設(shè)備故障診斷技術(shù)實用教案

1、設(shè)備故障診斷技術(shù)的含義設(shè)備故障診斷技術(shù)的含義在設(shè)備運行中或基本不拆卸全部設(shè)備的情況下，掌握在設(shè)備運行中或基本不拆卸全部設(shè)備的情況下，掌握(zhngw)設(shè)備的運行狀態(tài)，判定產(chǎn)生故障的部位和設(shè)備的運行狀態(tài)，判定產(chǎn)生故障的部位和原因，并預測預報未來狀態(tài)的技術(shù)。是防止事故的有效措施，也是設(shè)備維修的重要依據(jù)。原因，并預測預報未來狀態(tài)的技術(shù)。是防止事故的有效措施，也是設(shè)備維修的重要依據(jù)。第1頁/共208頁第一頁，共208頁。第2頁/共208頁第二頁，共208頁。 振動是物體運動的一種形式，通常是指物體經(jīng)過其平衡位置而往復變化的過程。 振動有時對人類是有害的，但有時人們可以(ky)利用振動來為我們服務。 只

2、要是運轉(zhuǎn)的機器，都或多或少地發(fā)生振動，因此，振動診斷在各種診斷方法中所占的比例最大，一般可達60%-70%。第3頁/共208頁第三頁，共208頁。機械振動低頻(dpn)振動：f 1000 Hz第4頁/共208頁第四頁，共208頁。第5頁/共208頁第五頁，共208頁。 構(gòu)成一個確定性振動有3個基本要素，即振幅d、頻率f 和相位。 當然，振幅不僅用位移，還可以用速度和加速度。要特別說明一個與振動有關(guān)的量就是速度有效值 ，也常被稱為速度均方根值。這是一個經(jīng)常用到的振動測量參數(shù)(cnsh)。目前許多振動標準都是采用 作為判別參數(shù)(cnsh)，因為它最能夠反映振動的烈度。 第6頁/共208頁第六頁，共

3、208頁。第7頁/共208頁第七頁，共208頁。 幅值反映振動的強度，振幅的平方常與物質(zhì)振動的能量成正比，振動診斷標準都是用振幅來表示(biosh)的。 同樣的振幅其頻率越高，對機組損壞程度越大，因此不同轉(zhuǎn)速的機組定義的振動標準值不同。 當頻率和頻率一定時，相位的大幅偏移就是故障（異常）的征兆。第8頁/共208頁第八頁，共208頁。所謂(suwi)振動信號處理，就是對振動波形進行加工處理，抽取與設(shè)備運行狀態(tài)有關(guān)的特征，以便對設(shè)備狀態(tài)實施有效的判別。第9頁/共208頁第九頁，共208頁。第10頁/共208頁第十頁，共208頁。 時域分析又包含有：波形圖，自相關(guān)，互相關(guān)，軸心軌跡(guj)、軸心位

4、置等。齒輪故障波形圖具有(jyu)明顯的沖擊特征第11頁/共208頁第十一頁，共208頁。頻域分析(fnx)又包含有：幅值譜, 功率譜, 倒頻譜等。幅值譜分析是故障診斷的基本(jbn)工具第12頁/共208頁第十二頁，共208頁。倒譜上的譜線是幅值譜中的周期性譜線族第13頁/共208頁第十三頁，共208頁。相域分析(fnx)包含有：相位譜等第14頁/共208頁第十四頁，共208頁。另外，還有三維功率譜，細化譜等等 三維功率譜又叫三維譜陣、轉(zhuǎn)速譜圖、功率譜場、瀑布(pb)圖等。是機器在起動或停車過程中，不同轉(zhuǎn)速下功率譜圖的迭加。縱坐標為機器的轉(zhuǎn)速，自零升到額定轉(zhuǎn)速（起動）、或從額定轉(zhuǎn)速降到零（停

5、車）；橫坐標為頻率；豎坐標為振幅。三維功率譜是描述機器瞬態(tài)過程的有利工具。對機器振動做三維功率譜分析，可以了解機器通過臨界轉(zhuǎn)速的振動情況，用來確定監(jiān)測對象的固有頻率判定是否存在不平衡等故障。 第15頁/共208頁第十五頁，共208頁。三維譜陣圖是分析機組轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)(xtng)動力學特性和非穩(wěn)定區(qū)域監(jiān)測的主要工具。第16頁/共208頁第十六頁，共208頁。所謂細化譜，就是把一般頻譜圖上的某部分頻段沿頻率所謂細化譜，就是把一般頻譜圖上的某部分頻段沿頻率軸進行放大后所得到的頻譜。采用細化譜分析的目的是軸進行放大后所得到的頻譜。采用細化譜分析的目的是為了為了(wi le)提高圖象的分辨率。從功能上看

6、，細化譜的提高圖象的分辨率。從功能上看，細化譜的作用類似于機械制圖中的作用類似于機械制圖中的“局部放大圖局部放大圖”。一般(ybn)(ybn)的頻譜圖其某頻段(pn dun)(pn dun)的細化譜第17頁/共208頁第十七頁，共208頁?，F(xiàn)場測試現(xiàn)場測試(csh)診斷的診斷的實施步驟實施步驟 診斷步驟概括為準備工作、診斷實施和決策診斷步驟概括為準備工作、診斷實施和決策驗證等驗證等3個環(huán)節(jié)，具體分為個環(huán)節(jié)，具體分為6個步驟來介紹。個步驟來介紹。 一一. 了解被診斷的對象了解被診斷的對象了解被診斷的對象是開展現(xiàn)場診斷的第一步。概了解被診斷的對象是開展現(xiàn)場診斷的第一步。概括起來，對一臺被列為診斷對

7、象的設(shè)備要著重括起來，對一臺被列為診斷對象的設(shè)備要著重(zhuzhng)掌握掌握4個方面的內(nèi)容：個方面的內(nèi)容：設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成 1）搞清楚設(shè)備的基本組成部分及其聯(lián)接關(guān)系。）搞清楚設(shè)備的基本組成部分及其聯(lián)接關(guān)系。一臺完整的設(shè)備一般由三大部分組成，即：原動一臺完整的設(shè)備一般由三大部分組成，即：原動機（也叫做輔機，大多數(shù)采用電動機，也有用內(nèi)機（也叫做輔機，大多數(shù)采用電動機，也有用內(nèi)燃機、汽輪機、水輪機）、工作機（也叫做主機）燃機、汽輪機、水輪機）、工作機（也叫做主機）和傳動系統(tǒng)。要分別查明它們的型號、規(guī)格、性和傳動系統(tǒng)。要分別查明它們的型號、規(guī)格、性能參數(shù)及聯(lián)接的形式，畫出結(jié)構(gòu)簡圖。能參

