振動故障分析與診斷教材

1、 PAGE 333 PAGE 333旋轉機械故故障診斷斷（上）技術處性能能試驗科科2009-11旋轉機械振振動分析析與診斷斷前言現(xiàn)代預測維維修技術術最大的的進步也也許就是是能診斷斷機器內內部的機機械故障障和電氣氣故障。診診斷的證證據(jù)就是是震動超超過預先先設定的的振動中中聯(lián)報警警值和頻頻譜報警警值的振振動特征征信號。例如，大大部分正正規(guī)的工工礦企業(yè)業(yè)都有預預測維修修用的數(shù)數(shù)據(jù)采集集器和相相應的軟軟件，并并且，成成功地建建立了巨巨大的數(shù)數(shù)據(jù)庫，還還采集了了大量測測點的振振動數(shù)據(jù)據(jù)。然而而，調查查表明，只只有155%以下下的工廠廠知道如如何大致致建立振振動總量量報警值值和振動動頻譜報報警值。因因此，

2、須須真正了了解如何何利用振振動頻譜譜和相關關參數(shù)（例例如，振振動尖峰峰能量ggSE）數(shù)數(shù)據(jù)診斷斷潛在的的故障。本書的的目的就就是要引引導讀者者，如何何從振動動頻譜和和相關的的變量中中診斷故故障。診診斷頻譜譜中包含含有大量量的、有有價值的的信息，只只有當分分析人員員能解開開其中的的“秘密”時，才才能有益益于故障障診斷工工作的開開展。在書的的最后附附有一張張非常實實用的故故障診斷斷圖標（表表10）。這這張故障障診斷表表不僅詳詳盡闡述述了機器器各種故故障的振振動癥兆兆，還解解釋了各各種故障障的“典型振振動頻譜譜”。此外外，還圖圖解說明明了這些些故障占占優(yōu)勢時時的相位位關系。本書代代表了作作者根據(jù)據(jù)約

3、166年振動動特征信信號分析析的現(xiàn)場場經(jīng)驗以以及對機機器狀態(tài)態(tài)監(jiān)測、故故障診斷斷領域內內大量論論文的研研究。并并且闡述述了作者者對這些些機器故故障機理理的理解解以及診診斷這些些機器故故障的成成果。目錄 HYPERLINK l 振動故障分分析與診診斷 振動故故障分析析與診斷斷（上）第一章： HYPERLINK l 第第一章：質量不不平衡 質量量不平衡第一節(jié)：HYPERLINK l 第第一節(jié)：力不平平衡力不平平衡第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：力偶不不平衡 力偶偶不平衡衡第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：動不平平衡 動不平平衡第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：懸臂轉

4、轉子不平平衡 懸臂轉轉子不平平衡第二章： HYPERLINK l 第第二章：偏心的的轉子 偏心心的轉子子第三章： HYPERLINK l 第第三章：彎曲的的軸 彎曲的的軸第四章： HYPERLINK l 第第四章：不對中中 不對對中第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：角向不不對中 角相相不對中中第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：平行不不對中 平行行不對中第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：卡住在在軸上不不對中的的軸承 卡住住在軸上上不對中中的軸承承第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：聯(lián)軸器器故障 聯(lián)軸軸器故障障第五章： HYPERLINK l 第第五章：共振造

5、造成機器器損壞 共振振造成機機器故障障第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：識別自自振頻率率特性 識別別自振頻頻率特性性第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：如何估估算 如何估估算懸臂臂轉子和和簡支支支承轉子子的機器器的自振振頻率第六章： HYPERLINK l 第第六章：機械松松動 機械松松動第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：A型結結構框架架或基礎礎松動 A型型結構框框架或基基礎松動動第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：B型由由于搖動動 B型型由于搖搖動運動動或開裂裂的結構構或軸承承座產(chǎn)生生的松動動第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：C型軸軸承 C型軸軸

6、承在軸軸承座中中松動或或兩個零零部件之之間配合合不良引引起的機機械松動動第七章： HYPERLINK l 第第七章：轉子摩摩擦 轉子摩摩擦第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：局部摩摩擦 局部摩摩擦第二節(jié)： HYPERLINK l 整整圓周摩摩擦 整圓周周摩擦第八章： HYPERLINK l 第第八章：滑動軸軸承故障障 滑動動軸承故故障第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：滑動軸軸承磨損損和間歇歇故障 滑動動軸承磨磨損和間間隙故障障第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：油膜渦渦動不穩(wěn)穩(wěn)定 油膜渦渦動不穩(wěn)穩(wěn)定第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：油膜拍拍打不穩(wěn)穩(wěn)定 油膜拍

7、拍打不穩(wěn)穩(wěn)定第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：干拍打打 干拍拍打第九章： HYPERLINK l 第第九章：利用振振動尖峰峰能量 利用用振動尖尖峰能量量；高頻頻包絡和和解調譜譜技術跟跟蹤滾動動軸承的的軸承故故障發(fā)展展各個階階段第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：前言 前 言第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：滾動軸軸承狀態(tài)態(tài)評定的的最佳振振動參數(shù)數(shù) 滾動動軸承狀狀態(tài)評定定的最佳佳振動參參數(shù)第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：有故障障的滾動動軸承產(chǎn)產(chǎn)生的振振動頻譜譜的類型型 有故故障的滾滾動軸承承產(chǎn)生的的振動頻頻譜的類類型第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四

