不對中、不平衡振動診斷要點

1、不對中的故障診斷要點1頻域：確認軸向和徑向在1、2、3倍頻處有穩(wěn)定的頂峰，特別注意2倍頻分量。徑向振動信號以1倍頻和2倍頻分量為主，軸系不對中越嚴重，其2倍頻分量就越大，多數(shù)情況下會超過1倍頻。軸向振動以1倍頻分量幅值較大，幅值和相位穩(wěn)定。聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)相臨軸承的油膜壓力反方向變化，一個油膜壓力變大，另一個那么變小。相位根本上成180度。4-10倍頻分量較小。2）時域：確認以穩(wěn)定的周期波形為主，每轉(zhuǎn)出現(xiàn)1個、2個或3個峰，沒有大的加速度沖擊現(xiàn)象。如果軸向振動徑向振動一樣大或者比徑向還大，那么說明情況非常嚴重。3振動信號的原始波形是畸變的正弦波。4軸心軌跡呈香蕉形或8字形，正進動。5振動對負荷變化較

2、為敏感，一般振動幅值隨負荷的增大而升高。提示：1）在確認不對中的假設(shè)干特征時，如果出現(xiàn)：軸向振動小且4-10倍頻分量較大，那么有可能是機械松動。2）在診斷不對中時，如果1倍頻分量比其他分量占優(yōu)勢，可能存在角不對中；2倍頻分量比其他分量占優(yōu)勢，可能存在平行不對中。3）如果時域波形不穩(wěn)定或出現(xiàn)較大的沖擊現(xiàn)象，可能是其他故障。4）對于電機，如果基頻及其他倍頻分量大的同時，其振動時域波形有調(diào)制現(xiàn)象，或基頻處出現(xiàn)邊頻，可能存在機電故障，如轉(zhuǎn)子斷條或軸承傾斜導(dǎo)致的偏心。5）對于齒式聯(lián)軸器在2倍頻下，還可能出現(xiàn)3、4、5等倍頻分量。6）對于目前使用較多的膜片聯(lián)軸器可出現(xiàn)N倍頻N為螺栓的個數(shù)不平衡的振動診斷1

3、）頻域：i .確認頻譜中以穩(wěn)定的基頻分量為主，其它倍頻幅值很小。ii .軸向振動比徑向小得多。iii .必要時可以改變轉(zhuǎn)速，在升速過程中當轉(zhuǎn)速小于臨界轉(zhuǎn)速時，確認工頻幅值隨轉(zhuǎn)速升高而增大；當轉(zhuǎn)速大于臨界轉(zhuǎn)速后，振幅隨轉(zhuǎn)速增大反而減小，并趨向一個較小的穩(wěn)定值。當轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速時，將產(chǎn)生共振，此時振幅將有最大峰值。2）時域：i .波形以穩(wěn)定的單一頻率為主，軸每轉(zhuǎn)一周出現(xiàn)一個峰值。振動信號的原始波形為正弦波。ii .軸向振動比徑向小得多。iii .軸心軌跡呈橢圓形。iv.轉(zhuǎn)子的進動特征為同步正進動提示：1 .造成徑向振動基頻幅值大的其他故障還有：軸彎曲、機械松動及機械共振。要加以區(qū)分，在檢測不平衡

4、前應(yīng)予以糾正。2 .如果1、2、3倍頻等分量大，而且垂直方向振動明顯大于水平方向振動，有可能是根底松動。3 .如果軸向振動較大，并且徑向和軸向的1、2、3倍頻分量較大，有可能存在軸彎曲或角度不對中。4 .稍微改變轉(zhuǎn)速，如果基頻幅值變化很大，可診斷為機械共振。5 .對于電機，如果基頻幅值大的同時，其振動時域波形有緩慢的調(diào)制現(xiàn)象，可能存在機電故障，如轉(zhuǎn)子斷條或裂紋。6 .軸彎曲與不平衡有相似的頻譜特征。區(qū)分的方法是：低轉(zhuǎn)速下測量轉(zhuǎn)子不同部位的徑向跳動量，即可以判斷轉(zhuǎn)子是否存在初始彎曲；如果有條件，可以測試軸兩端的相位，也可以幫助判斷軸是否存在彎曲。在一定的轉(zhuǎn)速下改變機組負荷，如果振動隨負荷和時間而

