相位分析使振動(dòng)分析更簡(jiǎn)單

1、相位分析使振動(dòng)分析更簡(jiǎn)單振動(dòng)分析主要是一個(gè)學(xué)習(xí)的技能。其70%基于經(jīng)驗(yàn)，30%基于培訓(xùn)和自學(xué)。需要多年才能變成一個(gè)有信心和能力的振動(dòng)分析師。當(dāng)振動(dòng)分析是錯(cuò)誤時(shí)，維修建議也可能是不正確的，沒(méi)有一個(gè)振動(dòng)分析師想犯錯(cuò)。在這個(gè)行業(yè)，信譽(yù)只能小步小步的積累，而只要1個(gè)錯(cuò)誤的診斷就會(huì)喪失多年積攢的信譽(yù)。對(duì)設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量時(shí)，振動(dòng)分析儀通過(guò)時(shí)間波形和頻譜提供時(shí)間、頻率、幅值信息。這些數(shù)據(jù)就是振動(dòng)分析的基礎(chǔ)。它幾乎包含了設(shè)備機(jī)械和電氣故障的全部特征。振動(dòng)分析過(guò)程涉及到確定振動(dòng)嚴(yán)重程度，辨別頻率和特征、不同峰值和特征對(duì)應(yīng)的機(jī)械和電氣部件，形成分析結(jié)論，如果有必要，提供維修建議。干這行的都知道，分析振動(dòng)不是簡(jiǎn)單的

2、，也不能自動(dòng)化。你沒(méi)有想過(guò)為什么？這里有幾個(gè)原因：1) 設(shè)備有很多故障:現(xiàn)實(shí)中設(shè)備的振動(dòng)故障模式與我們?cè)谂嘤?xùn)和書(shū)本中學(xué)到的大不相同。我們學(xué)到的機(jī)械和電氣故障都是最純粹的形式-好像設(shè)備總是1個(gè)故障導(dǎo)致振動(dòng)。設(shè)備通常會(huì)有多個(gè)故障源導(dǎo)致振動(dòng)。至少，所有設(shè)備都有一些不平衡和不對(duì)中。當(dāng)其它故障發(fā)展時(shí)，時(shí)間波形就會(huì)變的復(fù)雜，難以分析。振動(dòng)數(shù)據(jù)不再和我們學(xué)到的故障模式匹配。2) 振動(dòng)因果效應(yīng)：對(duì)于每一個(gè)動(dòng)作，都有一個(gè)反應(yīng)。我們測(cè)量的一些振動(dòng)，是其它故障的影響。例如，造成轉(zhuǎn)子不平衡的力可能看起來(lái)像不對(duì)中，松動(dòng)或摩擦。當(dāng)你車(chē)子的輪胎不平衡時(shí)，車(chē)子在行駛時(shí)就會(huì)振動(dòng)和搖晃。3) 很多故障有類(lèi)似的振動(dòng)故障模式：由于設(shè)

3、備轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)是周期性的力產(chǎn)生的。很多機(jī)械和電氣有相似的頻率特征，使得很難區(qū)分不同故障。學(xué)習(xí)振動(dòng)分析需要一定的時(shí)間。參加培訓(xùn)、閱讀技術(shù)資料和專(zhuān)業(yè)書(shū)籍、瀏覽在線(xiàn)資源、會(huì)提高振動(dòng)分析技能和縮短學(xué)習(xí)曲線(xiàn)。有一個(gè)診斷技術(shù)會(huì)快速的找到大多數(shù)振動(dòng)故障的根源。它可能是所有振動(dòng)診斷技術(shù)中最強(qiáng)大的。它隨同振動(dòng)分析一直存在，只是沒(méi)有得到更多的關(guān)注，很難找到這方面的信息。這個(gè)技術(shù)是什么？它就是相位分析。什么是相位?相位就是轉(zhuǎn)動(dòng)部件參考一個(gè)固定位置得到的瞬時(shí)位置信息。相位告訴我們振動(dòng)的方向。相位研究就是收集設(shè)備和結(jié)構(gòu)的相位數(shù)據(jù)和評(píng)估，揭示部件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的信息。振動(dòng)分析中，相位分為：絕對(duì)相位和相對(duì)相位。

4、絕對(duì)相位使用一個(gè)傳感器和光電傳感器。每個(gè)測(cè)點(diǎn)，振動(dòng)分析儀計(jì)算光電觸發(fā)點(diǎn)和振動(dòng)波形中下一個(gè)正峰之間的時(shí)間。 時(shí)間差轉(zhuǎn)換成角度，顯示為絕對(duì)相位。相位能以轉(zhuǎn)軸頻率或轉(zhuǎn)軸諧頻（同步頻率）進(jìn)行測(cè)量。轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡時(shí)需要絕對(duì)相位。相對(duì)相位通過(guò)多通道振動(dòng)分析儀同時(shí)使用兩個(gè)或多個(gè)同樣類(lèi)型的傳感器采集交叉通道的振動(dòng)波形計(jì)算得到的。1個(gè)傳感器作為固定參考放置在設(shè)備上（通常是軸承座），另一個(gè)傳感器移動(dòng)到不同的測(cè)點(diǎn)。在每個(gè)測(cè)點(diǎn)，振動(dòng)分析儀比較固定傳感器和移動(dòng)傳感器之間的時(shí)間波形。相對(duì)相位就是特定頻率時(shí)間波形的時(shí)間差，轉(zhuǎn)換為角度。相對(duì)相位不需要光電傳感器，所以在任何頻率測(cè)量相位。兩種相位測(cè)量方法都很簡(jiǎn)單。相對(duì)相位是比較方便

