關(guān)系及振動特征

56、。 2021-6-28 23 質(zhì)量不平衡質(zhì)量不平衡 l質(zhì)量不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常發(fā)生的故障。質(zhì)量不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常發(fā)生的故障。 l振動特征如下：振動特征如下： 1.1.振動以振動以1X1X為主。為主。 2.2.轉(zhuǎn)速一定時振幅和相位是穩(wěn)定的；轉(zhuǎn)速一定時振幅和相位是穩(wěn)定的； 3.3.多次啟動振動有再現(xiàn)性；多次啟動振動有再現(xiàn)性； 4.4.排除剛度、共振原因。排除剛度、共振原因。 2021-6-28 24 不對中不對中 l 不對中是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最為常見的故障之一。轉(zhuǎn)子不對中通常指相鄰兩轉(zhuǎn)子的軸心線與不對中是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最為常見的故障之一。轉(zhuǎn)子不對中通常指相鄰兩轉(zhuǎn)子的軸心線與 軸承中心線的傾斜或偏移程度。轉(zhuǎn)子不

57、對中可以分為聯(lián)軸器不對中和軸承不對中，軸承中心線的傾斜或偏移程度。轉(zhuǎn)子不對中可以分為聯(lián)軸器不對中和軸承不對中， 其結(jié)果是在聯(lián)軸器處產(chǎn)生附加彎矩。軸系產(chǎn)生不對中的原因通常是加工制造誤差和其結(jié)果是在聯(lián)軸器處產(chǎn)生附加彎矩。軸系產(chǎn)生不對中的原因通常是加工制造誤差和 安裝誤差及基礎(chǔ)受熱不均、基礎(chǔ)下沉不均、機(jī)組各部件的熱膨脹變形和扭曲變形等安裝誤差及基礎(chǔ)受熱不均、基礎(chǔ)下沉不均、機(jī)組各部件的熱膨脹變形和扭曲變形等 其它因素。其它因素。 1. 1. 聯(lián)軸器不對中聯(lián)軸器不對中 l 聯(lián)軸器不對中有聯(lián)軸器偏角不對中聯(lián)軸器不對中有聯(lián)軸器偏角不對中( (端面瓢偏端面瓢偏) )、平行不對中、平行不對中( (不同心不同心)

58、 )和平行偏角不和平行偏角不 對中三種情況。聯(lián)軸器端面瓢偏表現(xiàn)為產(chǎn)生較大的軸向振動，且沿聯(lián)軸器兩端測量對中三種情況。聯(lián)軸器端面瓢偏表現(xiàn)為產(chǎn)生較大的軸向振動，且沿聯(lián)軸器兩端測量 的振動相位反相，一般情況軸向振動以的振動相位反相，一般情況軸向振動以1X1X和和2X2X分量為主，但有時也會有一些分量為主，但有時也會有一些3X3X振動振動 分量。聯(lián)軸器不同心產(chǎn)生的振動現(xiàn)象和端面瓢偏時的相類似，但其表現(xiàn)為較大的徑分量。聯(lián)軸器不同心產(chǎn)生的振動現(xiàn)象和端面瓢偏時的相類似，但其表現(xiàn)為較大的徑 向振動，且沿聯(lián)軸器兩端測量振動相位反相，此時向振動，且沿聯(lián)軸器兩端測量振動相位反相，此時2X2X振動分量常大于振動分量常

59、大于1X1X分量，其大分量，其大 小決定于聯(lián)軸器類型和結(jié)構(gòu)。當(dāng)聯(lián)軸器端面瓢偏或不同心較嚴(yán)重時，可能產(chǎn)生一些小決定于聯(lián)軸器類型和結(jié)構(gòu)。當(dāng)聯(lián)軸器端面瓢偏或不同心較嚴(yán)重時，可能產(chǎn)生一些 更高的振動諧波分量（更高的振動諧波分量（4X4X8X8X），而且這時聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)會對振動頻譜的特征產(chǎn)生重），而且這時聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)會對振動頻譜的特征產(chǎn)生重 要影響。要影響。 l 實際旋轉(zhuǎn)機(jī)械各轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器處的不對中既有平行不對中又有偏角不對中實際旋轉(zhuǎn)機(jī)械各轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器處的不對中既有平行不對中又有偏角不對中, ,因此其引因此其引 發(fā)的振動特點和頻譜特征是上面兩種情況的綜合結(jié)果。發(fā)的振動特點和頻譜特征是上面兩種情況的綜合結(jié)果。 2

60、021-6-28 25 軸承不對中軸承不對中 軸承不對中包括偏角不對中和標(biāo)高變化兩種情況。目前多使用的軸承不對中包括偏角不對中和標(biāo)高變化兩種情況。目前多使用的 自位軸承，因此軸承偏角不對中容易消除。但軸承位置標(biāo)高的變化自位軸承，因此軸承偏角不對中容易消除。但軸承位置標(biāo)高的變化 使軸承載荷重新分配，從而影響整個軸系的穩(wěn)定性。使軸承載荷重新分配，從而影響整個軸系的穩(wěn)定性。 l不對中引起的振動與負(fù)荷的關(guān)系不對中引起的振動與負(fù)荷的關(guān)系 l不對中故障振動對負(fù)荷變化較為敏感。對于聯(lián)軸器不對中而言不對中故障振動對負(fù)荷變化較為敏感。對于聯(lián)軸器不對中而言, ,當(dāng)當(dāng) 負(fù)荷變化時負(fù)荷變化時, ,由聯(lián)軸器傳遞的扭矩立