8、節(jié)：跟蹤滾滾動軸承承通過的的各故障障階段的的典型頻頻譜 跟蹤滾滾動軸承承通過的的各故障障階段的的典型頻頻譜第十章： HYPERLINK l 第十章章：流體體引起的的振動 流體體引起的的振動第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：水力學學力和氣氣動力 水力力學力和和氣動力力第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：氣穴和和缺乏流流體現(xiàn)象象 氣穴穴和缺乏乏流體現(xiàn)現(xiàn)象第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：回流 回流流第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：紊流 紊流流第五節(jié)： HYPERLINK l 第第五節(jié)：喘振 喘振振第六節(jié)： HYPERLINK l 第第六節(jié)：阻塞 阻塞塞第十一

9、章： HYPERLINK l 第十一一章：齒齒輪故障障 齒輪輪故障第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：齒輪的的齒的磨磨損 齒輪的的齒的磨磨損第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：齒輪承承受大的的負載 齒輪輪承受大大的負載載第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：齒輪偏偏心和齒齒隙游移移 齒輪輪偏心和和齒隙游游移第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：齒輪不不對中 齒輪輪不對中中第五節(jié)： HYPERLINK l 第第五節(jié)：裂紋的的、破碎碎的或斷斷的齒 裂紋紋的、破破碎的或或斷的齒齒第六節(jié)： HYPERLINK l 第第七節(jié)：齒擺動動故障 齒擺擺動故障障第十二章 HYPERL

10、INK l 第十二二章：電電氣故障障 電氣氣故障第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：定子故故障問題題 定子子故障問問題第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：偏心的的轉子 偏心心的轉子子第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：轉子故故障 轉子故故障第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：轉子不不均勻的的局部受受熱引起起的軸彎彎曲 轉子不不均勻的的局部受受熱引起起的軸彎彎曲第五節(jié)： HYPERLINK l 第第五節(jié)：電氣相相位故障障（接頭頭松動） 電氣相位故障第六節(jié)： HYPERLINK l 第第六節(jié)：同步電電動機（松松動的定定子線圈圈） 同步電電動機第七節(jié)： HYPERLI

11、NK l 第第七節(jié)：直流電電動機故故障 直流電電動機故故障第八節(jié)： HYPERLINK l 第第八節(jié)：扭矩脈脈沖故障障 扭矩矩脈沖故故障第十三章： HYPERLINK l 第十三三章：皮皮帶松動動故障 皮帶帶松動故故障第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：磨損、松松動或不不匹配的的皮帶 磨損損、松動動或不匹匹配的皮皮帶第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：皮帶、皮皮帶輪不不對中 皮帶帶/皮帶帶輪不對對中第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：偏心的的皮帶輪輪 偏心心的皮帶帶輪第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：皮帶共共振 皮帶共共振第五節(jié)： HYPERLINK l 第第

12、五節(jié)：由于電電動機框框架、基基礎共振振引起電電動機 由于于電動機機框架/基礎共共振引起起電動機機以及風風機轉速速頻率過過大的振振動第六節(jié)： HYPERLINK l 第第六節(jié)：皮帶輪輪松動或或風機輪輪轂松動動 皮帶帶輪松動動或風機機輪轂松松動第十四章： HYPERLINK l 第十四四章：拍拍振 拍振第十五章： HYPERLINK l 第十五五章：交交流感應應電動機機故障的的分析和和診斷 交流流感應電電動機故故障的分分析和診診斷第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：序言 序言言第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：感應電電動機振振動分析析 感應應電動機機振動分分析第三節(jié)： HYPER

13、LINK l 第第三節(jié)：感應電電動機電電流分析析 感應應電動機機電流分分析第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：實例 實例例第十六章： HYPERLINK l 第十七七章：直直流電動動機故障障的分析析和診斷斷 直流流電動機機故障的的分析和和診斷第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：直流電電動機的的結構和和工作原原理 直流電電動機的的結構和和工作原原理第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：利用振振動分析析檢測直直流電動動機故障障問題和和控制問問題 利用振振動分析析檢測直直流電動動機故障障問題和和控制問問題第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：開發(fā)尚尚末正式式證實的的直流電

14、電動機故故障 開發(fā)尚尚末正式式證實的的直流電電動機故故障和控控制故障障的診斷斷技術第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：在分析析直流電電動機故故障問題題和控制制故障問問題中 在分分析直流流電動機機故障問問題和控控制故障障問題中中輸入精精確的轉轉速的重重要性 HYPERLINK l 振動故障分分析與診診斷（下下） 振動故故障分析析與診斷斷（下）第十七章： HYPERLINK l 第十八八章：用用于滾動動軸承故故障診斷斷的高頻頻包絡解解調技術術 用于于滾動軸軸承故障障診斷的的高頻包包絡解調調技術第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：關于高高頻包絡絡的初步步介紹 關于于高頻包包絡的初初步

15、介紹紹第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：介紹高高頻包絡絡譜分析析理論和和重要因因素 介紹高高頻包絡絡譜分析析理論和和重要因因素第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：高頻包包絡實例例 高頻頻包絡實實例第十八章： HYPERLINK l 第十九九章：低低速機器器所需的的振動分分析技術術及儀器器 低速速機器所所需的振振動分析析技術及及儀器第一節(jié)： HYPERLINK l 第第一節(jié)：前言 前言言第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：低頻測測量的最最佳振動動參數(shù) 低頻頻測量的的最佳振振動參數(shù)數(shù)第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：對低頻頻分析儀儀器的要要求 對低頻頻分析儀儀器

