RA-ENTEK機(jī)械設(shè)備典型故障的振動特性

1、1 2 力不平衡 力偶不平衡 動不平衡 懸臂轉(zhuǎn)子不平衡 角不對中 平行不對中 軸承不對中 聯(lián)軸節(jié)故障 結(jié)構(gòu)框架/底座松動 軸承座松動 軸承等部件松動 齒輪磨損 齒輪偏心 齒輪不對中 同頻占主導(dǎo)，相位穩(wěn)定。如果只有不平衡，1X幅 值大于等于通頻幅值的80，且按轉(zhuǎn)速平方增大。 通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不應(yīng)超過兩倍。 同一設(shè)備的兩個軸承處相位接近。 水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。 典型的頻譜 相位關(guān)系力力 不不 平平 衡衡 典型的頻譜 相位關(guān)系力力 偶偶 不不 平平 衡衡 同頻占主導(dǎo)，相位穩(wěn)定。振幅按轉(zhuǎn)速平方增大。需進(jìn)行雙平面動平衡。 偶不平衡在機(jī)器兩端支承處均產(chǎn)生振動

2、， 有時一側(cè)比另一側(cè)大 較大的偶不平衡有時可產(chǎn)生較大的軸向振 動。 兩支承徑向同方向振動相位相差180。 動不平衡是前兩種不平衡的合成結(jié)果。 仍是同頻占主導(dǎo)，相位穩(wěn)定。 兩支承處同方向振動相位差接近 典型的頻譜 相位關(guān)系動動 不不 平平 衡衡 懸臂轉(zhuǎn)子不平衡在軸向和徑向都會引起較大1X振動。 軸向相位穩(wěn)定，而徑向相位會有變化。 懸臂式轉(zhuǎn)子可產(chǎn)生較大的軸向振動，軸向振動有時甚至超過徑向振動。 兩支承處軸向振動相位接近。 往往是力不平衡和力偶不平衡同時出現(xiàn) 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系懸懸 臂臂 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子 不不 平平 衡衡 當(dāng)旋轉(zhuǎn)的皮帶輪、齒輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子等有幾何偏心時，會在兩個轉(zhuǎn)子中心連線方向上產(chǎn)

3、生較大的1X振動；偏心泵除產(chǎn)生1X振動外，還由于流體不平衡會造成葉輪通過頻率及倍頻的振動。 垂直與水平方向振動相位相差為0或180。 采用平衡的辦法只能消除單方向的振動。 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系 振動特征類似動不平衡，振動以1X為主，如果彎曲靠近聯(lián)軸節(jié)，也可產(chǎn)生2X振動。類似不對中、通常振幅穩(wěn)定，如果2X與供電頻率或其諧頻接近，則可能產(chǎn)生波動。 軸向振動可能較大，兩支承處相位相差180度。 振動隨轉(zhuǎn)速增加迅速增加，過了臨界轉(zhuǎn)速也一樣。 典型的頻譜 相位關(guān)系有資料表明現(xiàn)有企業(yè)在役設(shè)備3050存在不同程度的不對中，嚴(yán)重的不對中會造成設(shè)備部件的過早損壞，同時會造成能源的浪費(fèi)。不對中既可產(chǎn)生徑向振

4、動，又會產(chǎn)生軸向振動；既會造成臨近聯(lián)軸節(jié)處支承的振動，也會造成遠(yuǎn)離聯(lián)軸節(jié)的自由端的振動。不對中易產(chǎn)生2X振動，嚴(yán)重的不對中有時會產(chǎn)生類似松動的高次諧波振動。 相位是判斷不對中的最好判據(jù)。 角不對中產(chǎn)生較大的軸向振動，頻譜成分為1X和2X；還常見1X、2X或3X都占優(yōu)勢的情況。 如果2X或3X超過1X的30到50，則可認(rèn)為是存在角不對中。 聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸向振動相位相差180度。 典型的頻譜 相位關(guān)系角角 不不 對對 中中 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系平平 行行不不 對對 中中 平行不對中的振動特性類似角不對中，但徑向振動較大。 頻譜中2X較大，常常超過1X，這與聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。 角不對中和平行不

