振動分析基本知識課件

1、振動分析基本知識振動分析基本知識振動波形 * 振動波形 振動幅值 * 振動幅值 振動頻率 * 振動頻率 振動的合成分解 * 振動的合成分解 時頻轉(zhuǎn)換 * 時頻轉(zhuǎn)換 時頻轉(zhuǎn)換 * 時頻轉(zhuǎn)換 時頻轉(zhuǎn)換 * 時頻轉(zhuǎn)換 時頻轉(zhuǎn)換通頻值、分頻值、基頻、倍頻 * 時頻轉(zhuǎn)換通頻值、分頻值、基頻、倍頻 振動的測量-傳感器 * 振動的測量-傳感器 電渦流傳感器結(jié)構(gòu)圖 電渦流傳感器原理圖 電渦流位移傳感器 * 電渦流傳感器結(jié)構(gòu)圖 電渦流傳感器原理圖 磁電速度傳感器 * 磁電速度傳感器 磁電速度傳感器 * 磁電速度傳感器 壓電加速度傳感器 * 壓電加速度傳感器 壓電加速度傳感器 三角剪切型 中心壓縮型 * 壓電加速

2、度傳感器 三角剪切型 壓電加速度傳感器的頻響 * 壓電加速度傳感器的頻響 常用圖譜 * 常用圖譜 機(jī)組結(jié)構(gòu)圖 * 機(jī)組結(jié)構(gòu)圖 機(jī)組信息 * 機(jī)組信息 波形圖 * 波形圖 波形圖 * 波形圖 頻譜圖 * 頻譜圖 振動趨勢圖 * 振動趨勢圖 瀑布圖 * 瀑布圖 軸心軌跡圖 * 軸心軌跡圖 常見故障的振動特征 * 常見故障的振動特征 常見故障的振動特征 在帶滾動軸承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，常見的故障類型有質(zhì)量不平衡、軸彎曲、不對中、松動、共振、滾動軸承故障、齒輪故障等。 * 常見故障的振動特征 轉(zhuǎn)子不平衡-來源污物積累或平衡配重的缺失 材料不均勻，尤其是在鑄件中（如多孔部分、砂眼） 配合件（如軸、孔）的尺寸存

3、在差別 輥?zhàn)悠D(zhuǎn)（如造紙機(jī)輥）或存在機(jī)加工誤差 電氣繞組的質(zhì)量分布不均勻 不均勻的腐蝕、偏心轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子腐蝕 不平衡通常會在 1 倍轉(zhuǎn)速下在任一方向上表現(xiàn)出來 * 轉(zhuǎn)子不平衡-來源污物積累或平衡配重的缺失 不平衡通常會轉(zhuǎn)子不平衡-振動特征波形為簡諧波，少毛刺； 原始質(zhì)量不平衡-軸向振動小 1X頻率為主； 初始彎曲 -軸向1X振動水平和垂直振動相位差90； 部件位移或脫落-振動突變后穩(wěn)定一般水平振動大于垂直方向振動； 葉輪結(jié)垢 -振動緩慢增加軸向振動不大； 聯(lián)軸器不平衡 -相鄰軸承振動大振幅隨轉(zhuǎn)速升高而增大；過臨界轉(zhuǎn)速有共振峰； * 轉(zhuǎn)子不平衡-振動特征波形為簡諧波，少毛刺； * 某電機(jī) = *

4、活動端 主動端某電機(jī)= = * 某電機(jī)= =軸彎曲 和不平衡現(xiàn)象類似 軸向有較大的一倍頻振動，且相位相反 對大型機(jī)組可以通過晃度來判斷 * =軸彎曲 和不平衡現(xiàn)象類似 =不對中 在機(jī)器設(shè)備上，當(dāng)兩個耦合軸的中心線重合時，就是理想對中的情況。當(dāng)它們不重合時，就存在不對中 * =不對中 在機(jī)器設(shè)備上，當(dāng)兩個耦合軸的中心線重合不對中 不對中的原因可能有以下幾種： 組裝不佳，或組裝后發(fā)生移動 管道張力造成變形 柔性支撐件的扭矩引起變形 溫度引起機(jī)器結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 聯(lián)軸器加工不良 聯(lián)軸器潤滑不夠充分 未對準(zhǔn)會以兩種方式表現(xiàn)出來： 徑向和切向方向上（平行）的2 倍頻振動 軸向方向上（成角度）的1倍頻振動 *