16、的要要求第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：評定低低速機器器的滾動動軸承 評定定低速機機器的滾滾動軸承承第五節(jié)： HYPERLINK l 第第五節(jié)：低頻測測量推薦薦技術的的總結 低頻頻測量推推薦技術術的總結結第六節(jié)： HYPERLINK l 第第六節(jié)：低速機機器的振振動總量量報警和和頻帶報報警的設設定 低速機機器的振振動總量量報警和和頻帶報報警的設設定第七節(jié)： HYPERLINK l 第第七節(jié)：低頻測測量中遇遇到的困困難和錯錯誤 低頻測測量中遇遇到的困困難和錯錯誤第十九章： HYPERLINK l 第二十十章：實實例A 實例例A第二十章： HYPERLINK l 第二十十一章：高速機機

17、器所需需的振動動分析技技術和儀儀器 高速機機器所需需的振動動分析技技術和儀儀器第二節(jié)： HYPERLINK l 第第二節(jié)：高頻振振動測量量的最佳佳參數(shù) 高頻頻振動測測量的最最佳參數(shù)數(shù)第三節(jié)： HYPERLINK l 第第三節(jié)：對高頻頻振動分分析儀器器的要求求 對高高頻振動動分析儀儀器的要要求第四節(jié)： HYPERLINK l 第第四節(jié)：高頻測測量所需需的傳感感器 高頻測測量所需需的傳感感器第五節(jié)： HYPERLINK l 第第五節(jié)：振動加加速度計計固定對對頻率響響應的影影響 振動加加速度計計固定對對頻率響響應的影影響第六節(jié)： HYPERLINK l 第第六節(jié)：超聲測測量 超聲測測量第七節(jié)： HY

18、PERLINK l 第第七節(jié)：高頻數(shù)數(shù)據(jù)的可可靠性；精度和和可重復復性 高頻數(shù)數(shù)據(jù)的可可靠性；精度和和可重復復性第八節(jié)： HYPERLINK l 第第八節(jié)：真實世世界中實實例 真實世世界中實實例 HYPERLINK l _top 振動故障分分析與診診斷（上上） HYPERLINK l _top 質量不平衡衡概述如圖111至14新的的質量中中心線與與軸中心心線不重重合時便便產(chǎn)生不不平衡。無無論是冷冷卻塔風風扇還是是精密磨磨床的砂砂輪，所所有的都都存在一一定程度度的不平平衡。關關鍵是要要知道對對于某具具體的機機器在規(guī)規(guī)定的工工作轉速速下多大大的不平平衡是允允許的，在在第四節(jié)節(jié)“允許的的殘余不不平衡

19、量量”中討論論之。圖11 力不平平衡圖12 力不不平衡圖13力偶不不平衡圖14動不平平衡不平衡轉子子呈現(xiàn)如如下特征征：振動不平衡衡總是顯顯示出不不平衡件件轉速頻頻率一倍倍頻率的的大的振振動（但但是1XX轉速頻頻率的并并不總是是不平衡衡）。通通常，這這個1XX轉速頻頻率的振振動尖峰峰在頻譜譜中占優(yōu)優(yōu)勢。當故障僅限限于不平平衡時，11X轉速速頻率的的振動尖尖峰的幅幅值通常常大于或或等于振動總總量幅值值的800%（如如果除了了不平衡衡之外還還有其他他故障，則則可能僅僅為振動動總量幅幅值的550%到到80%）。振動幅值與與質量中中心離軸軸中心線線的距離離多遠成成正比。例例如，當當?shù)陀谵D轉子第一一階臨界

20、界轉速運運轉時，振振動幅值值將隨轉轉速的平平方成正正比例變變化。即即；轉速速升高33倍，將將導致不不平衡振振動增大大9倍。質量不平衡衡產(chǎn)生一一個均勻勻的旋轉轉力，此此力的方方向連續(xù)續(xù)變化，但但是始終終作用在在徑向方方向上。因因此，軸軸和支承承軸承趨趨向于以以某圓周周軌道運運動，然然而，由由于軸承承的垂直直方向剛剛性比水水平方向向剛性強強，所以以通常振振動響應應是一定定程度的的橢圓軌軌跡。因因此，水水平方向向振動通通常略大大于垂直直方向振振動，一一般范圍圍在2至至3倍左左右。當當水平方方向與垂垂直方向向振動之之比大于于6比11時，通通常說明明是其他他故障，尤尤其是共共振。當不平衡超超過其他他故障

21、成成為主要要振動原原因時，則則軸承上上水平方方向與垂垂直方向向振動相相位差約約為900度（30度度）。因因此，如如果存在在1X轉轉速頻率率的大振振動，但但是，水水平方向向與垂直直方向振振動相位位差為00度或接接近1880度，通通常說明明是其它它故障源源，例如如偏心。也許比不平平衡的水水平方向向振動與與垂直方方向振動動的相位位差約為為90度度更為明明顯的指指示是，如如果存在在明顯的的不平衡衡，則內內側軸承承與外側側軸承的的水平方方向振動動的相位位差應該該接近垂垂直方向向振動的的相位差差。即，不不是比較較同一軸軸承座上上水平方方向與垂垂直方向向的相位位差，而而是比較較內側軸軸承與外外側軸承承水平方

22、方向振動動相位差差和垂直直方向振振動相位位差。例例如，請請參見圖圖15的表表A，它它表示一一臺主要要是力不不平衡故故障的機機器。請請注意，11#和2#軸承之之間的水水平方向向振動相相位差約約為5度度（300度或225度），與與垂直方方向振動動相位差差約為110度（1120度度或1110度）相相比較。同同樣地，在在泵上，水水平方向向振動相相位差（位位置3）約約為100度，垂垂直方向向振動相相位差約約為155度。這這就是力力不平衡衡為主的的振動故故障所期期望的振振動相位位響應。當不平衡占占優(yōu)勢時時，徑向向方向（水水平方向向和垂直直方向）振振動通常常比軸向向方向振振動大許許多（除除了懸臂臂轉子之之外