8、數(shù)及聯(lián)接的形式，畫出結(jié)構(gòu)簡圖。第18頁/共208頁第十八頁，共208頁。原動機（電動機）傳動系統(tǒng)工作(gngzu)機（引風機）、電動機滾動軸承、引風機滾動軸承第19頁/共208頁第十九頁，共208頁。 2） 必須查明各主要零部件（特別是運動零件）的型號、規(guī)格、結(jié)構(gòu)參數(shù)及數(shù)量等，并在結(jié)構(gòu)圖上表明或另予說明。這些(zhxi)零件包括：軸承型式、滾動軸承型號、齒輪的齒數(shù)，葉輪的葉片數(shù)、帶輪直徑、聯(lián)軸器型式等。第20頁/共208頁第二十頁，共208頁。第21頁/共208頁第二十一頁，共208頁。第22頁/共208頁第二十二頁，共208頁。第23頁/共208頁第二十三頁，共208頁。 二二. . 確定診

9、斷方案確定診斷方案 在此基礎(chǔ)上，接下來就要確定具體的診斷方案。在此基礎(chǔ)上，接下來就要確定具體的診斷方案。診斷方案應包括以下幾方面的內(nèi)容。診斷方案應包括以下幾方面的內(nèi)容。 1. 1. 選擇選擇(xunz)(xunz)測點測點 測點就是機器上被測量的部位，它是獲取診斷測點就是機器上被測量的部位，它是獲取診斷信息的窗口。診斷方案正確與否關(guān)系到能否所需要的信息的窗口。診斷方案正確與否關(guān)系到能否所需要的真實完整的設(shè)備狀態(tài)信息，只有在對診斷對象充分了真實完整的設(shè)備狀態(tài)信息，只有在對診斷對象充分了解的基礎(chǔ)上才能根據(jù)診斷目的恰當?shù)剡x擇解的基礎(chǔ)上才能根據(jù)診斷目的恰當?shù)剡x擇(xunz)(xunz)測測點，具體要求

10、如下：點，具體要求如下： 第24頁/共208頁第二十四頁，共208頁。第25頁/共208頁第二十五頁，共208頁。第26頁/共208頁第二十六頁，共208頁。 有些設(shè)備的振動(zhndng)特征有明顯的方向性，不同方向的振動(zhndng)信號也往往包含著不同的故障信息。即水平方向（H）、垂直方向（V）和軸線方向（A）。 水平(shupng)垂直(chuzh)軸向一般來說水平振動幅值大于垂直方向幅值，當軸承蓋松動時就會出現(xiàn)垂直方向幅值大的現(xiàn)象，并伴隨著高次頻率成份。第27頁/共208頁第二十七頁，共208頁。第28頁/共208頁第二十八頁，共208頁。第29頁/共208頁第二十九頁，共208頁

11、。第30頁/共208頁第三十頁，共208頁。4. 4. 選擇診斷儀器選擇診斷儀器 測振儀器的選擇除了重視質(zhì)量和可靠性外，最主要測振儀器的選擇除了重視質(zhì)量和可靠性外，最主要的還要考慮兩條：的還要考慮兩條： 1 1）儀器的頻率范圍要足夠的寬，要求能記錄下信）儀器的頻率范圍要足夠的寬，要求能記錄下信號內(nèi)所有重要的頻率成分，一般來說要在號內(nèi)所有重要的頻率成分，一般來說要在10-10000Hz10-10000Hz或更寬一些。對于預示故障來說，高頻成分是一個重要或更寬一些。對于預示故障來說，高頻成分是一個重要信息，機械早期故障首先在高頻中出現(xiàn)，待到低頻段出信息，機械早期故障首先在高頻中出現(xiàn)，待到低頻段出現(xiàn)

12、異常時，故障已經(jīng)發(fā)生現(xiàn)異常時，故障已經(jīng)發(fā)生(fshng)(fshng)了。所以儀器的頻率了。所以儀器的頻率范圍要能覆蓋高頻低頻各個頻段。范圍要能覆蓋高頻低頻各個頻段。 2 2）要考慮儀器的動態(tài)范圍。要求測量儀器在一定）要考慮儀器的動態(tài)范圍。要求測量儀器在一定的頻率范圍內(nèi)能對所有可能出現(xiàn)的振動數(shù)值，從最高到的頻率范圍內(nèi)能對所有可能出現(xiàn)的振動數(shù)值，從最高到最低均能保證一定的顯示精度。這種能夠保證一定精度最低均能保證一定的顯示精度。這種能夠保證一定精度的數(shù)值范圍稱為儀器的動態(tài)范圍。對多數(shù)機械來說，其的數(shù)值范圍稱為儀器的動態(tài)范圍。對多數(shù)機械來說，其振動水平通常是隨頻率變化的。振動水平通常是隨頻率變化的

13、。 第31頁/共208頁第三十一頁，共208頁。第32頁/共208頁第三十二頁，共208頁。6. 6. 做好其它相關(guān)事項的準備做好其它相關(guān)事項的準備測量前的準備工作一定要仔細。為了防止測量失誤，測量前的準備工作一定要仔細。為了防止測量失誤，最好在正式測量前做一次模擬測試，以檢驗儀器是否最好在正式測量前做一次模擬測試，以檢驗儀器是否正常，準備工作是否充分。比如檢查正常，準備工作是否充分。比如檢查(jinch)(jinch)儀器儀器的電量是否充足，這看似小事，但也決不能疏忽，在的電量是否充足，這看似小事，但也決不能疏忽，在現(xiàn)場常常發(fā)生因儀器無電而使診斷工作不得不終止的現(xiàn)場常常發(fā)生因儀器無電而使診斷

14、工作不得不終止的情況。各種記錄表格也要準備好，真正做到情況。各種記錄表格也要準備好，真正做到“萬事俱萬事俱備備”。 第33頁/共208頁第三十三頁，共208頁。第34頁/共208頁第三十四頁，共208頁。第35頁/共208頁第三十五頁，共208頁。 四四. . 實施狀態(tài)判斷實施狀態(tài)判斷 根據(jù)測量數(shù)據(jù)和信號分析所得到的特征信息，對根據(jù)測量數(shù)據(jù)和信號分析所得到的特征信息，對設(shè)備的運行狀態(tài)做出判斷。首先，判斷機器是否處于設(shè)備的運行狀態(tài)做出判斷。首先，判斷機器是否處于正常狀態(tài)，然后對存在異常的設(shè)備做進一步的分析，正常狀態(tài)，然后對存在異常的設(shè)備做進一步的分析，指出指出(zh ch)(zh ch)故障的原

15、因，部位和程度。故障的原因，部位和程度。 第36頁/共208頁第三十六頁，共208頁。第37頁/共208頁第三十七頁，共208頁。第38頁/共208頁第三十八頁，共208頁。常見故障特征分析常見故障特征分析 設(shè)備診斷實質(zhì)上就是一種比較分類，在判斷故障時，我們是將故障待檢模式與故障樣板模式相比較，把一個具體的故障（待檢模式）歸入到某種故障類型（樣板模式）中去，如下圖所示。任何(rnh)一種機械故障，都具有自己的特征，故障特征是構(gòu)成故障樣板模式的基本要素。所以，對每種故障的表現(xiàn)形式要全面的了解和掌握，對一個故障與其它故障在表現(xiàn)形式上的相同點和區(qū)別要有清晰的認識，因為掌握各種常見故障的基本特征是判斷

