旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷1

1、第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷61 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征及信號(hào)特點(diǎn) 611 轉(zhuǎn)子特性 何謂旋轉(zhuǎn)機(jī)械 主要運(yùn)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的機(jī)械 汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī) 核心：轉(zhuǎn)軸組件 轉(zhuǎn)子、軸、齒輪傳動(dòng)件、葉輪、聯(lián)軸器 滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承；支座、定子、機(jī)座；密封、密封裝置第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷單圓盤(pán)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速re A O 01r/ecC A m O O mktmekytymtmekxtxmc222222 dddd臨界轉(zhuǎn)速sincosk y x 由上式中解出x和y,并求得振幅r。圓盤(pán)慣性力圓盤(pán)慣性力 軸彈性力軸彈性

2、力 偏心的離心力偏心的離心力第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷re A O C A m O O k y 第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷；一般、方程的解為：稱為阻尼比其中令1012; ,2;22222222.nnnnttnnnneetitiieBeAzmcmkzzziyxz第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 ;10;2)sin(22222212eetititniiteKznnnnnn第二項(xiàng)為：；第一項(xiàng)很快衰減為）（）（第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷;)(;212)tan(2242122為軸心位置其幅值及角度為：，）（；）（）（zeAztinnnnnA第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷結(jié)論結(jié)

3、論1 由圓盤(pán)質(zhì)量偏心的不平衡響應(yīng)產(chǎn)生兩種運(yùn)動(dòng)，一是圓盤(pán)以角速度 繞自己軸心的自轉(zhuǎn)，一是軸心以角速度 繞圓盤(pán)的靜撓曲線的渦動(dòng)。 若無(wú)阻尼（ ），當(dāng) 時(shí)，振幅趨于無(wú)限大。由于實(shí)際中存在阻尼，此時(shí)振幅會(huì)達(dá)到一個(gè)有限的峰值。n0第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷結(jié)論2 轉(zhuǎn)軸的渦動(dòng)頻率與質(zhì)量偏心引起的激振力頻率相同，即和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相同； 渦動(dòng)振幅的相位和激振力的相位差在 時(shí)，渦動(dòng)向量滯后激振力向量090，當(dāng) 時(shí)，為90180。 ，相位差為180，即質(zhì)心位與原點(diǎn)與軸心之間。nnn第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 與沒(méi)有阻尼的相比，有阻尼的情況下，臨界轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子的振幅將隨阻尼增加而減少。同時(shí)，隨阻尼的增大，臨界轉(zhuǎn)速的數(shù)字將有所

4、增加，但增加量很小。 臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振幅滯后于激振力90。 臨界轉(zhuǎn)速就是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的偏心質(zhì)量在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中形成的激振力與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)速。第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷結(jié)論2 nnnn 紅色為質(zhì)量偏心矢量，黑色為渦動(dòng)位移矢量第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷結(jié)論3 在一定的轉(zhuǎn)速下，振幅與激振力的幅值成正比，振幅向量滯后與激振力的相位角不變。這就是剛性轉(zhuǎn)子加平衡的理論依據(jù)。第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 臨界轉(zhuǎn)速 What？當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值后，振動(dòng)就大得使機(jī)組無(wú)法繼續(xù)工作，即所謂臨界轉(zhuǎn)速 現(xiàn)現(xiàn)象？象？轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速下會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng) 大??？大??？臨界轉(zhuǎn)速數(shù)值上一般等于轉(zhuǎn)子橫向振動(dòng)的固有頻率。大小決定于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)