23、，這這將在第第四節(jié)中中討論）。不平衡轉子子通常在在徑向方方向呈現(xiàn)現(xiàn)穩(wěn)定的的，重復復的振動動相位，在在調整平平衡轉子子時，振振動相位位在達到到較好平平衡時，在在頻閃光光照耀下下開始“鎖定”，尤其其是如果果存在其其他故障障時。然然而，如如果存在在大的不不平衡，并并且其他他故障不不明顯，則則振動相相位應該該穩(wěn)定和和可重復復。共振有時對對轉子的的大的振振動影響響可能很很大。事事實上，在在有不平平衡的轉轉子上，如如果能平平衡轉子子，盡管管最小的的殘余不不平衡也也還會出出現(xiàn)不平平衡，但但是，動動平衡還還是可明明顯減小小松動引引起的振振動。但但是，往往往無法法平衡有有松動的的轉子。有有三種主主要的不不平衡類

24、類型。包包括力不不平衡，力力偶不平平衡和動動不平衡衡。將在在第一節(jié)節(jié)，第二二節(jié)和第第三節(jié)中中分別討討論之。 HYPERLINK l 第一章：質質量不平平衡 力不平平衡力不平衡有有時也稱稱為“靜不平衡衡”。力不平平衡就是是質量中中心線離離開和平平行軸中中心線的的一種狀狀態(tài)，如圖11所示。這這是力不不平衡的的一種類類型，多多年來把把風扇轉轉子放在在刀刃上上或放在在其軸承承上，使使之“滾動到到底部”修正之之。即假假定該轉轉子完全全自由地地在其軸軸承內轉轉動，當當松開風風扇葉輪輪時，如如果葉輪輪的重點點在角向向方向上上離開底底部（66點鐘位位置），它它必將滾滾到底部部，并停停止在66點鐘位位置。然然后

25、在這這個位置置的反面面位置（或或在122點鐘位位置）上上放置一一個合適適的重量量便可修修正這種種力不平平衡。實際上有兩兩種類型型的力不不平衡，如如圖11和12所示。在在圖11的情況況中，只只存在一一個重點點，它位位于靠近近轉子重心心（CGG）的位位置。在在這個重重點的相相反的1180度度位置加加一個相相等的重重量便可可簡單地地修正之之。圖112似乎說說明重點點作用在在內側平平面和外外側平面面的力不不平衡（實實際上，兩兩個重點點作用面面角向平平行的）。在在這種情情況下，可可以在重重心（CCG）位位置加修修正重量量，或者者在兩個個平面內內相反位位置加上上相等的的修正重重量，便便可修正正之。（如如果

26、在重重心（CCG）處處修正，在在這個例例子中當當然需要要兩倍的的修正重重量）。力不平衡共共同特征征概括為為如下：以1X轉速速頻率旋旋轉的相相同的不不平衡力力通常都都差不多多出現(xiàn)在在內側和和外側轉轉子軸承承座上（然然而，根根據(jù)每個個方向的的支承剛剛性，水水平和垂垂直方向向的響應應可能略略不同）。在純的力不不平衡情情況下，外外側水平平方向振振動相位位等于同同一軸上上內側水水平方向向振動相相位（即即，如果果外側軸軸承上水水平方向向振動相相位在66點鐘處處，因為為兩個軸軸端是一一起運動動的，所所以內側側軸承上上水平方方向振動動相位讀讀數(shù)也應應該在66點鐘位位置）。同樣，同一一軸上外外側軸承承的垂直直方

27、向振振動相位位也近似似等于內內側軸承承的垂直直方向振振動相位位。力不平衡只只需在通通過轉子子重心（CCG）的的單一平平面內加加一個反反作用的的重量便便可修正正之。內側和外側側軸承水水平方向向振動相相位差應應該大致致等于內內側和外外側軸承承垂直方方向振動動相位差差，如果果力不平平平衡為為主的話話，通過過聯(lián)軸器器的相位位變化應應該比較較?。ㄐ⌒∮?00度到990度）。 HYPERLINK l 第一章：質質量不平平衡 力偶不不平衡力偶不平衡衡就是質質量中心心線軸線線與軸幾幾何中心心線軸線線相交于于轉子的的重心處處的一種種狀態(tài)，如如圖13所示。這這里，在在轉子的的每一端端處彼此此相差1180度的的相等

28、的的重點產(chǎn)產(chǎn)生一力力偶。明明顯的力力偶不平平衡可以以引起轉轉子嚴重重的不穩(wěn)穩(wěn)定，使使之前后后擺動（像像以轉子子重心（CCG）處處為支點點的“蹺蹺板板”）。力偶不平衡衡呈現(xiàn)如如下特征征：在純的力偶偶不平衡衡中，轉轉子是靜靜平衡的的，當把把此轉子子放在刀刀刃上時時不會滾滾動停止止于底部部。即，參參見圖113，因為為在位置置1處的重重點等于于在位置置2處的重重點，這這就是滿滿足了力力平衡或或靜平衡衡的要求求。但是是，力偶偶不平衡衡的轉子子還是會會產(chǎn)生11X轉速速頻率的的明顯的的振動。力偶不平衡衡在外側側軸承座座和內側側軸承座座上產(chǎn)生生1X轉速速頻率的的大的振振動，可可能一個個軸承座座上的振振動略大大