5、 不對中 不對中的原因可能有以下幾種： 未對準(zhǔn)會以兩不對中波形呈畸變的正弦波；軸向振動較大；聯(lián)軸器兩側(cè)的軸向振動相差180；振動隨負(fù)荷的變化明顯； * 不對中波形呈畸變的正弦波； 某水泵 * 某水泵 =某水泵 * 活動端 主動端=某水泵 某水泵 * 某水泵 松動機(jī)械松動有兩種類型： 旋轉(zhuǎn)松動：旋轉(zhuǎn)松動是由機(jī)器的旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的過大間隙引起的（例如在軸承中）。 非旋轉(zhuǎn)松動：非旋轉(zhuǎn)松動是兩個正常的固定部件之間的松動，例如，支腳和基礎(chǔ)之間或軸承外殼和機(jī)器之間。 * 松動機(jī)械松動有兩種類型： 松動 軸承座套和滾動體之間間隙過大（軸承松動）會產(chǎn)生1倍頻的各次諧波，有時可能會延伸到10倍頻率以上

6、過大的軸頸軸承間隙會產(chǎn)生0.5倍諧波，如圖所示。它們稱為“半頻諧波分量”或“分諧波”。它們可由摩擦和嚴(yán)重的撞擊而產(chǎn)生。大多數(shù)類型的非旋轉(zhuǎn)松動也會產(chǎn)生轉(zhuǎn)速的諧波，通常不會太多，不會產(chǎn)生分諧波。非旋轉(zhuǎn)松動還可產(chǎn)生隨機(jī)噪聲，這會產(chǎn)生一種連續(xù)頻譜，而不是確定的峰形。 垂直方向振動常大于水平方向；松動結(jié)合面兩邊，振幅有明顯差別； * 松動 軸承座套和滾動體之間間隙過大（軸承松動）會產(chǎn)生1倍頻電廠一次風(fēng)機(jī) * 電廠一次風(fēng)機(jī) 電廠一次風(fēng)機(jī) * 電廠一次風(fēng)機(jī) * 電廠一次風(fēng)機(jī) * 電廠一次風(fēng)機(jī) 滾動軸承故障滾動軸承有特殊的軸承失效形式，可以從波形和頻譜數(shù)據(jù)中觀察到軸承特征頻率是真實(shí)的缺陷頻率這些頻率只在軸承確

7、實(shí)有缺陷時出現(xiàn) * 滾動軸承故障滾動軸承有特殊的軸承失效形式，可以從波形和頻譜數(shù)滾動軸承的結(jié)構(gòu) * 滾動軸承的結(jié)構(gòu) 滾動軸承的失效頻率 CA= 接觸角 = 設(shè)備轉(zhuǎn)速 N=滾動體個數(shù) P=節(jié)園直徑 B=滾珠或滾動體直徑 FTF=保持架通過頻率 fundamental train frequency BPFI=內(nèi)環(huán)通過頻率 ball pass frequency inner race BPFO=外環(huán)通過頻率 ball pass frequency outer race BSF=滾珠旋轉(zhuǎn)頻率 ball spin frequency 軸承失效頻率和設(shè)備轉(zhuǎn)速的單位相同 * 滾動軸承的失效頻率 不要忙著計(jì)