16、設(shè)備故障的基礎(chǔ)（先決條件）。第39頁/共208頁第三十九頁，共208頁。輸以其它(qt)方法故 障樣板(yngbn)模式對 象待檢模式(msh)比較判別故障標準設(shè)備（或零部件）類型部位程度故障診斷的基本方法第40頁/共208頁第四十頁，共208頁。一一. . 旋轉(zhuǎn)機械旋轉(zhuǎn)機械(jxi)(jxi)故障診斷的特點故障診斷的特點 旋轉(zhuǎn)機械旋轉(zhuǎn)機械(jxi) (jxi) 指那些功能是由旋轉(zhuǎn)指那些功能是由旋轉(zhuǎn)運動完成的機械運動完成的機械(jxi)(jxi)。尤其指那些旋轉(zhuǎn)速度較高。尤其指那些旋轉(zhuǎn)速度較高的機械的機械(jxi)(jxi)，如電動機、離心式壓縮機、汽輪發(fā)，如電動機、離心式壓縮機、汽輪發(fā)電機、

17、以及離心式鼓風機、離心式水泵、真空泵等，電機、以及離心式鼓風機、離心式水泵、真空泵等，都屬于旋轉(zhuǎn)機械都屬于旋轉(zhuǎn)機械(jxi)(jxi)的范圍。在對它們進行診斷的范圍。在對它們進行診斷時，必須注意它的以下幾個特點。時，必須注意它的以下幾個特點。 第41頁/共208頁第四十一頁，共208頁。第42頁/共208頁第四十二頁，共208頁。第43頁/共208頁第四十三頁，共208頁。故障特征頻率與轉(zhuǎn)頻的三種關(guān)系故障特征頻率與轉(zhuǎn)頻的三種關(guān)系 1 1） 同步振動同步振動 同步振動同步振動轉(zhuǎn)子振動頻率等于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或倍頻。強轉(zhuǎn)子振動頻率等于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或倍頻。強迫振動迫振動多表現(xiàn)為同步振動。轉(zhuǎn)子不平衡屬典型的同步振

18、動，聯(lián)軸器多表現(xiàn)為同步振動。轉(zhuǎn)子不平衡屬典型的同步振動，聯(lián)軸器不對不對中一般也表現(xiàn)為同步振動。中一般也表現(xiàn)為同步振動。 2 2）亞同步振動）亞同步振動 亞異步振動亞異步振動其主要其主要(zhyo)(zhyo)振動成分的頻率低于振動成分的頻率低于轉(zhuǎn)頻，為轉(zhuǎn)頻的轉(zhuǎn)頻，為轉(zhuǎn)頻的分數(shù)倍諧波。這多屬自激振動，如滑動軸承的油膜振蕩，渦分數(shù)倍諧波。這多屬自激振動，如滑動軸承的油膜振蕩，渦輪機輪機械的喘振等等。械的喘振等等。 3 3）超異步振動）超異步振動 超異步振動超異步振動其主要其主要(zhyo)(zhyo)振動成分的頻率高于振動成分的頻率高于轉(zhuǎn)頻。如齒輪損轉(zhuǎn)頻。如齒輪損壞時的嚙合頻率，葉輪葉片振動的通過

19、頻率即屬此類。壞時的嚙合頻率，葉輪葉片振動的通過頻率即屬此類。 注意：實際機組的振動往往是同時存在以上三種振動。注意：實際機組的振動往往是同時存在以上三種振動。第44頁/共208頁第四十四頁，共208頁。獲取旋轉(zhuǎn)機械故障信號的主要途徑：獲取旋轉(zhuǎn)機械故障信號的主要途徑： 1 1） 振動頻率分析振動頻率分析 旋轉(zhuǎn)機械的每一種故障都各自的特征頻率，在現(xiàn)場對旋轉(zhuǎn)機械的每一種故障都各自的特征頻率，在現(xiàn)場對其振其振動信號做頻率分析是診斷旋轉(zhuǎn)機械故障最有效的方法。動信號做頻率分析是診斷旋轉(zhuǎn)機械故障最有效的方法。 2 2）分析振幅的方向特征）分析振幅的方向特征 在有些情況下，旋轉(zhuǎn)機械不同的故障類型在振動表現(xiàn)在

20、有些情況下，旋轉(zhuǎn)機械不同的故障類型在振動表現(xiàn)上有上有比較明顯的方向特征。所以只要條件允許比較明顯的方向特征。所以只要條件允許(ynx)(ynx)，對其，對其測點進行振動測測點進行振動測量時，都應該測量量時，都應該測量3 3個方向，因為不同的方向表現(xiàn)出不同個方向，因為不同的方向表現(xiàn)出不同的故障的故障特征。特征。 3 3） 分析振幅隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系分析振幅隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系 旋轉(zhuǎn)機械有相當一部分故障的振動幅值與轉(zhuǎn)速變化有旋轉(zhuǎn)機械有相當一部分故障的振動幅值與轉(zhuǎn)速變化有密切密切的關(guān)系，所以現(xiàn)場測量時，在必要的時候，要盡量創(chuàng)造條的關(guān)系，所以現(xiàn)場測量時，在必要的時候，要盡量創(chuàng)造條件，在件，在改變轉(zhuǎn)速的過程中

21、測量機器的振幅值。改變轉(zhuǎn)速的過程中測量機器的振幅值。第45頁/共208頁第四十五頁，共208頁。表表1 1 旋轉(zhuǎn)機械故障的來源旋轉(zhuǎn)機械故障的來源(liyun)(liyun)及主要原因及主要原因故障來源主 要 原 因設(shè)計、制造1. 設(shè)計不當，動態(tài)特性不良，運行時發(fā)生強迫 振動或自激振動2. 結(jié)構(gòu)不合理，有應力集中3. 工作轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū)4. 運行點接近或落入運行非穩(wěn)定區(qū)5. 零部件加工制造不良，精度不夠6. 零件材質(zhì)不良，強度不夠，有制造缺陷7. 轉(zhuǎn)子動平衡不符合技術(shù)要求第46頁/共208頁第四十六頁，共208頁。故障來源主 要 原 因安裝、維修1.機器安裝不當，零部件錯位，預負荷大2