5、對中嚴(yán)重時，會產(chǎn)生較多諧波的高諧次（4X8X）振動。 聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)相位相差也是180度。 軸承不對中或卡死將產(chǎn)生1X, 2X軸向振動，如果測試一側(cè)軸承座的四等分點(diǎn)的振動相位，對應(yīng)兩點(diǎn)的相位相差180度。 通過找對中無法消除振動，只有卸下軸承重新安裝。 典型的頻譜 相位關(guān)系軸軸 承承 不不 對對 中中 如果聯(lián)軸節(jié)的短節(jié)過長或過短，通常會產(chǎn)生明顯的3X振動。 齒型聯(lián)軸節(jié)卡死會引起軸向和徑向振動，通常軸向大于徑向，頻譜以1X為主，兼有其它諧頻，也有出現(xiàn)4X為主的實(shí)例。 振動隨負(fù)荷而變，1X明顯。 松動的聯(lián)軸節(jié)將引起嚙合頻率及葉片通過頻率的振動，其周圍分布1X旁瓣。聯(lián)聯(lián) 軸軸 節(jié)節(jié) 故故 障障 對 中

6、不 良 設(shè) 備 的 軸 心 軌 跡松動本身不是純粹松動本身不是純粹 的故障，不會直接的故障，不會直接 產(chǎn)生振動，但它可產(chǎn)生振動，但它可 放大故障的作用。放大故障的作用。A 結(jié) 構(gòu) 框 架 或 底 座 松 動B 軸 承 座 松 動C 軸 承 等部 件 配 合松 動A. 結(jié) 構(gòu) 框 架/ 底 座 松 動 振動特征: 類似不平衡或不對中，頻譜主要以1X為主。 振動具有局部性，只表現(xiàn)在松動的轉(zhuǎn)子上。 同軸承徑向振動垂直，水平方向相位差0或180度。 底板連接處相鄰結(jié)合面的振動相位相差180度。 如果軸承緊固是在軸向，也會引起類似不對中的軸向振動。 包括如下幾方面的故障 支腳、底板、水泥底座松動/強(qiáng)度不

7、夠； 框架或底板變形；緊固螺絲松動。B. 由于結(jié)構(gòu)/ 軸承座晃動或開裂引起的松動 振動特征: 主要以2X為特征(主要是徑向2X超過1X的50%) 幅值有時不穩(wěn)定 振動只有伴隨其它故障如不平衡或不對中時才有表現(xiàn)，此時要消除平衡或?qū)χ袑⒑芾щy。 在間隙達(dá)到出現(xiàn)碰撞前，振動主要是1X和2X；出現(xiàn)碰撞后，振動將出現(xiàn)大量諧頻。 包括如下幾方面的故障 結(jié)構(gòu)或軸承座開裂 支承件長度不同引起的晃動 部件間隙出現(xiàn)少量偏差時(尚無碰撞) 緊固螺絲松動。C. 軸承在軸承座內(nèi)松動或部件配合松動 振動特征:常常出現(xiàn)大量的高次諧頻，有時10X，甚至20X，松動嚴(yán)重時還會出現(xiàn)半頻及諧頻 (0.5X, 1.5X.) 成分。半