5、（質(zhì)量和剛度的分布）和軸承的結(jié)構(gòu)(邊界條件) 形式？形式？一個(gè)實(shí)際的轉(zhuǎn)子往往有多階臨界轉(zhuǎn)速，從低到高依次稱為第一階、第二階、第三階等 特點(diǎn)？特點(diǎn)？每一階臨界轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子有一個(gè)對(duì)應(yīng)的振型第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 影響臨界轉(zhuǎn)速的因素 支承支承剛剛度度 只有在支承完全不變形的條件下，支點(diǎn)才會(huì)在轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不動(dòng)?？紤]支承的彈性變形時(shí)，就相當(dāng)于彈簧與彈性轉(zhuǎn)軸相串聯(lián)。 支承與彈性轉(zhuǎn)軸串聯(lián)后，總的彈性剛度要低于轉(zhuǎn)軸本身的彈性剛度，使轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速降低。 回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)力矩力矩 轉(zhuǎn)子的軸線與支點(diǎn)的連線有夾角，會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力矩，也稱陀螺力矩。 正進(jìn)動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)力矩可以提高轉(zhuǎn)子的剛度，臨界轉(zhuǎn)速增大；反進(jìn)動(dòng)時(shí)，降低轉(zhuǎn)子

6、的剛度，臨界轉(zhuǎn)速減小。 組組合合轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子 組合系統(tǒng)中各轉(zhuǎn)子的各階臨界轉(zhuǎn)速高于單個(gè)轉(zhuǎn)子。第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷支承剛度對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響 小 支承剛度 大臨界轉(zhuǎn)速 0K支承剛度降低，臨界轉(zhuǎn)速隨之下降支承剛度降低，臨界轉(zhuǎn)速隨之下降mkc : 臨界轉(zhuǎn)速第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷單轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和振型 單轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和振型650MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 n1= 604 r/minn2= 1840 r/minn3= 4651 r/min多自由度轉(zhuǎn)子有多個(gè)臨界轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的振型多自由度轉(zhuǎn)子有多個(gè)臨界轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的振型第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷多轉(zhuǎn)子軸系的臨界轉(zhuǎn)速和振型200MW汽輪發(fā)電機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子 中壓轉(zhuǎn)子 低壓轉(zhuǎn)子 發(fā)

7、電機(jī)轉(zhuǎn)子 第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷多轉(zhuǎn)子軸系的臨界轉(zhuǎn)速和振型200MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系汽輪發(fā)電機(jī)組軸系 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子型n1 =1002 r/min中壓轉(zhuǎn)子型n2 = 1470 r/min高壓轉(zhuǎn)子型n3 = 1936 r/min低壓轉(zhuǎn)子型n4 = 2014 r/min發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子型n5 = 2678 r/min高壓轉(zhuǎn)子 中壓轉(zhuǎn)子 低壓轉(zhuǎn)子 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 軸系各階振型中，一般有一個(gè)轉(zhuǎn)子起主導(dǎo)作用軸系各階振型中，一般有一個(gè)轉(zhuǎn)子起主導(dǎo)作用。第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分類 剛剛性性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子系子系統(tǒng)統(tǒng)：工作轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以下 判別依據(jù)：一般工作轉(zhuǎn)速6000r/min 的機(jī)械系統(tǒng)屬于柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 亞亞同

8、步振同步振動(dòng)動(dòng)：振動(dòng)頻率 工作頻率 自激振自激振動(dòng)動(dòng)：振動(dòng)過(guò)程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部不斷有能量輸入而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 兩種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)特點(diǎn)比較剛剛性系性系統(tǒng)統(tǒng)柔性系柔性系統(tǒng)統(tǒng)振振動(dòng)動(dòng)特點(diǎn)特點(diǎn)強(qiáng)迫振強(qiáng)迫振動(dòng)動(dòng)自激振自激振動(dòng)動(dòng)激振原因激振原因由于外部激振力或激振位移引起的由于外部激振力或激振位移引起的在振在振動(dòng)過(guò)動(dòng)過(guò)程中，由于系程中，由于系統(tǒng)內(nèi)統(tǒng)內(nèi)部有能量部有能量輸輸入入而引起的而引起的頻頻率率與與工作工作頻頻率的率的關(guān)關(guān)系系振振動(dòng)頻動(dòng)頻率率 = 工作工作頻頻率率（同步振（同步振動(dòng)動(dòng)）振振動(dòng)頻動(dòng)頻率率 工作工作頻頻率率（亞亞同步振同步振動(dòng)動(dòng)）頻頻率率與轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)速速變變化的化的關(guān)關(guān)系系