22、.軸系對中不良（對軸系熱態(tài)對中考慮不夠）3.機器幾何參數(shù)（如配合間隙、過盈量及相對位置）調(diào)整位置不當4.管道壓力大，機器在工作狀態(tài)下改變了動態(tài)特性和安裝精度5.轉(zhuǎn)子長期放置不當，破壞了動平衡精度6.安裝或維修工程破壞了機器原有的配合性質(zhì)和精度運行操作1.機器在非設(shè)計狀態(tài)下運行（如超轉(zhuǎn)速、超負荷或低負荷運行），改變了機器工作特性2.潤滑或冷卻不良3.旋轉(zhuǎn)體局部損壞或結(jié)垢4.工藝參數(shù)（如介質(zhì)的溫度、壓力、流量、負荷等）不當，機器運行失穩(wěn)5.啟動、停機或升降速過程操作不當，暖機不夠，熱膨脹不均勻或在臨界區(qū)停留時間長第47頁/共208頁第四十七頁，共208頁。故障來源主 要 原 因機器惡劣1.長期運行

23、，轉(zhuǎn)子撓度增大2.旋轉(zhuǎn)體局部損壞、脫落或產(chǎn)生裂紋3.零、部件磨損、點蝕或腐蝕等4.配合面受力劣化，產(chǎn)生過盈不足或松動等，破壞了配合性質(zhì)和精度5.機器基礎(chǔ)沉降不均勻，機器殼體變形第48頁/共208頁第四十八頁，共208頁。表2 轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心(pinxn)的振動特征12345678特征頻率 常伴頻率 振動穩(wěn)定性 振動方向 相位特征軸心軌跡 進動方向矢量區(qū)域1穩(wěn)定徑向穩(wěn)定橢圓正進動不變表3 轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心的敏感(mngn)參數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法明顯不明顯不變不變不變低速時振幅趨于零第49頁/共208頁第四十九頁，共208頁。1

24、2345678特征頻率 常伴頻率 振動穩(wěn)定性 振動方向 相位特征軸心軌跡 進動方向矢量區(qū)域1突發(fā)性增大后穩(wěn)定徑向突變后穩(wěn)定橢圓正進動突變后穩(wěn)定表4 轉(zhuǎn)子部件(bjin)缺損的振動特征表5 轉(zhuǎn)子部件(bjin)缺損的敏感參數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法明顯不明顯不變不變不變振幅突然增加第50頁/共208頁第五十頁，共208頁。表6 轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心(pinxn)的故障原因故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因結(jié)構(gòu)不合理，制造誤差大，材質(zhì)不均勻，動平衡精度低轉(zhuǎn)子上零件安裝錯位轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)體結(jié)垢（例如壓縮機流道內(nèi)結(jié)垢）

25、轉(zhuǎn)子上零件配合松動故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因結(jié)構(gòu)不合理，制造誤差大，材質(zhì)不均勻轉(zhuǎn)子有較大預負荷1.超速、超負荷運行2.零件局部損壞脫落轉(zhuǎn)子受腐蝕疲勞，應力集中表7 轉(zhuǎn)子部件缺損的故障(gzhng)原因第51頁/共208頁第五十一頁，共208頁。12345678特征頻率 常伴頻率 振動穩(wěn)定性 振動方向相位特征軸心軌跡進動方向矢量區(qū)域12穩(wěn)定徑向、軸向穩(wěn)定橢圓正進動矢量起始點大，隨運行繼續(xù)增大表8 轉(zhuǎn)子弓形彎曲(wnq)的振動特征123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法明顯不明顯不變不變不變1.機器開始升速運

26、行時，在低速階段振動幅值就較大2.剛性轉(zhuǎn)子兩端相位差180表9 轉(zhuǎn)子弓形(n xn)彎曲的敏感參數(shù)第52頁/共208頁第五十二頁，共208頁。12345678特征頻率常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方向相位特征軸心軌跡進動方向矢量區(qū)域1穩(wěn)定徑向、軸向穩(wěn)定橢圓 正進動升速時矢量逐漸增大，穩(wěn)定運行后矢量減小表10 轉(zhuǎn)子(zhun z)臨時性彎曲的振動特征表11 轉(zhuǎn)子臨時性彎曲的敏感(mngn)參數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法明顯不明顯不變不變不變升速過程振幅大，往往不能正常啟動第53頁/共208頁第五十三頁，共208頁。故障來源1234設(shè)計、

27、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因結(jié)構(gòu)不合理，制造誤差大，材質(zhì)不均勻1.轉(zhuǎn)子長期存放不當，發(fā)生永久彎曲變形2.軸承安裝錯位，轉(zhuǎn)子有較大預負荷高速、高溫機器，停車后未及時盤車轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性差，長期運行后自然彎曲表12 轉(zhuǎn)子(zhun z)弓形彎曲的故障原因故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因結(jié)構(gòu)不合理，制造誤差大，材質(zhì)不均勻轉(zhuǎn)子有較大預負荷升速過快，加載太大轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性差表13 轉(zhuǎn)子臨時性彎曲的故障(gzhng)原因第54頁/共208頁第五十四頁，共208頁。12345678特征頻率 常伴頻率 振動穩(wěn)定性 振動方向 相位特征軸心軌跡 進動方向矢量區(qū)域21、3穩(wěn)定徑向、

28、軸向較穩(wěn)定雙環(huán)橢圓正進動不變表14 轉(zhuǎn)子(zhun z)不對中的振動特征表15 轉(zhuǎn)子不對中的敏感(mngn)參數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法明顯明顯有影響有影響有影響1.轉(zhuǎn)子軸向振動較大2.聯(lián)軸器相鄰軸承處振動較大3.隨機器負荷增加，振動增大4.對環(huán)境溫度變化敏感第55頁/共208頁第五十五頁，共208頁。故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因?qū)C器熱膨脹量考慮不夠，給定的安裝對中技術(shù)要求不準1.安裝精度未達到技術(shù)要求2.對熱態(tài)時轉(zhuǎn)子不對中變化量考慮不夠1.超負荷運行2.機組保溫不良，軸系各轉(zhuǎn)子熱變形不同

29、1.機器基礎(chǔ)或機座沉降不均勻 ，時不對中超差2.環(huán)境溫度變化大，機器熱變形不同表16 轉(zhuǎn)子不對中的故障(gzhng)原因第56頁/共208頁第五十六頁，共208頁。表17 油膜軸承故障(gzhng)的主要原因 軸承故障 主 要 原 因巴氏合金松脫 軸瓦表面巴氏合金與基體金屬結(jié)合不牢 軸瓦磨損1.轉(zhuǎn)子對中不良2.軸承安裝缺陷，兩半軸瓦錯位，單邊接觸3.潤滑不良，供油不足4.油膜振蕩或轉(zhuǎn)子失穩(wěn)時，由于異常振動的大振幅造成嚴重磨損 疲勞損壞（疲勞裂紋）1.軸承過載，軸瓦局部應力集中2.潤滑不良，承載區(qū)油膜破裂3.軸承間隙不適當4.軸承配合松動，過盈不足5.轉(zhuǎn)子異常振動，在軸承上產(chǎn)生交變載荷第57頁/