5、變化，那么可能存在局部的摩擦、受熱或冷卻不均勻引起的熱彎曲。轉(zhuǎn)子動不平衡確認步驟翻譯+個人經(jīng)歷1、信號錄取方法：1最好使用6通道儀器同時記錄1V、2V、1H、2H、1A、2A振動；2也可以使用2通道儀器分別同時記錄1V、2V；1H、2H；1A、2A振動。2、分析1V、2V相位差3、分析1H、2H相位差：假設(shè)1V、2V相位差與1H、2H相位差接近，那么可能存在動不平衡4、分析1V、1H相位差5、分析2V、2H相位差：假設(shè)1V、1H相位差與2V、2H相位差分別接近90度或分別接近270度，那么可能存在動不平衡假設(shè)1V、1H相位差為90度，而2V、2H相位差不是90度，那么可能在1點發(fā)生局部動不平衡

6、，如電機端部冷卻風(fēng)扇的動不平衡。說明：90度、270度，并非準確值，一般在正負30度以即可.6、計算1V、2V幅值比，取整數(shù)7、計算1H、2H幅值比，取整數(shù)。假設(shè)這兩個整數(shù)接近，那么可以確認存在動不平衡8、計算1A、1H幅值比9、計算2A、2H幅值比：假設(shè)1A、1H幅值比與2A、2H幅值比分別小于1/3，那么可以確認存在動不平衡10、分析1V、2V；1H、2H；1A、2A相位關(guān)系假設(shè)1V、2V；1H、2H；1A、2A分別同相位或分別180度反同相，那么可以確認存在動不平衡機械松動的診斷要點1頻域a靦認徑向振動有較大的1倍頻分量，特別是3-10倍頻分量。b）可能有1/2、3/2、5/2等分數(shù)倍頻

7、分量，它們隨時間增大。c）確認軸向振動小或正常。2時域a小穩(wěn)定的非周期信號占優(yōu)勢，可能有大的沖擊信號。b）比擬垂直和水平方向的振動，可以發(fā)現(xiàn)振動具有高度的方向性。提示：1故障嚴重，還會出現(xiàn)1/3、1/4倍頻等分量。2機械松動也可在到達工作溫度且部件已經(jīng)熱膨脹后出現(xiàn)。3水平固定的機器，如果基座松動，那么垂直方向會出現(xiàn)很大的一倍頻振動，一般比水平方向振動還大。所以，這一點要特別注意和轉(zhuǎn)子不平衡相區(qū)分。4具有松動故障的典型頻譜特征是以工頻為基頻的各次諧波，并在譜圖中?？吹?0X。國外有人認為，假設(shè)3X處峰值最大，是軸和軸承間有松動，假設(shè)4X處有峰值，說明軸承本身、松動。電機轉(zhuǎn)子故障診斷要點1確認1、

8、2、3倍頻振動分量大且有邊頻帶，假設(shè)邊頻帶間隔為psf,說明有轉(zhuǎn)子斷條或裂紋。2出現(xiàn)電源頻率振動分量說明轉(zhuǎn)子彎曲或轉(zhuǎn)子偏離磁場中心。3確認時域波形有強烈的調(diào)制，周期為1/psf,說明有轉(zhuǎn)子斷條問題。4檢查軸向振動，軸向振動應(yīng)很小。假設(shè)軸向振動有較大的1倍頻分量，而徑向振動1倍頻分量沒有明顯的邊頻帶，那么可能是軸承傾斜或不對中，轉(zhuǎn)子彎曲，或轉(zhuǎn)子偏離磁場中心葉輪/葉片和旋翼故障診斷要點1確認1、2、3倍葉片通過頻率分量大；2確認葉片通過頻率及其諧波有顯著的邊帶成分，測量其頻率間隔，有調(diào)制頻率確定故障部位。3確認1倍葉輪轉(zhuǎn)速有較大峰值及存在邊頻帶，說明葉片損傷、摩擦、污物附著或可能是入口或出口壓力波