9、振振動(dòng)頻動(dòng)頻率率隨轉(zhuǎn)隨轉(zhuǎn)速速變變化而化而變變化，呈比例化，呈比例關(guān)關(guān)系系振振動(dòng)頻動(dòng)頻率在一定范率在一定范圍內(nèi)圍內(nèi)可能存在某可能存在某種種比例比例關(guān)關(guān)系，但超系，但超過(guò)過(guò)一定范一定范圍圍后后則則主要主要與轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)子的子的一一階階自振自振頻頻率有率有關(guān)關(guān)振幅振幅與轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)速速變變化的化的關(guān)關(guān)系系振幅振幅隨轉(zhuǎn)隨轉(zhuǎn)速增加而增加，速增加而增加，達(dá)達(dá)到到臨臨界界轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速時(shí)時(shí)振幅出振幅出現(xiàn)現(xiàn)峰峰值值，然后，然后則隨轉(zhuǎn)則隨轉(zhuǎn)速之速之增加而增加而減減小，小，趨趨于某定于某定值值隨轉(zhuǎn)隨轉(zhuǎn)速的速的變變化振幅有突化振幅有突發(fā)變發(fā)變化的可能（增化的可能（增大或大或減減?。┬。┳枘岬挠白枘岬挠绊戫懽枘嶙枘釋?duì)臨對(duì)臨界界轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速無(wú)

10、影速無(wú)影響響，但，但對(duì)對(duì)共振峰共振峰的高低有的高低有較較大影大影響響對(duì)頻對(duì)頻率及振幅影率及振幅影響響不大不大第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障分類頂隙激振喘振旋轉(zhuǎn)失速油膜振蕩油膜渦動(dòng)）亞同步振動(dòng)（自激振動(dòng)同步振動(dòng)（強(qiáng)迫振動(dòng)）柔性轉(zhuǎn)子剛性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障 轉(zhuǎn)子橫向裂紋轉(zhuǎn)子與定子摩擦裝配件或基礎(chǔ)松動(dòng)軸彎曲不對(duì)中不平衡第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障原因分類 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原因原因 設(shè)計(jì)不當(dāng)，動(dòng)態(tài)特性不良，運(yùn)行時(shí)發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)/自激振動(dòng) 結(jié)構(gòu)不合理，應(yīng)力集中 設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū) 熱膨脹量計(jì)算不準(zhǔn)，導(dǎo)致熱態(tài)不對(duì)中 制造原因制造原因 零部件加工制造不良，精度不夠 零件材質(zhì)不良，強(qiáng)度不夠，

11、制造缺陷 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不符合技術(shù)要求第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障原因分類 安裝安裝/維維修的原因修的原因 機(jī)械安裝不當(dāng)，零部件錯(cuò)位，預(yù)負(fù)荷大 軸系對(duì)中不良 機(jī)器幾何參數(shù)(如配合間隙、過(guò)盈量及相對(duì)位置)調(diào)整不當(dāng) 轉(zhuǎn)子長(zhǎng)期放置不當(dāng)，改變了動(dòng)平衡精度 操作操作運(yùn)運(yùn)行的原因行的原因 工藝參數(shù)(如介質(zhì)的溫度、壓力、流量、負(fù)荷)偏離設(shè)計(jì)值 轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū) 潤(rùn)滑或冷卻不良 啟停機(jī)或升降速過(guò)程操作不當(dāng)，暖機(jī)不夠，熱膨脹不均勻或在臨界區(qū)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障原因分類 機(jī)器劣化的原因機(jī)器劣化的原因 長(zhǎng)期運(yùn)行，轉(zhuǎn)子的撓度增大或動(dòng)平衡劣化 轉(zhuǎn)子局部損壞、脫落或產(chǎn)生裂紋 零