29、于另一一個軸承承座上的的振動。明顯的力偶偶不平衡衡有時可可能產(chǎn)生生大的軸軸向振動動。內側和外側側軸承座座上水平平方向振振動相位位差將近近似為1800度（即即，如果果外側軸軸承座水水平方向向振動相相位在66點鐘處處，則內內側軸承承座水平平方向振振動相位位也許在在約122點鐘處處，因為為兩端的的搖動運運動彼此此方向相相反。同樣地，外外側和內內側軸承承座垂直直方向振振動相位位差約為為1800度。參見圖15表B，說明明振動相相位如何何對力偶偶不平衡衡反作用用的。請請注意，位位置1和2水平方方向的相相位差1180度度（2110度減減30度），位位置1和2的垂直直方向相相位差1175度度（2995度減減1

30、200度）。這這表明，如果故障是力偶不平衡（不是不對中），則水平和垂直方向的相位差應該粗略彼此相等，內側與外側軸承的水平和垂直方向兩者相位差約為180度。表A：DIR1234A60*7060*80H30253040V120110120135*:Coorreecteed PPhasse AAccoounttingg Foor 1180 Onnenttatiion of Accceleerommeteer表B：DIR1234A60*7060*80H30210200180V120295280300*:Coorreecteed PPhasse AAccoounttingg Foor 1180 Onne

31、nttatiion of Accceleerommeteer表C：DIR1234A60*7060*80H30908070V120180170165*:Coorreecteed PPhasse AAccoounttingg Foor 1180 Onnenttatiion of Accceleerommeteer圖15 說明明力不平平衡，力力偶不平平衡或動動不平衡衡的典型型化相位位測量 HYPERLINK l 第一章：質質量不平平衡 動不平平衡與純的力不不平衡或或力偶不不平衡相相比較，動不平衡是更普通的不平衡類型，它被定義為“質量中心線與軸幾何中心線軸線既不平行也不相交的狀態(tài)”。動不平衡基本上是力

32、不平衡和力偶不平衡兩者的組合。它至少需要在垂直于軸中心線軸線的兩個平面上才能修正平衡。動不平衡呈呈現(xiàn)如下下特征：1動不平平衡產(chǎn)生生1X轉速速頻率的的大的振振動，但但是，在在外側軸軸承座上上的振動動幅值與與在內側側軸承座座上的振振動幅值值略不相相同。假假定沒有有其他明明顯的故故障的話話，它們們仍然在在相同的的幅值量量級或者者小于33比1的比例例。2與力不不平衡或或力偶不不平衡一一樣，當當動不平平衡為主主時，振振動相位位還是穩(wěn)穩(wěn)安的和和可重復復的。3雖然外外側軸承承與內側側軸承之之間的水水平方向向振動相相位差可可能是00度至1880度的的任一角角度，這這個相位位差還是是近似等等于垂直直方向振振動相

33、位位差。例例如，如如果水平平方向振振動相位位差約為為60度，垂垂直方向向振動相相位差也也應該約約為600度（30度），如如圖15表C所示。請請注意，這這個例子子中位置置1與2處水平平方向和和垂直方方向的振振動相位位差約為為60度，而而跨過聯(lián)聯(lián)軸節(jié)的的振動相相位差接接近1880度。動動不平衡衡至少需需要兩個個平衡面面才能修修正之。4不管力力不平衡衡或力偶偶不平衡衡是否占占優(yōu)勢，軸軸承1和2處水平平方向振振動相位位差應該該近似等等于這兩兩個軸承承處垂直直方向振振動相位位差（如如果水平平方向振振動相位位差約1500度，表表示大的的力偶不不平衡，則則垂直方方向振動動相位差差也約為為1500度）。 HY

34、PERLINK l 第一章：質質量不平平衡 懸臂轉轉子不平平衡圖16表表示懸臂臂轉子。這這種情況況下，被被驅動轉轉子位于于軸承11和2的外側側（如果果轉子位位于兩個個軸承之之間，稱稱這種轉轉子為簡簡支轉子子）。懸懸臂轉子子可引起起很有趣趣的振動動癥兆，往往往對分分析人員員在試圖圖平衡轉轉子時產(chǎn)產(chǎn)生容易易出錯的的實際的的問題。圖16懸臂轉轉子的動動平衡懸臂轉子呈呈現(xiàn)如下下特征：懸臂轉子可可產(chǎn)生11X轉速速頻率的的軸向力力，引起起軸向振振動，這這種軸向向振動等等于或者者大于徑徑向振動動幅值。懸臂轉子往往往除了了產(chǎn)生力力不平衡衡之外，還還產(chǎn)生大大的力偶偶不平衡衡，這兩兩種不平平衡必須須都要修修正之。

35、參見圖16，對于于懸臂轉轉子純的的不平衡衡，在軸軸承處的的軸向方方向振動動相位將將近似等等于軸承承處的軸軸向方向向振動相相位（30度）。這這里的振振動相位位差還是是取決于于與其他他的諸如如不對中中。共振振等故障障比較，不不平衡故故障占優(yōu)優(yōu)勢的程程度。通常，首先先處理力力不平衡衡分量，然然后再處處理剩下下的相位位差接近近1800度的力力偶不平平衡，最最終修正正懸臂轉轉子的不不平衡。因因此力偶偶分量需需要在彼彼此相差差約1880度的的兩個平平面內加加修正重重量來修修正之。41動平平衡懸臂臂轉子程程序概要要懸臂轉子都都是如圖圖17所示的的機器布布置，要要動平衡衡的風扇扇葉輪在在兩個軸軸承支承承的外側

