振動(dòng)分析基礎(chǔ)講解課件

1、第三章 振動(dòng)分析基礎(chǔ)第一節(jié) 轉(zhuǎn)子振動(dòng) 振動(dòng)的能量來源：強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。 強(qiáng)迫振動(dòng)的激振力來自轉(zhuǎn)子不平衡的離心力、轉(zhuǎn)子連接的偏心和不對(duì)稱電磁力等。其中轉(zhuǎn)子不平衡所引起的振動(dòng)約90%。 自激振動(dòng)主要來自軸承中的油膜力或密封中的蒸汽作用力。第1頁，共18頁。 強(qiáng)迫振動(dòng)的激振力大小與軸的位移無關(guān)；自激振動(dòng)自激力大小與軸的位移有關(guān)，位移越大，自激力越大。 振動(dòng)振幅方向分為徑向振動(dòng)（指沿轉(zhuǎn)軸某截面直徑方向的振動(dòng)，包括水平振動(dòng)和垂直振動(dòng)）、軸向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)（指沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向的振動(dòng)）。第2頁，共18頁。第二節(jié) 轉(zhuǎn)子的動(dòng)力特性一、轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的物理意義 汽輪發(fā)電機(jī)組在升速或降速過程中，當(dāng)經(jīng)過某個(gè)或某些特定

2、轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)出現(xiàn)較大的甚至劇烈的振動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速離開這些特定轉(zhuǎn)速的一定范圍后，運(yùn)轉(zhuǎn)趨平穩(wěn)，稱這個(gè)或這些轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速。第3頁，共18頁。不同轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子撓度及重心的變化（a）單輪盤立軸示意圖；（b）不同轉(zhuǎn)速下重心位置的變化第4頁，共18頁。二、轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算 d0軸的最大直徑，mm; l兩支承間距，m; m轉(zhuǎn)子重量，kg; k系數(shù)。 軸的最大直徑在轉(zhuǎn)子中部的，K取7.5；軸徑變化比較小時(shí)， K取7.58.1.第5頁，共18頁。第三節(jié) 振動(dòng)監(jiān)測(cè)的基本參數(shù)及相關(guān)的圖形一、動(dòng)態(tài)參數(shù) 1.振幅：表征機(jī)組振動(dòng)嚴(yán)重程度或烈度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。包括單峰值、雙峰值、平均值和有效值四種。 雙峰值=2*單峰值 平均

3、值=0.637*單峰值 有效值=0.707*單峰值第6頁，共18頁。2.頻率 振動(dòng)的頻率通常以機(jī)械工作轉(zhuǎn)速的倍數(shù)來表示（1x、2x等）。其原因是因?yàn)闄C(jī)械的振動(dòng)問題一般是在這些頻率下發(fā)生的。如：質(zhì)量不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)頻率就是1x。 油膜振蕩的頻率與轉(zhuǎn)子的第一階臨界轉(zhuǎn)速相符。第7頁，共18頁。3.相位角 用來描述轉(zhuǎn)子在軸承座內(nèi)某一特定時(shí)刻的位置。 轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速前后的相位角理論上要有180的變化，實(shí)際達(dá)不到這么大，但是一般要大于70。4.振動(dòng)波形 進(jìn)行振動(dòng)故障診斷最常用的方法。第8頁，共18頁。二、靜態(tài)參數(shù)1.軸心位置軸心徑向平均位置 軸心沒有徑向振動(dòng)時(shí)，軸心相對(duì)于軸承座的位置。2.軸向位置 指推力盤

4、和止推軸承之間的相對(duì)位置。通過測(cè)量避免轉(zhuǎn)子和定子之間發(fā)生嚴(yán)重的軸向摩擦。軸向位移安裝渦流傳感器。 第9頁，共18頁。3.差脹 轉(zhuǎn)軸與機(jī)器缸體之間的相對(duì)膨脹。如相對(duì)膨脹量超過機(jī)內(nèi)允許的間隙，可能發(fā)生摩擦使機(jī)組損害。在缸體上安裝電渦流傳感器，測(cè)量軸與缸體之間距離。4.缸體的膨脹 由安裝在機(jī)殼外部，以地面為參考基準(zhǔn)的線性可變差動(dòng)變壓器來完成。 第10頁，共18頁。5.偏心度 指轉(zhuǎn)軸靜態(tài)時(shí)的彎曲量。可以用慢轉(zhuǎn)速下由電渦流傳感器測(cè)量，電渦流傳感器最好安裝在遠(yuǎn)離軸承處，以便測(cè)量最大彎曲量。6.軸承油膜壓力 壓力傳感器采用HBM公司產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)壓力傳感器。第11頁，共18頁。三、相關(guān)特征圖形1.波特圖波特圖第

5、12頁，共18頁。2.極坐標(biāo)圖 以各轉(zhuǎn)速下基頻幅值A(chǔ)0為向徑的模，以相位為向徑的幅角，在極坐標(biāo)平面上繪制的曲線。3.頻譜圖 可得到信號(hào)中所含各諧波分量的頻率和幅值，將分析結(jié)果繪制在圖上即是頻譜圖。第13頁，共18頁。4.三維頻譜圖 又稱聯(lián)圖、瀑布圖，是以轉(zhuǎn)速、時(shí)間等參量作為第三維繪制的頻譜曲線集合，形象地展示了振動(dòng)信號(hào)頻譜隨上述各種參量的變化規(guī)律。5.軸心軌跡圖 在一定轉(zhuǎn)速下，軸心相對(duì)于軸承座在其與軸線垂直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，是平面曲線。第14頁，共18頁。以轉(zhuǎn)速作為第三維的三維頻譜圖第15頁，共18頁。以啟動(dòng)時(shí)間作為第三維的三維頻譜圖第16頁，共18頁。第17頁，共18頁。第五節(jié) 三點(diǎn)動(dòng)平衡試驗(yàn)法1.引出三條互成120的線。2.做半徑為原始振幅1000倍