8、算故障頻率，首先尋找故障征兆不同廠家不同型號-不同滾珠數(shù)滾動軸承的失效頻率 * 不要忙著計(jì)算故障頻率，首先尋找故障征兆滾動軸承的失效頻率 滾動軸承的頻譜 * 基本頻率、諧波、邊帶、固有頻率及其邊帶滾動軸承的頻譜 =螺桿壓縮機(jī) * =螺桿壓縮機(jī) =螺桿壓縮機(jī) * 位置4=螺桿壓縮機(jī) =螺桿壓縮機(jī) * =螺桿壓縮機(jī) 某風(fēng)電主軸承 * 某風(fēng)電主軸承 某風(fēng)電主軸承 * 內(nèi)徑600外徑870雙列29滾珠滾動體直徑66.5接觸角1120主軸轉(zhuǎn)速 14.2RPM某風(fēng)電主軸承 計(jì)算結(jié)果 * 內(nèi)環(huán)通過頻率15.79X 3.74hz 滾珠通過頻率1.184X 0.28hz外環(huán)通過頻率13.2X 3.13hz保持架

9、頻率 0.456X 0.108hz計(jì)算結(jié)果 軸承處波形頻譜圖 * 軸承處波形頻譜圖 齒輪箱的故障分析嚙合頻率及其諧波、固有頻率、邊頻滾動軸承頻率嚙合頻率GMF上邊頻下邊頻2X * 齒輪箱的故障分析嚙合頻率及其諧波、固有頻率、邊頻嚙合頻率下邊紙廠輥?zhàn)?* 紙廠輥?zhàn)?紙廠輥?zhàn)?* 紙廠輥?zhàn)?紙廠輥?zhàn)?* 紙廠輥?zhàn)?共振轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、各部件都有固有頻率固有頻率由系統(tǒng)的本身性能決定：F=/2以一倍頻振動為主且幅值很高；轉(zhuǎn)速變化時振幅、相位變化明顯；部件共振時各處相位相同； * 共振轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、各部件都有固有頻率 電機(jī)故障中國的線頻率為50hz（美國為60hz）同步轉(zhuǎn)速=2*線頻率/極數(shù)滑

10、差頻率=同步轉(zhuǎn)速-實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子問題：轉(zhuǎn)頻兩旁滑差頻率的邊帶氣隙不均：2倍線頻率定子短路： 2倍線頻率及其諧波 * 電機(jī)故障中國的線頻率為50hz（美國為60hz） 轉(zhuǎn)子斷條轉(zhuǎn)頻幅值與邊帶幅值D的差：54dB 電機(jī)良好45-54dB 電機(jī)狀態(tài)一般40-45dB 最少有一根斷條，需要跟蹤40dB 多跟斷條，建議馬上停機(jī) * 轉(zhuǎn)子斷條轉(zhuǎn)頻幅值與邊帶幅值D的差： 氣隙不均2*線頻率，可能和2倍轉(zhuǎn)頻發(fā)生拍振 * 氣隙不均2*線頻率，可能和2倍轉(zhuǎn)頻發(fā)生拍振 定子線圈短路2*線頻率及其諧波 * 定子線圈短路2*線頻率及其諧波 泵故障臨界轉(zhuǎn)速結(jié)構(gòu)共振（立式泵）喘振（流量低）氣穴 * 泵故障臨界轉(zhuǎn)速 風(fēng)機(jī)故障不平衡不對中臨界轉(zhuǎn)速共振松動軸承問題軟腳氣流問題 通過頻率皮帶輪問題 轉(zhuǎn)速計(jì)算 * 風(fēng)機(jī)故障不平衡 綜合分析結(jié)果 * 綜合分析結(jié)果 測量和診斷錯誤的常見原因不適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速輸入 不適當(dāng)?shù)臋C(jī)器設(shè)置 熱瞬變，機(jī)器沒有達(dá)到正常工作溫度傳感器過載，通常是沒有讓傳感器在采集數(shù)據(jù)之前達(dá)到溫度平衡 不適當(dāng)?shù)臏y量位置 在一臺循環(huán)或浪涌不斷開關(guān)的機(jī)器上進(jìn)行測量 * 測量和診斷錯誤的常見原因不適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速輸入 對有疑問診斷結(jié)果的處理儀表顯示“嚴(yán)重”或“極嚴(yán)重”，但是沒有故障跡象診斷儀