9、動。4確認1/2諧波分量及3/2、5/2諧波分量，說明轉(zhuǎn)子與機殼間有摩擦。5葉片通過頻率二軸轉(zhuǎn)速葉片數(shù)6如果流場中有靜葉片，可激發(fā)較高頻振動，其頻率是：葉片通過頻率靜葉片數(shù)。動壓滑動軸承油膜渦動診斷要點診斷a)l認徑向振動頻譜中有顯著而穩(wěn)定的0.42-0.48倍頻分量有時看起來很象1/2倍頻，要仔細區(qū)分?？赡苡休^大的高次諧波分量。最近研究報道倍頻圍可以到達0.42-0.8倍頻，甚至在實驗室測試觀察到了1倍頻。b)確認軸向振動在渦動頻率處分量較小。c)軸心軌跡呈雙橢圓或紊亂不重合，模擬軸心軌跡呈“8字形。d)確認時域波形中穩(wěn)定的周期信號占優(yōu)勢，每轉(zhuǎn)一周少于一個峰值，沒有大的加速度沖擊。提示：為區(qū)

10、分渦動頻率(0.42-0.48)倍頻分量與機械松動或軸承摩擦產(chǎn)生的1/2倍頻分量，必須使用高分辨率頻譜和峰值標記。為此，要設(shè)置足夠大的譜線數(shù)、使頻率分辨率到達轉(zhuǎn)速的2-5%。分析頻率/采樣點數(shù)/譜線數(shù)的設(shè)置要點1最高分析頻率：Fm指需要分析的最高頻率，也是經(jīng)過抗混濾波后的信號最高頻率。根據(jù)采樣定理，F(xiàn)m與采樣頻率Fs之間的關(guān)系一般為：Fs=2.56Fm；而最高分析頻率的選取決定于設(shè)備轉(zhuǎn)速和預(yù)期所要判定的故障性質(zhì)。2采樣點數(shù)N與譜線數(shù)M有如下的關(guān)系：N=2.56M其中譜線數(shù)M與頻率分辨率AF及最高分析頻率Fm有如下的關(guān)系：F=Fm/M即：M=Fm/AF所以：N=2.56Fm/AF采樣點數(shù)的多少與

11、要求多大的頻率分辨率有關(guān)。例如：機器轉(zhuǎn)速3000r/min=50Hz，如果要分析的故障頻率估計在8倍頻以下，要求譜圖上頻率分辨率AF=1Hz,那么采樣頻率和采樣點數(shù)設(shè)置為：最高分析頻率Fm=850Hz=400Hz;采樣頻率Fs=2.56Fm=2.56400Hz=1024Hz;采樣點數(shù)N=2.56Fm/AF=2.56400Hz/1Hz=1024=210譜線數(shù)M=N/2.56=1024/2.56=400條電機振動異常的識別與診斷三相交流電機定子異常產(chǎn)生的電磁振動，三相交流電機在正常運轉(zhuǎn)時，機座上受到一個頻率為電網(wǎng)頻率2倍的旋轉(zhuǎn)力波的作用，而可能產(chǎn)生振動，振動大小與旋轉(zhuǎn)力波的大小和機座的剛度直接有關(guān)