36、側。這種種布置在在諸如風風機；泵泵等中非非常常見見。圖為為必須接接觸的平平衡修正正重量的平平面都在在支承軸軸承的外外側，這這些轉子子的動平平衡采用用標準的的單面和和雙面動動平衡方方法往往往不適用用。此外外，不平平衡平面都在在支承軸軸承的外外側，甚甚至僅僅僅靜不平平衡便產(chǎn)產(chǎn)生與不不平衡平平面離開開轉子重重心（CCG）的的距離成成正比的的力偶不不平衡。因因此，試試圖動平平衡懸臂臂轉子時時，分析析人員需需要考慮慮靜不平平衡力和和力偶不不平衡力力兩者，并并相應處處理之。圖17動平衡衡懸臂轉轉子的現(xiàn)現(xiàn)場儀器器的設置置動平衡懸臂臂轉子時時，應該該考慮兩兩個如下下過程之之一：用傳統(tǒng)的單單面靜力力偶方法法動平

37、衡衡懸臂轉轉子圖17幫幫助解釋釋動平衡衡懸臂轉轉子的方方法。傳傳統(tǒng)上，軸軸承A對對靜不平平衡最敏敏感，而而離需要要動平衡衡的葉輪輪最遠的的軸承（軸軸承B）對對力偶不不平衡最最敏感。因因為平面面1最靠靠近轉子子的重心心（CGG），靜靜平衡應應該在這這個平面面內進行行，而測測量軸承承B的振振動響應應。另一一方面，在在平面2內進進行力不不平衡修修正時，應應該在軸軸承B上上測量振振動。然然而，在在平面22中加試試重將破破壞在軸軸承A處處已獲得得的靜平平衡，因因此，為為了保持持軸承AA處的靜靜平衡，必必須采用用產(chǎn)生力力偶的試試重配置置，因此此，兩個個相同大大小的試試重應該該放置在在平面11和平面面2內，

38、這這兩個試試重的角角向位置置應該相相差1880度。因此，許多多懸臂轉轉子可心心成功地地用數(shù)據(jù)據(jù)采集的的單面動動平衡軟軟件或前前面解釋釋的單面面動平衡衡方法平平衡之。尤尤其是如如果轉子子的長度度與直徑徑之比（LL/D）小小于約005時（這這里L是是旋轉件件的長度度，修正正重量將將置在其其上，DD為旋轉轉件的直直徑，見見圖17）。下面介紹動動平衡懸懸臂轉子子的傳統(tǒng)統(tǒng)的單面面動平衡衡方法：設置數(shù)據(jù)采采集器或或者頻譜譜分析儀儀如同D節(jié)和和17表示示雙面動動平衡過過程的說說明中所所述設置置數(shù)據(jù)采采集器，加加速度計計，光電電式轉速速計等。此此外，分分析人員員可能希希望采用用掃描濾濾波器分分析儀即即驅動一一

39、個頻閃閃燈（像像美國恩恩泰克愛愛迪公司司3500或8880）或或者頻譜譜分析儀儀，頻譜譜分析儀儀利用光光電轉速速觸發(fā)脈脈沖，以以供測量量振動相相位。進行第一次次測量在加任何試試重之前前，第一一次先測測量1XX 轉速速頻率振振動幅值值，頻率率和振動動相位。這這些測量量應該在在內側和和外側兩兩個軸承承的垂直直方向和和水平方方向進行行。初次次動平衡衡時，通通常在振振動幅值值最大的的徑向方方向測量量（然而而，在徑徑向方向向修正了了不平衡衡之后，必必須在其其他徑向向方向進進行測量量，以確確保這個個徑向方方向的振振動可以以接受）。確定主要是是不平衡衡問題是是靜不平平衡還是是力偶不不平衡查看兩個軸軸承上徑徑

40、向方向向和水平平方向振振動幅值值和相位位測量結結果，確確定不平平衡問題題主要是是靜不平平衡還是是力偶不不平衡，如如果外側側軸承與與內側軸軸承之間間的水平平方向和和垂直方方向的相相位差約約為1440度或或者更大大，則主主要是力力偶不平平衡。另另一方面面如果相相位差在在哪里都都是從00度到440度，則則主要是是靜不平平衡。如如果不平平衡呈現(xiàn)現(xiàn)為主要要是力偶偶不平衡衡，則采采用靜平平衡處理理過程?，F(xiàn)現(xiàn)在，我我們假定定問題主主要是靜靜不平衡衡。進行單面靜靜平衡參見圖17，用用單面平平衡方法法在軸承承A上測測量，在在平面11中加試試重和修修正重量量。確定最終的的振動幅幅值是否否滿足標標準要求求利用平面1

41、1完成了了單面靜靜平衡后后，在內內側和外外側軸承承的水平平垂直方方向以及及軸向方方向重復復測量振振動，確確?，F(xiàn)在在的振動動幅值滿滿足允許許的標準。如果還有明明顯的力力偶不平平衡，則則繼續(xù)用用單面動動平衡方方法在軸承B上上動平衡衡懸臂轉轉子往往往有很大大的互相相影響，這這意味著著平面11的單面面動平衡衡往往會會在軸承承B上引引起大的的振動因因此，分分析人員員將再進進行一次次進行單單面動平平衡，這這時他在在離動平平衡的件件最遠的的軸承BB上進行行測量。當當達到單單面修正正重量后后，應該該把這個個修正重重量放在在平面22中，然然后把相相同重量量的修正正重量放放在平面面1內，與與平面22內的位位置相差