5、的一種方法，因?yàn)椴挥猛C(jī)安裝反光帶，且可以在任何頻率測(cè)量。大多數(shù)單通道振動(dòng)分析儀可以測(cè)量絕對(duì)相位，市面上大多數(shù)多通道振動(dòng)分析儀包含絕對(duì)相位和相對(duì)相位兩種測(cè)量功能。什么時(shí)候使用相位分析每個(gè)人都需要相位分析。當(dāng)設(shè)備的振動(dòng)故障源不清楚或需要確定可疑的振動(dòng)源時(shí)，就需要使用相位分析。相位分析測(cè)點(diǎn)可能只包括設(shè)備軸承部位或包括整個(gè)設(shè)備從地基到軸承。下面是相位如何幫助振動(dòng)分析的例子。軟腳軟腳用來(lái)描述機(jī)組框架變形。電機(jī)地腳，機(jī)泵和其它部件不平，其它問(wèn)題，如加工誤差，地腳彎曲或扭曲，安裝平面不平等都會(huì)造成軟腳。軟腳會(huì)加劇振動(dòng)和對(duì)軸承、密封、聯(lián)軸器施加過(guò)度應(yīng)力。軟腳會(huì)造成電機(jī)定子基座變形，造成氣隙不均，導(dǎo)致2X線(xiàn)頻

6、的振動(dòng)。使用激光對(duì)中儀，逐次松動(dòng)設(shè)備的地腳，矯正軟腳。當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，相位用來(lái)確認(rèn)軟腳。測(cè)量地腳安裝平面和地腳的垂直相位。如果連接是緊的，兩者相位相同。如果相位差超過(guò)20度，地腳是松動(dòng)的或機(jī)組的框架斷裂或不穩(wěn)。軸承翹曲和軸彎曲相位可用來(lái)檢測(cè)軸承翹曲和軸彎曲。測(cè)量軸承座軸向4個(gè)位置的相位。如果軸承是翹曲或轉(zhuǎn)軸彎曲，每個(gè)方向的相位都不相同。如果轉(zhuǎn)軸是直的，軸承沒(méi)有翹曲，每個(gè)方向的相位是相同的。不平衡確認(rèn)1X轉(zhuǎn)頻通常以為轉(zhuǎn)子不平衡，可以使用相位確認(rèn)不平衡。測(cè)量軸承座垂直方向和水平方向上的相位，如果相位差約為90度，故障是不平衡。如果相位差接近0度或180度，這是有反映力引起的振動(dòng)。偏心的帶輪和軸不中都

7、是反映力。松動(dòng)，彎曲或扭曲相位可以用來(lái)檢測(cè)結(jié)構(gòu)松動(dòng)和由剛度弱或共振造成的彎曲和扭曲。測(cè)量每個(gè)連接點(diǎn)的垂直相位如圖11，如果連接點(diǎn)松動(dòng)，相位差會(huì)是180度。連接緊的，相位不會(huì)變化。軸不對(duì)中使用相位可以輕松的確認(rèn)轉(zhuǎn)軸不對(duì)中。對(duì)每個(gè)軸承的垂直，水平，軸向進(jìn)行測(cè)量，記錄相位和振動(dòng)。對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的水平方向、垂直方向、軸向數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。如果聯(lián)軸器兩側(cè)測(cè)點(diǎn)相位接近，對(duì)中良好。圖12中，徑向方向聯(lián)軸器兩側(cè)測(cè)點(diǎn)相位差180度，軸向方向相同。數(shù)據(jù)說(shuō)明是轉(zhuǎn)軸平行不對(duì)中。工作變形模態(tài)分析工作變形模態(tài)分析軟件ODS可以用來(lái)動(dòng)畫(huà)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。ODS是在設(shè)備工作時(shí)分析轉(zhuǎn)動(dòng)部件和結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的一種測(cè)量技術(shù)。ODS是相位分析的擴(kuò)

8、展，用計(jì)算機(jī)建立設(shè)備模型，輸入相位和振動(dòng)幅值數(shù)據(jù)或同時(shí)測(cè)量的時(shí)間波形，進(jìn)行動(dòng)畫(huà)處理。動(dòng)畫(huà)可以直觀(guān)的進(jìn)行故障診斷。ODS測(cè)試可以確認(rèn)很多機(jī)械故障和共振問(wèn)題，例如松動(dòng)，軟腳，開(kāi)焊，不對(duì)中，不平衡，共振造成的彎曲或扭曲，結(jié)構(gòu)剛度弱和基礎(chǔ)問(wèn)題。圖13是1個(gè)關(guān)于3個(gè)直接耦合轉(zhuǎn)子的簡(jiǎn)單ODS,相位和振幅是由固定安裝在透平發(fā)電機(jī)上位移傳感器測(cè)得的，包括X、Y。ODS軟件使用列表中的數(shù)據(jù)動(dòng)畫(huà)處理高-低壓透平轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。右側(cè)ODS動(dòng)畫(huà)顯示了設(shè)備在3600rpm時(shí)，各個(gè)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)形式和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。很多設(shè)備由于基礎(chǔ)劣化，松動(dòng)，支撐結(jié)構(gòu)共振或軸承故障造成異常振動(dòng)。相位可以研究包括從設(shè)備到基礎(chǔ)數(shù)百個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。好的ODS軟件很容易分析大量測(cè)點(diǎn)的相位和振動(dòng)幅值數(shù)據(jù)。ODS分析涉及設(shè)備運(yùn)動(dòng)的解釋和描述。結(jié)論振動(dòng)測(cè)