30、共208頁第五十七頁，共208頁。 腐 蝕 潤滑劑的化學作用 氣 蝕1.轉(zhuǎn)子渦動速度高，發(fā)生異常振動2.潤滑油粘度下降或油中混有客氣和水分等，使軸承內(nèi)的油液在低壓區(qū)產(chǎn)生微小汽泡，在高壓區(qū)被擠破而形成壓力沖擊波沖擊軸承表面，產(chǎn)生疲勞裂紋或金屬剝落表18 油膜渦動的振動(zhndng)特征12345678特征頻率 常伴頻率 振動穩(wěn)定性 振動方向 相位特征軸心軌跡進動方向 矢量區(qū)域 1較穩(wěn)定徑向穩(wěn)定雙環(huán)橢圓正進動改變21第58頁/共208頁第五十八頁，共208頁。123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法明顯不明顯明顯不變不變渦動頻率隨工作角頻率升

31、降，保持表19 油膜渦動的敏感(mngn)參數(shù)故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因軸承設(shè)計或制造不符合技術(shù)要求1.軸承間隙不當2.軸承殼體配合過盈不足3.軸瓦參數(shù)不當1.潤滑油不良2.油溫或油壓不當軸承磨損，疲勞損壞，腐蝕及氣蝕等表20 油膜渦動的故障(gzhng)原因21第59頁/共208頁第五十九頁，共208頁。表21 油膜振蕩(zhndng)的振動特征12345678特征頻率 常伴頻率 振動穩(wěn)定性 振動方向 相位特征 軸心軌跡 進動方向矢量區(qū)域 （0.430.48)組合頻率不穩(wěn)定徑向 不穩(wěn)定（突變）擴散不規(guī)則正進動改變表22 油膜振蕩的敏感(mngn)參數(shù)123

32、456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法振動發(fā)生后，升高轉(zhuǎn)速，振動不變不明顯明顯不變不變1.工作角頻率等于或高于 時突然發(fā)生2.振動強烈，有低沉吼叫聲3.振蕩發(fā)生前發(fā)生油膜渦動4.異常振動有非線性特征n221第60頁/共208頁第六十頁，共208頁。故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因軸承設(shè)計或制造不符合技術(shù)要求1.軸承間隙不當2.軸承殼體配合過盈不足3.軸瓦參數(shù)不當1.潤滑油不良2.油溫或油壓不當軸承磨損，疲勞損壞，腐蝕及氣蝕等表23 油膜振蕩的故障(gzhng)原因第61頁/共208頁第六十一頁，共208頁。表24

33、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)失速的振動特征12345678特征頻率 常伴頻率 振動穩(wěn)定性 振動方向 相位特征軸心軌跡進動方向 矢量區(qū)域 及 的成對次諧波組合頻率振幅大幅度波動徑向、軸向不穩(wěn)定雜亂正進動突變s）（s表25 旋轉(zhuǎn)(xunzhun)失速的敏感參數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法明顯很明顯不變很明顯變化1.機器出口壓力波動大2.機器入口氣體壓力及流量波動第62頁/共208頁第六十二頁，共208頁。表26 旋轉(zhuǎn)失速的故障(gzhng)原因故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因機器的各級流道設(shè)計不匹配1.入口濾

34、清器堵塞2.葉輪流道或氣流流道堵塞機器的工作介質(zhì)流量調(diào)整不當，工藝參數(shù)不匹配機器氣體入口或流道有異物堵塞表27 區(qū)別(qbi)旋轉(zhuǎn)失速與油膜振蕩的主要方法區(qū)別內(nèi)容 旋轉(zhuǎn)失速 油膜振蕩振動特征頻率與工作轉(zhuǎn)速的關(guān)系振動特征頻率隨轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速而變油膜振蕩發(fā)生后，振蕩特征頻率不隨工作轉(zhuǎn)速變化振動特征頻率與機器進口流量的關(guān)系振動強烈程度隨流量改變而變化振動強烈程度不隨流量變化壓力脈動頻率的特點壓力脈動頻率與工作流速頻率相等壓力脈動頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率接近第63頁/共208頁第六十三頁，共208頁。表28 喘振的振動(zhndng)特征12345678特征頻率 常伴頻率振動穩(wěn)定性 振動方向 相位特征軸心軌跡

35、進動方向 矢量區(qū)域超低頻（0.520Hz）1不穩(wěn)定徑向不穩(wěn)定紊亂正進動突變表29 喘振的敏感(mngn)參數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法改變改變改變明顯改變 明顯改變1.振動劇烈2.出口壓力和進口流量波動大3.噪聲大，低沉吼叫，聲音異常第64頁/共208頁第六十四頁，共208頁。表30 喘振的故障(gzhng)原因故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因設(shè)計制造不當，實際流量小于喘振流量，壓縮機工作點離防喘線太近1.入口濾清器堵塞2.葉輪流道或氣流流道堵塞1.壓縮機的實際運行流量小于喘振流量2.壓縮機出口壓

36、力低于管網(wǎng)壓力3.氣源不足，進氣壓力太低，進氣溫度或氣體相對分子質(zhì)量變化大，轉(zhuǎn)速變化太快及升壓速度過快、過猛1.管道阻力增大2.管網(wǎng)阻力增加3.管路逆止閥失靈等第65頁/共208頁第六十五頁，共208頁。表31 轉(zhuǎn)子與靜止件徑向摩擦(mc)的振動特征12345678特征頻率常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方向相位特征軸心軌跡進動方向矢量區(qū)域高次諧波、低次諧波及其組合頻率1 不穩(wěn) 徑向1.連續(xù)摩擦：反向位移、跳動、突變2.局部摩擦：反向位移1.連續(xù)摩擦：擴散2.局部摩擦：紊亂1.連續(xù)摩擦：反進動2.局部摩擦：正進動突變第66頁/共208頁第六十六頁，共208頁。表32 轉(zhuǎn)子與靜止件徑向摩擦(mc)的敏感參

37、數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法不明顯不明顯不變不變 不變時域波形嚴重削波表33 轉(zhuǎn)子與靜止件徑向摩擦(mc)的故障原因故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主要原因轉(zhuǎn)子與靜止件（如為軸承、密封、隔板等）的間隙不當1.轉(zhuǎn)子與定子偏心2.轉(zhuǎn)子對中不良3.轉(zhuǎn)子動撓度大1.機器運行時熱膨脹嚴重不均勻2.轉(zhuǎn)子位移基礎(chǔ)或殼體變形大第67頁/共208頁第六十七頁，共208頁。表表34 34 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(zhun z)(zhun z)系統(tǒng)出現(xiàn)各次諧波的系統(tǒng)出現(xiàn)各次諧波的可能性可能性振動頻率（040）（4050）（50100）不規(guī)則