12、部件磨損、點(diǎn)蝕或腐蝕 配合面受力劣化、產(chǎn)生過(guò)盈不足或松動(dòng)等，破壞了配合的性質(zhì)和精度 機(jī)器基礎(chǔ)沉降不均勻，機(jī)器殼體變形第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 振動(dòng)的分類 橫橫向振向振動(dòng)動(dòng)：振動(dòng)發(fā)生在包括轉(zhuǎn)軸的橫向xoy平面內(nèi)，大多數(shù)故障所激發(fā)的振動(dòng)為此類振動(dòng) 軸軸向振向振動(dòng)動(dòng)：振動(dòng)發(fā)生在轉(zhuǎn)軸軸線z方向上，某些故障如不對(duì)中將會(huì)激發(fā)軸向振動(dòng) 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)振振動(dòng)動(dòng)：沿轉(zhuǎn)軸軸線發(fā)生的扭振，多盤(pán)轉(zhuǎn)子的柔性軸將會(huì)產(chǎn)生扭振 產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的根本原因是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主主動(dòng)動(dòng)力矩力矩與負(fù)與負(fù)荷反力矩之荷反力矩之間間失去平衡失去平衡，致使合成扭矩方向來(lái)回變化。yxz0最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析 轉(zhuǎn)子不平衡

13、的故障機(jī)理與診斷 不對(duì)中故障機(jī)理與診斷 油膜軸承的故障機(jī)理與診斷 旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷 動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷 轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷 轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷 故障原因分析 制造時(shí)幾何尺寸不同心、材質(zhì)不均 安裝方式不好，如用斜鍵等 軸水平放置太久，或受熱不均，造成永久或暫時(shí)變形 工作中的液、固雜質(zhì)或腐蝕，使轉(zhuǎn)子不對(duì)稱磨損或不對(duì)稱沉積零件配合過(guò)松，旋轉(zhuǎn)時(shí)間隙變大，造成偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷不平衡的原因 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子機(jī)械損傷機(jī)械損傷污染物堆積污染物堆積軸彎曲軸彎曲軸孔偏離中

14、心軸孔偏離中心 風(fēng)扇風(fēng)扇機(jī)械損傷機(jī)械損傷污染物堆積污染物堆積軸孔偏離中心軸孔偏離中心 齒輪齒輪機(jī)械損傷機(jī)械損傷軸孔偏離中心軸孔偏離中心第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷不平衡的原因 滑輪滑輪/ /槽輪槽輪機(jī)械損傷瑣絲太大軸孔偏離中心 飛輪飛輪機(jī)械損傷偏心孔軸孔偏離中心 軸軸軸彎曲不規(guī)則加工第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷不平衡的原因 葉輪葉輪機(jī)械損傷腐蝕 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 機(jī)械損傷 軸孔偏離中心 電氣繞組電氣繞組 銅線分布不均第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷不平衡的原因鑄造缺陷鑄造缺陷 熱膨脹熱膨脹由于每個(gè)部件熱膨脹由于每個(gè)部件熱膨脹率不同影響轉(zhuǎn)子平衡率不同影響轉(zhuǎn)子平衡軸孔太大軸孔太大第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 不平衡的種類

15、 按發(fā)生不平衡的過(guò)程可分為： 原始不平衡 漸發(fā)性不平衡 突發(fā)性不平衡 按機(jī)理可分為： 靜不平衡 偶不平衡 動(dòng)不平衡旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡靜靜不平衡不平衡偶不平衡偶不平衡= = 靜不平衡靜不平衡 + + 偶不平衡偶不平衡第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 故障機(jī)理 如下圖所示單盤(pán)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，由于質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合而產(chǎn)生不平衡 交變的力(方向、大小周期性變化)會(huì)引起振動(dòng) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，離心力方向改一周，離心力方向改變變一次。一次。因此，不平衡振動(dòng)的頻率與轉(zhuǎn)頻相一致。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡F（t）te c(a) 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)MFsint y( t

16、)ck(b) 振動(dòng)模型第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 無(wú)阻尼時(shí)，O、O、G三點(diǎn)成一直線 實(shí)際轉(zhuǎn)子總存在阻尼 工作介質(zhì)、軸承油膜的黏性阻尼黏性阻尼，滑動(dòng)面之間的摩擦阻尼摩擦阻尼，軸材料不完全彈性的內(nèi)內(nèi)摩擦阻尼摩擦阻尼，轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)因變形能耗產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)阻尼阻尼 阻尼力與速度成正比，力的方向與速度方向相反旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡設(shè)：偏心距設(shè)：偏心距e，轉(zhuǎn)子質(zhì)量，轉(zhuǎn)子質(zhì)量M，軸剛度，軸剛度k，阻尼系數(shù)，阻尼系數(shù)c，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n（r/min），角速度），角速度 =2 n/60，離心力，離心力F=Me 2