12、。定子電磁振動異常的原因：定子三相磁場不對稱，如電網(wǎng)三相電壓不平衡。因接觸不良和斷線造成單相運行，定子繞組三相不對稱等原因，都會造成定子磁場不對稱，而產(chǎn)生異常振動。定子鐵心和定子線圈松動將使定子電磁振動和電磁噪聲加大。電磁底腳線條松動，相當于機座剛度降低使定子振動增加。定子電磁振動的特征：振動頻率為電源頻率的2倍，F(xiàn)=2f切斷電源，電磁振動立即消失振動可以在定子機座上和軸承上測得振動強度與機座剛度的負載有關(guān)氣隙靜態(tài)偏心引起的電磁力電機定子中心與轉(zhuǎn)子軸心不重合時，定、轉(zhuǎn)子之間氣隙將會出現(xiàn)偏心現(xiàn)象，偏心固定在一個位置上，在一般情況下，氣隙偏心誤差不超過氣隙平均值的上下10%是允許的，過大的偏心值產(chǎn)

13、生很大的單邊磁拉力。氣隙靜態(tài)偏心產(chǎn)生的原因：電磁振動頻率是電源頻率的2倍F=2f。振動隨偏心值的增大在增加，隨負載增大而增加。斷電后電磁振動消失。靜態(tài)偏心產(chǎn)生的電磁振動與定子異常產(chǎn)生的電磁振動非常相似，難以區(qū)別。氣隙動態(tài)偏心引起電磁振動偏心的位置對定子是不固定的，對轉(zhuǎn)子是固定的，因此偏心的位置隨轉(zhuǎn)子而轉(zhuǎn)動。氣隙動態(tài)偏心產(chǎn)生的原因：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸彎曲轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸或軸承不同心。轉(zhuǎn)子鐵心不圓氣隙動態(tài)偏心產(chǎn)生電磁振動的特征；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率和定子磁場旋轉(zhuǎn)頻率的電磁振動都可能出現(xiàn)。電磁振動的振幅隨時間變化而脈動振，脈動的頻率為2sf周期為1/2sf當電動機負載增加，S加大，其脈動節(jié)拍加快。電動機往往發(fā)生與脈動

14、節(jié)拍相一致的電磁噪聲。斷電后，電磁振動消失，電磁噪聲消失。轉(zhuǎn)子繞組故障引起的電磁振動?；\形電機籠條斷裂，繞組異步電機由于轉(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：籠條鑄造質(zhì)量不良，產(chǎn)生斷條和高阻。籠形轉(zhuǎn)子因頻繁起動，電機負載大產(chǎn)生斷條或高阻。饒式異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組回路電氣不平衡，產(chǎn)生不平衡電磁力。同步電動機磁繞組匝間短路。轉(zhuǎn)子繞組故障引起電磁振動的特征：轉(zhuǎn)子繞組故障引起電磁振動與轉(zhuǎn)子動態(tài)偏心產(chǎn)生的電磁振動，波形相似，現(xiàn)象相似，較難區(qū)別，振動頻率為f/p，振幅以2sf的頻率在脈動、電動機發(fā)生與脈動節(jié)拍一致的電磁噪聲。在空載或輕載時，振動與節(jié)拍噪聲不明顯，當負載增大時，這種

15、振動和噪聲隨之增加，當負載超過50%時，現(xiàn)象較為明顯。2sf。±2sfo在定子的一次電流中，也產(chǎn)生脈動變化其脈動節(jié)拍頻率為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。同步電動機勵磁繞組但匝間短路，能引起f/p頻率轉(zhuǎn)頻的電磁振動和噪聲，無節(jié)拍脈動振動現(xiàn)象與轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機械振動相似。斷電后，電磁振動和電磁噪聲消失。轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機械振動；轉(zhuǎn)子不平衡的原因電機轉(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。轉(zhuǎn)子零部件脫落和移位，絕緣收縮造成繞組移位、松動。聯(lián)軸器不平衡，冷卻風(fēng)扇不平衡，皮帶輪不平衡。冷卻風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子外表不均勻積垢。轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機械振動特征振動頻率與