38、出現(xiàn)的可能性（）40401010 表35 轉(zhuǎn)子過盈配合(pih)件過盈不足的振動特征12345678特征頻率常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方向相位特征軸心軌跡進動方向矢量區(qū)域 1（次諧波）1不穩(wěn)徑向雜亂不穩(wěn)定正進動改變第68頁/共208頁第六十八頁，共208頁。表表36 36 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(zhun z)(zhun z)過盈配合件過盈不足的敏過盈配合件過盈不足的敏感參數(shù)感參數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法有變化有變化不變不變不變1）轉(zhuǎn)子失穩(wěn)渦動頻率2）振動大小與轉(zhuǎn)子不平衡量成正比nt第69頁/共208頁第六十九頁，共208頁。表表37 37

39、轉(zhuǎn)子過盈配合件過盈不足的故障轉(zhuǎn)子過盈配合件過盈不足的故障(gzhng)(gzhng)原因原因故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機械劣化主要原因轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)體配合面過盈不足1）轉(zhuǎn)子多次拆卸，破壞了轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)體原有的配合性質(zhì)2）組裝方法不當超轉(zhuǎn)速、超負荷運行配合件蠕變第70頁/共208頁第七十頁，共208頁。表表38 轉(zhuǎn)子支承轉(zhuǎn)子支承(zh chn)系統(tǒng)聯(lián)接松動系統(tǒng)聯(lián)接松動的振動特征的振動特征12345678特征頻率 常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方向相位特征軸心軌跡進動方向矢量區(qū)域基頻及分數(shù)諧波2，3不穩(wěn)定。工作轉(zhuǎn)速達到某閾值時，振幅突然增大或減小松動方向振動大不穩(wěn)定紊亂正進動變動第71頁/共

40、208頁第七十一頁，共208頁。表表39 轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)(xtng)聯(lián)接松動的敏感參聯(lián)接松動的敏感參數(shù)數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法很敏感敏感不變不變不變非線性振動特征表40 轉(zhuǎn)子(zhun z)支承系統(tǒng)聯(lián)接松動的故障原因故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機械劣化主要原因配合尺寸加工誤差大，改變了設(shè)計所要求的配合性質(zhì)支承系統(tǒng)配合間隙過大或緊固不良、防松動措施不當超負荷運行支承系統(tǒng)配合性質(zhì)改變，機殼或基礎(chǔ)變形，螺栓松動第72頁/共208頁第七十二頁，共208頁。表表41 密封和間隙密封和間隙(jin x)動力

41、失穩(wěn)的振動特動力失穩(wěn)的振動特征征12345678特征頻率常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方向相位特征軸心軌跡進動方向矢量區(qū)域小于（1/2）的次諧波1、（1/n)及n不穩(wěn)定強烈振動徑向不穩(wěn)定紊亂并擴散正進動突變第73頁/共208頁第七十三頁，共208頁。表表42 密封密封(mfng)和間隙動力失穩(wěn)的故障和間隙動力失穩(wěn)的故障原因原因123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法在某閾值矢穩(wěn)很敏感明顯改變不變有影響1）分數(shù)諧波及組合頻率2）工作轉(zhuǎn)速達到某閾值時突然振動劇烈第74頁/共208頁第七十四頁，共208頁。表表43 43 密封和間隙密封和間隙(jin x

42、)(jin x)動力失穩(wěn)的故障原因動力失穩(wěn)的故障原因故障來源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機械劣化主要原因制造誤差造成密封或葉輪在內(nèi)腔的間隙不均勻轉(zhuǎn)子或密封安裝不當，造成密封或葉輪在內(nèi)腔的間隙不均勻操作不當，轉(zhuǎn)子升降速過快，升降壓過猛，超負荷運行轉(zhuǎn)軸彎曲或軸承磨損產(chǎn)生偏隙第75頁/共208頁第七十五頁，共208頁。表表44 轉(zhuǎn)軸具有橫向裂紋轉(zhuǎn)軸具有橫向裂紋(li wn)的振動特的振動特征征 1 2 3 4 5 6 7 8特征頻率 常伴頻率振動穩(wěn)定性振動方向 相位特征 軸心軌跡 進動方向 矢量區(qū)域半臨界點的22、3等高頻譜波不穩(wěn)定徑向、軸向不規(guī)則變化雙橢圓或不規(guī)則正進動改變第76頁/共2

43、08頁第七十六頁，共208頁。表表45 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸(zhunzhu)具有橫向裂紋的敏感具有橫向裂紋的敏感參數(shù)參數(shù)123456振動隨轉(zhuǎn)速變化振動隨負荷變化振動隨油溫變化振動隨流量變化振動隨壓力變化其它識別方法 變化不規(guī)則變化不變不變不變非線性振動。過半臨界點2諧波有共振峰值第77頁/共208頁第七十七頁，共208頁。表表46 轉(zhuǎn)軸具有轉(zhuǎn)軸具有(jyu)橫向裂紋的故障原因橫向裂紋的故障原因故 障來 源1234設(shè)計、制造安裝、維修運行、操作機器劣化主 要 原 因材質(zhì)不良、應力集中檢修時未能發(fā)現(xiàn)潛在裂紋及其頻繁啟動，升速、升壓過猛，轉(zhuǎn)子長期受交變力軸產(chǎn)生疲勞裂紋第78頁/共208頁第七十八頁，共208頁

44、。轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生(chnshng)的原因的原因及頻率特征及頻率特征旋轉(zhuǎn)機械常見故障的振動診斷及實例旋轉(zhuǎn)機械常見故障的振動診斷及實例(shl)轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡不平衡不平衡(pnghng)(pnghng)類類 型型不平衡頻不平衡頻 譜譜第79頁/共208頁第七十九頁，共208頁。實例實例1： 某公司有一臺電動機，額定轉(zhuǎn)速某公司有一臺電動機，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，運行中發(fā)現(xiàn)振動異常，測取軸承，運行中發(fā)現(xiàn)振動異常，測取軸承部位的振動信號作頻譜分析，其譜圖如右下圖部位的振動信號作頻譜分析，其譜圖如右下圖所示。以電動機轉(zhuǎn)頻（所示。以電動機轉(zhuǎn)頻（50Hz）最為突出）最為突出(t ch

45、)，判斷電動機轉(zhuǎn)子存在不平衡。在作動平，判斷電動機轉(zhuǎn)子存在不平衡。在作動平衡測試時，轉(zhuǎn)子不平衡量達衡測試時，轉(zhuǎn)子不平衡量達5000g.cm，遠遠，遠遠超過標準允許值超過標準允許值。經(jīng)動平衡處理后，。經(jīng)動平衡處理后，振動狀態(tài)達到正常。振動狀態(tài)達到正常。 這個實例，故障典型，過程完整。它的價值這個實例，故障典型，過程完整。它的價值在于印證了不平衡故障的一個最重要特征，激在于印證了不平衡故障的一個最重要特征，激振頻率等于轉(zhuǎn)頻，又通過動平衡測試處理進一振頻率等于轉(zhuǎn)頻，又通過動平衡測試處理進一步驗證了診斷結(jié)論的正確性。步驗證了診斷結(jié)論的正確性。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(zhun z)不平衡不平衡第80頁/共208頁第八