17、，分解，分解為兩方向的力為：為兩方向的力為： tsinMetsinFtFtcosMetcosFtFyx22兩力相差90，y方向的振動(dòng)方程為：tsinMekyycyM2 tsineyyynn22 歸一化后：其中：阻尼系數(shù)102,Mcn自振角頻率 Mkn第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡 )sin(tYty上式的通解為：)sin(1sin)(2tYDetyntn公式第一部分為瞬態(tài)解，是衰減的自由振動(dòng)，很快消失；公式第二部分為穩(wěn)態(tài)解，是強(qiáng)迫振動(dòng)：tsineyyynn22 第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)

18、子不平衡 212arctannn H()-幅頻響應(yīng)函數(shù)幅頻響應(yīng)函數(shù)，表示振幅Y隨頻率比 /n的變化而變化的放大系數(shù)，當(dāng) /n 1時(shí)出現(xiàn)共振峰。 ()-相頻響應(yīng)函數(shù)相頻響應(yīng)函數(shù) )sin(tYty 222221nnneeHY其中：第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 阻尼對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡不敏感轉(zhuǎn)子不敏感轉(zhuǎn)子阻尼小阻尼小阻尼大阻尼大轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速振幅振幅 222221nnneeHY阻尼對(duì)臨界轉(zhuǎn)速無(wú)阻尼對(duì)臨界轉(zhuǎn)速無(wú)影響，但對(duì)共振峰影響，但對(duì)共振峰的高低有較大影響的高低有較大影響第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 轉(zhuǎn)子不平衡故障的頻譜特征 振動(dòng)幅值與轉(zhuǎn)速平方成正比 工頻的1

19、倍頻能量較大 同一平面x,y振動(dòng)相位差90 轉(zhuǎn)子不平衡故障的時(shí)域特征 呈現(xiàn)為類似簡(jiǎn)諧振動(dòng)的波形 由于其他振動(dòng)信號(hào)源（松動(dòng)、不動(dòng)中、軸承磨損、噪聲）的影響，實(shí)際的信號(hào)不會(huì)是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡 )sin(tYty第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 正向進(jìn)動(dòng)：軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡轉(zhuǎn)向一致 不平衡、不對(duì)中、油膜失穩(wěn)產(chǎn)生的亞同步渦動(dòng)、內(nèi)摩擦激發(fā)的渦動(dòng)等 逆向進(jìn)動(dòng)：軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡轉(zhuǎn)向相反 干摩擦等少數(shù)情況下發(fā)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡 轉(zhuǎn)子不平衡的軸心軌跡 軸在各個(gè)方向上剛度有差別，所以轉(zhuǎn)子軸心軌跡通常為橢圓橢圓 從軸心軌跡觀察其進(jìn)動(dòng)特征為同步

20、正同步正進(jìn)動(dòng)進(jìn)動(dòng)同步采集H方向V方向第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 轉(zhuǎn)子不平衡與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 當(dāng)n，即在臨界轉(zhuǎn)速上，轉(zhuǎn)速增加時(shí)振幅趨于一個(gè)較小的穩(wěn)定值； 當(dāng)工作轉(zhuǎn)速一定時(shí)，相位穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 診斷實(shí)例1 某大型離心式壓縮機(jī)組蒸汽透平經(jīng)檢修更換轉(zhuǎn)子后，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)。壓縮機(jī)兩端軸承處徑向振幅達(dá)到報(bào)警值，機(jī)器不能正常運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡壓縮機(jī)振動(dòng)特征第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷 診斷實(shí)例1 振動(dòng)特征分析 時(shí)域波形為正弦波 頻域中能量集中于1頻，有突出的峰值，高次諧波分量較小 軸心軌跡為橢圓 進(jìn)動(dòng)方向?yàn)橥秸M(jìn)動(dòng)