42、差1800位置。確定現(xiàn)在的的振動幅幅值是否否滿足所所有的標標準完成了單面面平衡修修正后，分分析人員員必須再再次在每每個軸承承的水平平；垂直直和軸向向方向測測量振動動，確定定這時所所有的振振動幅值值都滿足足允許的的標準。往往往必須須在這一一點處用用軸承AA和平面面1采用用單面動動平衡過過程再次次作進一一步的動動平衡，也也許可能能還要用用另外的的力偶動動平衡修修正。H如果每每個軸承承的所有有三個方方向都不不滿足允允許的標標準，則則需要下下面介紹紹的雙面面動平衡衡過程。有有時，這這種單面面動平衡衡不能成成功地把把每個軸軸承的三三個所有有方向振振動幅值值降低到到允許的的標準以以下，尤尤其是如如果L/D

43、比率率大于0050或或者動平平衡的件件位于遠遠離軸承承位置時時。如果果出現(xiàn)這這種情況況，必須須要用下下面介紹紹的雙面面動平衡衡方法。用傳統(tǒng)的雙雙面靜力力偶方法法動平衡衡懸臂轉轉子由于在懸臂臂轉子中中經(jīng)常存存在的明明顯的互互相影響響，雙面面動平衡衡修正的的方法往往往比那那些采用用單面動動平衡方方法更有有效。然然而，雙雙面動平平衡的問問題之一一是，有有時在確確定哪個個是左軸軸承，哪哪個是右右軸承的的略有點點混淆，同同樣地哪哪個平面面是左平平面，哪哪個平面面是右平平面?（有些些數(shù)據(jù)采采集器與與左和右右不同，把把這些稱稱為靠近近的平面面或者遠遠距離的的平面，名名詞術語語不是問問題，唯唯一的問問題是分分

44、析人員員必須把把他的約約定保持持一致）。參參見圖117，當利利用雙面面動平衡衡方法時時，認為為軸承AA是最靠靠近懸臂臂轉子的的軸承，而而軸承BB是最靠靠近皮帶帶輪的軸軸承。同同樣，平平面1在在最靠近近軸承的的葉輪的的內側，而而平面22在外側側。完成了雙面面修正重重量計算算后，需需再次采采用靜平平衡/力力偶平衡衡解。因因為大多多數(shù)懸臂臂轉子都都對靜不不平衡如如此敏感感，所以以僅在獲獲得這個個靜/力力偶動平平衡解時時才放置置靜平衡衡修正重重量。因因此，調調整動平平衡后，如如果還有有明顯的的力偶不不平衡，分分析人員員還將繼繼續(xù)修正正它。他他應遵循循如下介介紹的過過程；設定圖17中介介紹的雙雙面動平平

45、衡方法法的儀器器用數(shù)據(jù)采集集器掃描描濾波器器分析或或者實時時分析儀儀都可采采用相同同的過程程，然而而，如果果用掃描描濾波器器或實時時分析儀儀，分析析人員應應該有能能夠提供供靜或力力偶動平平衡解的的雙面動動平衡計計算程序序。在兩個軸承承上進行行初始測測量這里還是在在內側軸軸承和外外側軸承承的水平平和垂直直方向測測量1轉速頻頻率振動動幅值；頻率和和相位。完成雙面動動平衡過過程，但但是還不不能放置置動平衡衡修正的的重量。采用如D節(jié)節(jié)中介紹紹的雙面面動平衡衡過程，但但是最終終修正的的重量還還不能放放置。而而是對每每個平面面計算試試重的大大小和位位置時，分分析人員員應該尋尋找靜平平衡解/力偶動動平衡解解

46、。初始始只能作作靜平衡衡修正例例如，如如果靜平平衡解要要求在平平面1內內作1盎盎司（22835克克）修正正，而力力偶平衡衡解要求求在平面面1和22內彼此此成1880度處處作2盎盎司（55670克克）的修修正，則則在這一一點處只只作靜平平衡修正正。確定現(xiàn)在振振動幅值值是否滿滿足允許許的標準準規(guī)定在平面1內內作靜平平衡修正正后，檢檢查一下下每個軸軸承的三三個方向向的振動動幅值是是否符合合允許的的標準規(guī)規(guī)定。如如果不滿滿足，則則需要再再調整。在在確定雙雙面修正正時還要要求靜平平衡/力力偶平衡衡解，還還是先只只能作靜靜平衡修修正。這這一次大大多數(shù)可可以解決決問題。然然而，如如果還有有明顯的的力偶不不平

47、衡，再再完成尋尋求靜平平衡/力力偶平衡衡解的雙雙面平衡衡修正，這這次可以以作力偶偶平衡修修正，而而不是作作靜平衡衡修正。確定這時振振動幅值值是否滿滿足允許許的標準準規(guī)定在兩次試湊湊靜平衡衡的每一一次之后后和一次次力偶平平衡試湊湊之后，把把內側軸軸承和外外側軸承承的水平平；垂直直和軸向向方向的的振動幅幅值與允允許的標標準規(guī)定定作比較較。較少少情況下下，力偶偶平衡修修正可能能把靜平平衡修正正破壞，如如果是這這種情況況，則可可能需要要在成功功地平衡衡轉子之之前作一一次以上上的靜平平衡修正正。42允許許的殘余余不平衡衡和國際際標準化化組織IISO動動平衡質質量等級級動平衡轉子子時，人人們需要要知道他他