46、十頁，共208頁。不平衡故障的典型(dinxng)頻譜特征是工頻分量占主導地位第81頁/共208頁第八十一頁，共208頁。實例實例2： 某 卷 煙 廠 的 鍋 爐 引 風 機 ， 型 號某 卷 煙 廠 的 鍋 爐 引 風 機 ， 型 號(xngho)Y2805-4型，轉(zhuǎn)速型，轉(zhuǎn)速1480r/min，功率功率75kW，結(jié)構(gòu)簡圖見圖。，結(jié)構(gòu)簡圖見圖。、引風機軸承(zhuchng)測點電機測點第82頁/共208頁第八十二頁，共208頁。測點方位H20.01526Hz4.62.52.4V5.53.41.04.5A3.72.41.6鍋爐(gul)引風機振動速度有效值（mm/s rms）H H、V V、A

47、 A分別代表水平分別代表水平(shupng)(shupng)、垂直和軸向、垂直和軸向第83頁/共208頁第八十三頁，共208頁。測點水平(shupng)方向頻譜第84頁/共208頁第八十四頁，共208頁。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(zhun z)不對中不對中聯(lián)軸器不對中軸承(zhuchng)不對中帶輪不對中第85頁/共208頁第八十五頁，共208頁。平行(pngxng)不對中角度(jiod)不對中第86頁/共208頁第八十六頁，共208頁。實例：實例： 某廠一臺離心壓縮機，結(jié)構(gòu)如圖所示。某廠一臺離心壓縮機，結(jié)構(gòu)如圖所示。電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速1500r/min1500r/min（轉(zhuǎn)頻為（轉(zhuǎn)頻為25Hz25Hz）。

48、）。該機自更換減速機后振動增大該機自更換減速機后振動增大(zn d)(zn d)，A A點水平方向振動烈度值為點水平方向振動烈度值為6.36mm/s6.36mm/s，位，位移移D=150mD=150m，超出正常水平。，超出正常水平。 第87頁/共208頁第八十七頁，共208頁。明顯(mngxin)的2X特征重新(chngxn)對中后2X基本消失第88頁/共208頁第八十八頁，共208頁。地腳松動引起振動(zhndng)的方向特征及頻率結(jié)構(gòu)機械機械(jxi)松動松動第89頁/共208頁第八十九頁，共208頁。實例實例(shl)(shl) 某發(fā)電廠某發(fā)電廠1 1發(fā)電機組，結(jié)構(gòu)如圖。發(fā)電機組，結(jié)構(gòu)如

49、圖。 1-汽輪機 2-減速機3-發(fā)電機 4-勵磁機后軸承(zhuchng) 前軸承(zhuchng)第90頁/共208頁第九十頁，共208頁。汽輪機前后軸承(zhuchng)振動值 um PPum PPH8530V156A2828第91頁/共208頁第九十一頁，共208頁。第92頁/共208頁第九十二頁，共208頁。第93頁/共208頁第九十三頁，共208頁。摩擦摩擦(mc)高次諧波(xi b)及其分數(shù)倍諧波(xi b)是摩擦的主要頻譜特征第94頁/共208頁第九十四頁，共208頁。實例實例1 1： 某科研單位在雙盤轉(zhuǎn)子試驗臺上作振動試驗。當轉(zhuǎn)某科研單位在雙盤轉(zhuǎn)子試驗臺上作振動試驗。當轉(zhuǎn)速速(

50、zhun s)(zhun s)升到升到12000r/min12000r/min時，轉(zhuǎn)子開始發(fā)生油時，轉(zhuǎn)子開始發(fā)生油膜振蕩，振動值突然升高。其時在膜振蕩，振動值突然升高。其時在686872Hz72Hz頻率處頻率處出現(xiàn)高幅值，并可以看到轉(zhuǎn)軸與保護架內(nèi)孔因發(fā)生強出現(xiàn)高幅值，并可以看到轉(zhuǎn)軸與保護架內(nèi)孔因發(fā)生強烈摩擦而發(fā)出強烈火花。這時振動信號的主要頻率成烈摩擦而發(fā)出強烈火花。這時振動信號的主要頻率成分及其位移幅值時域波形和頻譜如圖所示，各頻率所分及其位移幅值時域波形和頻譜如圖所示，各頻率所對應的幅值見表。對應的幅值見表。 從波形圖上可以看到，近似正弦波形在波峰處被從波形圖上可以看到，近似正弦波形在波峰

51、處被“截斷截斷”，呈典型的，呈典型的“截頭狀截頭狀”。在復雜的頻率結(jié)構(gòu)。在復雜的頻率結(jié)構(gòu)中，由于轉(zhuǎn)子強烈摩擦而激起的轉(zhuǎn)子多階自振頻率和中，由于轉(zhuǎn)子強烈摩擦而激起的轉(zhuǎn)子多階自振頻率和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(zhun s)(zhun s)倍頻占據(jù)著主導作用。這是一個感官倍頻占據(jù)著主導作用。這是一個感官觀察（目視摩擦火花）與信號分析統(tǒng)一的典型的摩擦觀察（目視摩擦火花）與信號分析統(tǒng)一的典型的摩擦實例，對我們理解摩擦的本質(zhì)特征很有參考價值。實例，對我們理解摩擦的本質(zhì)特征很有參考價值。第95頁/共208頁第九十五頁，共208頁。12345678910頻率3672108109145181217253289362幅值875

52、112018224314533219213813196倍頻關(guān)系1階自振頻率2階自振頻率轉(zhuǎn)頻3階自振頻率4階自振頻率2倍轉(zhuǎn)頻各特征頻率幅值及其倍頻(bi pn)關(guān)系第96頁/共208頁第九十六頁，共208頁。實例實例2 2： 某廠一臺某廠一臺3W3W1B11B1型高壓水泵的電動機，型高壓水泵的電動機，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1485r/min1485r/min，泵軸轉(zhuǎn)速，泵軸轉(zhuǎn)速225r/min225r/min，水泵的軸承為滑動軸承，設(shè)備運行中發(fā)現(xiàn)水水泵的軸承為滑動軸承，設(shè)備運行中發(fā)現(xiàn)水泵軸承的垂直方向（泵軸承的垂直方向（V V）振動強烈。其振動）振動強烈。其振動信號的時域波形、頻譜如圖所示。信號的時域波形、頻

53、譜如圖所示。 水泵軸承垂直方向的振動波形成單邊水泵軸承垂直方向的振動波形成單邊“截截頭頭”狀，頻譜結(jié)構(gòu)主要是轉(zhuǎn)頻及其高次諧波，狀，頻譜結(jié)構(gòu)主要是轉(zhuǎn)頻及其高次諧波，都呈典型的摩擦特征。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該軸都呈典型的摩擦特征。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該軸承由于潤滑油路堵塞而形成干摩擦。如此可承由于潤滑油路堵塞而形成干摩擦。如此可見，頻率分析結(jié)合波形觀察，是診斷見，頻率分析結(jié)合波形觀察，是診斷(zhndun)(zhndun)摩擦故障的有效方法。摩擦故障的有效方法。第97頁/共208頁第九十七頁，共208頁。波形(b xn)出現(xiàn)“削頂”豐富(fngf)的高次諧波第98頁/共208頁第九十八頁，共208頁。 實例