8、頻及諧頻往往隨不平衡或不對中等故障出現(xiàn)。振動具有方向性和局部性。振動幅值變化較大，相位有時也不穩(wěn)定。包括如下幾方面的故障軸承在軸承座內(nèi)松動軸承內(nèi)圈間隙大軸承保持架在軸承蓋內(nèi)松動軸承松動或與軸有相對轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中與定子的摩擦?xí)斐蓢?yán)重的設(shè)備故障 在摩擦過程中, 轉(zhuǎn)子剛度發(fā)生改變從而改變轉(zhuǎn)子系 統(tǒng)的固有頻率, 可能造成系統(tǒng)共振。 往往會激起亞諧波振動(1/2X, 1/3X.), 嚴(yán)重時出現(xiàn)大量的諧頻(1/2X, 1.5X, 2.5X.)，并伴隨有噪音。軸徑和滑動軸承鎢金干摩電動機(jī)轉(zhuǎn)子與定子接觸葉輪與擴(kuò)壓器口接觸汽輪機(jī)葉片與靜葉嚴(yán)嚴(yán) 重重 摩摩 擦擦輕輕 微微 摩摩 擦擦軸與汽封摩擦聯(lián)軸器罩

9、摩軸皮帶摩擦皮帶罩葉片摩擦外罩 典型的摩擦波形 潤 滑 油 不 足 引 起 的 頻 譜 有資料顯示僅有1020的軸承達(dá)到或接近設(shè)計壽命. 其余部分因?yàn)槿缦赂鞣N原因達(dá)不到設(shè)計壽命: 潤滑不當(dāng), 使用錯誤的潤滑劑；潤滑劑或軸承內(nèi)混入贓物或雜質(zhì)；運(yùn)輸或存放不當(dāng)；選型不當(dāng)、安裝錯誤等. 振動監(jiān)測的最終目的是通過跟蹤軸承狀態(tài)了解何時需要更換軸承.位移：不易用于軸承的監(jiān)測。加速度：可早期發(fā)現(xiàn)軸承的故障征兆，應(yīng)與速度聯(lián)用。使用包絡(luò)技術(shù)或gSE監(jiān) 測 參 數(shù) 的 選 擇 第一階段：軸承故障出現(xiàn)在超聲段20K 60KHz, 它們可用gSE、高頻(HFD)g來測量、評定。例如：某軸承在第一階段的尖峰能量值為0.2

10、5gSE(實(shí)測數(shù)值與測試位置和機(jī)械轉(zhuǎn)速有關(guān))。 第二階段：輕微的軸承故障開始“敲擊”出軸承元件的固有頻率段，一般在5002KHz范圍內(nèi)；本階段后期表現(xiàn)為在固有頻率附近出現(xiàn)邊頻（例：0.25gSE 0.5gSE ）滾 動 軸 承 故 障 譜 特 征 (1) 第三階段：軸承出現(xiàn)磨損故障頻率和諧波出現(xiàn)； 磨損發(fā)展時出現(xiàn)更多故障頻率諧波，并且邊帶數(shù)目增多，振動尖峰能量值繼續(xù)增大。 第四階段：這一階段甚至影響1X分量，并引起其它倍頻分量2X、3X等的增大。軸承故障頻率和固有頻率開始“ 消失” 被隨機(jī)振動或噪音代替，高頻量和尖峰能量值很大。滾 動 軸 承 故 障 譜 特 征 (2)滾 動 軸 承 故 障 頻 譜滾 動 軸 承 故 障 前 后gSE 譜 滑動軸承摩擦后期通常出現(xiàn)一系列倍頻成分（多達(dá)10X20X）。 老的滑動軸承往往產(chǎn)生垂直方向比水平方向振幅更大的振動。 間隙過大的滑動軸承可能會導(dǎo)致不平衡、不對中等引起的振動更大。摩擦/間隙過大的頻譜油膜振蕩 松動，1/2X, 1/3X等成分，隨負(fù)荷變化較大 烏金脫落，1/2X及諧頻，幅值小于松動譜 瓦塊損壞，1/3X渦動，調(diào)油溫有效滑 動 軸 承 損 壞 及 松 動 頻 譜 正常的頻譜出現(xiàn)所有轉(zhuǎn)軸的1X和嚙合頻率(GMF)。 齒輪嚙合頻率的兩側(cè)有轉(zhuǎn)速邊帶，其峰值較小。 齒磨損：齒輪固有頻率出現(xiàn)，且有磨損齒輪所在軸