16、轉(zhuǎn)頻相等振動值隨轉(zhuǎn)速增高而加大，與電機負載無關(guān)。振動值以經(jīng)向為最大，軸向很小。當?shù)啬_螺絲松動時，電機的轉(zhuǎn)頻和電機定子固有頻相近時，由于轉(zhuǎn)子不平衡共振將產(chǎn)生異常振動，造成電機構(gòu)造件的破壞和疲勞。滑動軸承由于油膜渦動產(chǎn)生振動。產(chǎn)生的原因：在軸承比負載較小，軸頸線速度叫高，特別是大型告訴的柔性轉(zhuǎn)子電機中易發(fā)生，軸承經(jīng)過長期運行，間隙變大，或潤滑油粘度大，油溫低，軸承負載輕等互相造成油膜加厚，軸承油膜動壓不穩(wěn)定而產(chǎn)生振動?；瑒虞S承油膜滑動的特征：振動頻率略低于轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的Fr的一半，約為0.42-0.48Fr.油膜渦動的振動是徑向的。油膜渦動往往是突然出現(xiàn)的，診斷的方法是油膜渦動偶，改變油的粘度和溫

17、度振動就能減輕和消失?；瑒虞S承由于油膜振蕩產(chǎn)生振動油膜振蕩產(chǎn)生的原因：油膜振蕩產(chǎn)生的原因和油膜渦動的原因一樣，也是油膜動壓不穩(wěn)造成的。當轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率增加時，油膜渦動頻率隨之增加，兩者關(guān)系近似保持不變的比值約0.420.48之間，當轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)頻率到達其一階臨界轉(zhuǎn)速的2倍時，隨著轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的增加，渦動頻率將不變，等于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)頻，而與轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率無關(guān)，并出現(xiàn)強烈的振動，這種現(xiàn)象為油膜振蕩，產(chǎn)生強烈振動的原因是油膜渦動與系統(tǒng)共振，兩者相互鼓勵，相互促進的結(jié)果。對油膜振蕩來說，除了油膜性質(zhì)改變以外，轉(zhuǎn)子不平衡量的增加和地腳螺絲的松動都會誘導(dǎo)油膜振蕩的發(fā)生。油膜振蕩的特征：振蕩頻率等于轉(zhuǎn)子的一階

18、臨界轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)速接近一階臨界轉(zhuǎn)速2倍的大型，告訴柔性轉(zhuǎn)子電機極易發(fā)生油膜振蕩。油膜振蕩是徑向振動。減少轉(zhuǎn)子不平衡，降低潤滑油粘度和提高油溫，能使油膜振蕩消失和減輕。加工和裝配不良產(chǎn)生振動；產(chǎn)生的原因：與軸承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。振動的特征：振動幅值以軸向為最大。振動頻率與轉(zhuǎn)頻一樣。安裝時，軸線不對中引起振動；機組安裝后，電機和負載機械的軸心線應(yīng)該一致相重合，當軸心線不重合時，電動機在運行時就會受到來自聯(lián)軸器的作用力而產(chǎn)生振動。不對中分為3種情況。軸心線平行不對中偏心不對中，就是電動機與負載機械軸心線雖然平行，但不重合，存在一個偏心距，隨電機轉(zhuǎn)動，其軸伸上就受到一個來自聯(lián)軸器的一個徑向旋轉(zhuǎn)力的作用，使電機產(chǎn)生徑向振動，振幅與偏心距大和轉(zhuǎn)速上下有關(guān)，頻率是轉(zhuǎn)頻的2倍。軸心線相交不對中，當電動機與負載機械軸心相交時，聯(lián)軸器的結(jié)合面往往出現(xiàn)“口現(xiàn)象。電動機轉(zhuǎn)動時，就會受到聯(lián)軸器的一個交變的軸向力作用，產(chǎn)生了軸向振動，產(chǎn)生了軸向振動，頻率與轉(zhuǎn)頻一樣。軸心線既相交又偏心的不對中：在實際安裝中，以上兩種不對中情況往往同時存在，特征如下：1、徑向振動出現(xiàn)1倍頻，