48、動平衡衡轉子的的精度。實實際上，簡簡單地說說以某轉轉速把某某機器動動平衡到到010英英寸/秒秒或10密爾的的等級是是不夠的的。當某某轉子可可以滿意意地動平平衡到這這樣一種種等級時時，另一一轉子卻卻沒法動動平衡到到這種等等級。這這需返回回19550年由由動平衡衡領域內內專家們們的意見見辨認之之。專家家們認為為，殘余余不平衡衡確實與與殘余的的轉子偏偏心距的的大小和和半徑以以及轉子子本身的的重量和和它的運運轉轉速速成正比比。因此此他們研研制出一一系列動動平衡允允許值，即即眾所周周知的國國際標準準化組織織ISOO標準119400“旋轉的的剛體的的動平衡衡質量”。表111提供供了按照照這些動動平衡標標準

49、對整整個轉子類類型組的的動平衡衡質量等等級。表表12提供供了每個個ISOO動平衡衡質量等等級。（IISOGG1；IISOGG25；IISOGG63等）的的數(shù)字標標準。請請注意，GG允差等等級愈低低，動平平衡的質質量等級級精度愈愈高。還還應注意意，這些些動平衡衡質量等等級都是是以轉子子的轉速速（水平平軸線）以以及每磅磅轉子重重量的殘殘余不平平衡（垂垂直軸線線）為基基礎的。表表13提供了了表示用用每種動動平衡質質量某級級等級帶帶描述的的相同的的動平衡衡質量等等級。表表13還表示示了美國國通用的的標稱轉轉速的分分類（112000；18800和和36000轉/分）。動平衡機器器時，您您首先要要參考表表

50、11所列列的信息息，確定定您動平平衡該機機器的動動平衡允允差。表11 根據(jù)IISO119400標準和和ANSSIS2219119755標準各各種代表表性剛性性轉子組組的動平平衡質量量標準Balannce Quaalitty GGraddes GEW 1,2(mm/ssec)Rotorr Tyypess-Geenerral ExaampllesG 400004000Crankkshaaft driiverr3 off riigiddly mouunteed ssloww maarinne ddiessel engginees wwithh unneveen nnumbber of cyllind

51、der44G 160001600Crankkshaaft driiverr off riigiddly mouunteed llargge ttwo-cyccle enggineesG 6300630Crankkshaaft driiverr off riigiddly mouunteed llargge ffourr-cyyclee ennginnesCrankkshaaft driiverr off ellastticaallyy moountted marrinee diieseel eengiinessG 2500250Crankkshaaft driiverr off riigidd

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53、nksshafft ddrivves or elaastiicallly mouunteed ffourr-cyyclee ennginnes(gassoliine or dieesell) wwithh siix oor mmoree cyylinnderrs4 Craanksshafft ddrivves forr ennginnes of carrstruuckss off loocommotiivessG 1616Drivee shhaftts (proopelllerr shhaftts carrdannhaffts)witth sspecciall reequiiremmentts

54、Parrts of cruushiing macchinneryyParrty of agrricuultuurall maachiinerryInddiviiduaal ccompponeentss off ennginnes (gaasollinee off diieseel)ffor carrstruuckssandd loocommotiivessCraanksshafft ddrivves of engginees wwithh siix oor mmoree cyylinnderrs uundeer sspecciall reequiiremmenttsSluurryy orr d

55、rredgge ppumpp immpelllerrG 63363Partss off prroceess plaant macchinnesMarrinee maain turrbinne ggearrs(mmercchannt sservvicee)Cenntriifugge ddrummsFannsAsssembbly airrcraaft gass tuurbiine rottorssFlyy whheelsPummp iimpeelleersMacchinne-ttooll annd ggeneerall maachiinerry pparttsnorrmall ellecttric

56、cal armmatuuressInddiviiduaal ccompponeentss off ennginnes undder speeciaal rrequuireemenntsG 25525Gas aand steeam turrbinnesinccluddingg maarinne mmainn tuurbiiness(meerchhantt seerviice)Riggid turrbo-genneraatorr rootorrsRottorssTurrbo-commpreessoorsMacchinne-ttooll drriveesMeddiumm annd llargge e

57、elecctriicall arrmatturees wwithh sppeciial reqquirremeentssSmaall eleectrricaal aarmaaturresTurrbinne-ddrivven pummpsG 11Tape reccordder andd phhonoograaph(graamopphonne)ddrivvesGriindiing macchinne ddrivvesSmaall eleectrricaal aarmaaturres witth sspecciall reequiiremmenttsG 04404Spinddlessdissksan

58、dd arrmatturees oof ppreccisiion griindeersGyrrosccopeesw=2nnn/600-n/10 iff n is meaasurred in revvoluutioons perr miinutte aand w rradiianss peer ssecoondin geenerralFor riggid rottorss wiith twoo coorreectiion plaanessonee-haalf of thee reecommmenndedd reesidduall unnballancce iis tto bbe ttakeen

59、oor eeachh pllanee:thhesee vaaluees aapplly uusuaallyy foor aany twoo arrbittrarrilyy chhoseen pplannesBut thee sttatee off unnballancce mmay be impprovved upoon aat tthe beaarinngs Foor ddiskk-shhapeed rrotoors thee fuull reccommmendded vallue hollds forr onne pplanneA craanksshafft-ddrivve iis aan

60、 aasseemblly wwhille iinclludees tthe craanksshaffta fflywwheeel,ccluttch,pullleyy,viibraatioon ddampper,rottatiing porrtioon oof cconnnecttingg roodetccFor ppurpposees oof tthiss SttanddarddSloww diieseel eengiiness arre tthosee wiith a ppistton vellociity of lesss tthann 9 mm/secc, ffastt diieseel