54、某化肥廠的二氧化碳壓縮機組，從1987年開始振動漸增，至9月4日高壓缸振動突然升到報警值而被迫(bi p)停車。 機組運行過程中，在故障發(fā)生的前后，均對高壓缸轉(zhuǎn)子的徑向振動作了頻譜分析，譜圖如圖所示。故障發(fā)生前，振動信號中只有轉(zhuǎn)頻（fr）成分，故障發(fā)生時，譜圖中除轉(zhuǎn)頻外，還有明顯的半倍頻成分。 油膜振蕩(zhndng)第99頁/共208頁第九十九頁，共208頁。故障(gzhng)發(fā)生前故障發(fā)生后注意(zh y)0.5X的出現(xiàn)第100頁/共208頁第一百頁，共208頁。 實例 某冶煉廠一臺用于余熱發(fā)電的小型汽輪發(fā)電機組，汽輪機轉(zhuǎn)速5550r/min（轉(zhuǎn)頻92.5Hz），發(fā)電機轉(zhuǎn)速1500r/mi

55、n（轉(zhuǎn)頻25Hz）。減速器小齒輪(chln)（主動齒輪(chln)）齒數(shù)z1=27，大齒輪(chln)（被動齒輪(chln)）齒數(shù)z2=100，齒輪(chln)嚙合頻率fm2497.5Hz，機組結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。綜合(zngh)故障第101頁/共208頁第一百零一頁，共208頁。 機組于1998年1月初檢修后，在試運行過程中振動一直不正常，到1月23日汽輪機測點軸承溫度(wnd)持續(xù)上升，操作工告急。為查明原因，對其進行了振動測量分析。 汽輪機測點、軸承部位的振動值見表47。其中測點垂直方向（V）的振動最大，且呈上升趨勢。采用振通904數(shù)據(jù)采集器對該點作振動信號分析，水平（H）垂直（V）和軸向

56、（A）三個方向的頻譜圖如圖所示，其幅值參數(shù)為速度峰值。在三個方向的頻譜圖上都存在90Hz（近似于轉(zhuǎn)頻92.5Hz）振動和50Hz分頻振動以及大量高次諧波，其中垂直方向振動最為強烈。頻譜結(jié)構(gòu)顯示測點軸承振動信號存在嚴重的非線性問題。根據(jù)這些情況判斷測點軸承軸瓦存在松動，并由松動而引起摩擦，處于松動與摩擦并存狀態(tài)。 第102頁/共208頁第一百零二頁，共208頁。41.907.49第103頁/共208頁第一百零三頁，共208頁。水平(shupng)方向軸向頻譜垂直(chuzh)方向第104頁/共208頁第一百零四頁，共208頁。 1998年1月26日拆機檢查，發(fā)現(xiàn)測點軸承下軸瓦表面巴氏合金局部龜裂

57、脫落，有摩擦燒傷痕跡所示。分析產(chǎn)生這種情況的原因在于軸瓦沒有正確定位，運行中與瓦座之間發(fā)生相對摩擦，引起軸承發(fā)熱，致使巴氏合金在高溫高壓下碎裂，由此又進一步加大了摩擦，使振動日益增大。 在處理故障(gz hng)時，更換了軸瓦，重新調(diào)整了軸承間隙，緊固了各聯(lián)結(jié)部位，刮研了軸瓦接觸表面使之保持良好 的 接 觸 。 機 組 于2月18日投入運行，3月4日進行了復測，測點軸承的振動值垂直方向的速度有效值較處理前降低了3倍，位移峰峰值降低了近4倍。其頻譜結(jié)構(gòu)如圖所示。 這時，轉(zhuǎn)頻分量（90Hz）大為減弱，低頻分量（50Hz）已經(jīng)消失，高次諧波成分減少，且幅值顯著降低。第105頁/共208頁第一百零五頁

58、，共208頁。水平(shupng)方向垂直(chuzh)方向軸向第106頁/共208頁第一百零六頁，共208頁。 這是一個比較典型的實例，類似這樣的情況在現(xiàn)場診斷中經(jīng)常會碰到。機器上有些配合件的松動故障往往與摩擦故障聯(lián)系在一起，它們之間存在著因果關(guān)系。由于配合件松動，機器在運行中常引起零件的相對移動而產(chǎn)生摩擦，所以在頻譜上常出現(xiàn)類似兩種故障頻率的復雜情況。在這里松動是原發(fā)故障，摩擦屬引發(fā)故障。掌握了其中的規(guī)律，對我們(w men)作現(xiàn)場故障分析很有助益。第107頁/共208頁第一百零七頁，共208頁。1. 滾動軸承信號的頻率結(jié)構(gòu) 滾動軸承主要振動頻率有：（1）通過頻率 當滾動軸承元件出現(xiàn)局部損

59、傷時（如圖中軸承的內(nèi)外圈或滾動體出現(xiàn)疲勞(plo)剝落坑），機器在運行中就會產(chǎn)生相應的振動頻率，稱為故障特征頻率，又叫軸承通過頻率。 各元件的通過頻率分別計算如下： 滾動軸承故障的振動滾動軸承故障的振動(zhndng)(zhndng)診斷及實例診斷及實例 第108頁/共208頁第一百零八頁，共208頁。 1）內(nèi)圈通過(tnggu)頻率( )，即內(nèi)圈上的某一損傷點與滾動體接觸過程中產(chǎn)生的頻率： （44） 2）外圈通過(tnggu)頻率( )，即外圈上的某一損傷點與滾動體接觸過程中產(chǎn)生的頻率： （45）3）滾動體通過(tnggu)頻率( )，即滾動體上某一損傷點與內(nèi)圈或外圈接觸過程中產(chǎn)生的頻率：

60、（46）滾動軸承故障的振動(zhndng)(zhndng)診斷及實例 if1(1cos)2irdffD0f01(1cos)2rdffDbf2211 () cos2brDdffdD第109頁/共208頁第一百零九頁，共208頁。4）保持架通過頻率（ ）： 式中 滾動(gndng)軸承內(nèi)圈的回轉(zhuǎn)頻率（Hz）， n/60, n為內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速； 滾動(gndng)體直徑（mm）； 軸承節(jié)徑（mm）； 滾動(gndng)體個數(shù)； 壓力角（又稱接觸角，有時用 表示）。以上這些參數(shù)值，可以在有關(guān)設(shè)計手冊或軸承手冊中查到。滾動軸承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)故障的振動診斷及實例cf1