振動基礎(chǔ)與故障診斷分析課件

旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動課件

振動基礎(chǔ)與故障診斷

8/30/20231旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動課件振動基礎(chǔ)與故障診斷8/1/轉(zhuǎn)子振動基礎(chǔ)振動現(xiàn)象及其危害振動是物體(質(zhì)點(diǎn))或某種狀態(tài)隨時(shí)間往復(fù)變化的現(xiàn)象，機(jī)械振動是指物體在平衡位置附近來回往復(fù)的運(yùn)動。它是衡量旋轉(zhuǎn)機(jī)械能否持續(xù)可靠運(yùn)行的重要指標(biāo)。振動狀態(tài)是機(jī)組設(shè)計(jì)制造﹑安裝檢修和運(yùn)行維護(hù)水平的綜合反映。當(dāng)振動超過一定的限值（標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)，可能會產(chǎn)生下列危害：(1)機(jī)組動靜部分碰磨；(2)部件的疲勞損壞；(3)連接或緊固件的斷裂與松脫；(4)損壞基礎(chǔ)和周圍的建筑物；(5)降低機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；(6)過大的振動及其引發(fā)的噪聲影響運(yùn)行人員健康。8/30/20232轉(zhuǎn)子振動基礎(chǔ)振動現(xiàn)象及其危害8/1/20232振動基礎(chǔ)知識(一)四種振動形式：1.簡諧振動：運(yùn)動量隨時(shí)間按諧和函數(shù)的形式變化2.周期振動：運(yùn)動量變化經(jīng)過一個(gè)固定的時(shí)間間隔不斷重復(fù)3.非周期振動：振動量變化隨時(shí)間不呈現(xiàn)重復(fù)性4.隨機(jī)振動：任一給定時(shí)刻的運(yùn)動量不能預(yù)先確定.兩個(gè)以上頻率不相同的簡諧振動合成在一起，便形成一個(gè)復(fù)合振動，反過來，任何周期振動又都可以分解成若干個(gè)簡諧振動。付里葉變換是進(jìn)行這種分解的有效工具.旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動信號都是周期性連續(xù)信號，習(xí)慣稱這種信號為通頻信號。用FFT分解后得到的一系列簡諧信號中，與轉(zhuǎn)動頻率相同的簡諧振動具有特殊的意義，它被稱之為一倍頻振動，也有稱之為工頻、基頻、選頻、同頻或1X等。頻率為轉(zhuǎn)速二分之一和兩倍的簡諧振動在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動分析也是較常用到的，它們分別被簡稱為半頻（1/2X）和倍頻（兩倍頻，2X）振動。低于工作轉(zhuǎn)速頻率的振動，統(tǒng)統(tǒng)被稱為低頻振動；高于工作轉(zhuǎn)速頻率的振動，被稱為高頻振動。它們可能是轉(zhuǎn)動頻率的整分?jǐn)?shù)倍或整數(shù)倍，也可能不是。8/30/20233振動基礎(chǔ)知識(一)四種振動形式：8/1/20233振動基礎(chǔ)知識(二)振動位移、速度和加速度振幅的量度簡諧振動可以用位移、速度和加速度三種形式表示。位移的大小，用振幅Ap表示，即最大位移到平衡位置之間的距離，也稱作單峰值；振動的波峰與波谷之間的垂直距離稱作為峰峰值，表示為Ap-p；單位都是微米（μm）或毫米（mm）。電廠習(xí)慣用“絲”或“道”表示，1毫米是100絲，1絲等于10微米。在描述振幅的大小時(shí)，如果不做特別的注明，所指振幅都是峰峰值.速度和加速度的振幅也可以用峰值或峰峰值來表示。對于速度振幅，因?yàn)檎駝幽芰颗c速度的平方成正比例，所以更多地是使用均方根值或稱有效值,又稱作振動烈度，單位：mm/s。8/30/20234振動基礎(chǔ)知識(二)振動位移、速度和加速度振幅的量度8/1/2振動基礎(chǔ)(三)1.測振儀表的選擇測振儀表應(yīng)根據(jù)測試對象的頻率范圍來選擇。一般來講，接觸式傳感器適用于測量低頻振動，用它測量振動位移，可以得到較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)；加速度傳感器適用于測量中、高頻振動用它測振動位移往往不太穩(wěn)定，因此加速度型傳感器的測振儀，只測振動速度和加速度。2.測試參數(shù)的選擇振動測試參數(shù)包括振動位移、振動速度和振動加速度。對一般簡諧振動三者有以下關(guān)系：振動位移：x=Asinwt;振動速度：v=Awcoswt;振動加速度：a=-Aw2sinwt。由此可見，對于不同頻率成份的振動而言，位移相同時(shí)，速度值與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，加速度與轉(zhuǎn)速的平方成正比，所以盡管低頻振動的位移值比高頻的位移值大很多，但它的加速度值比高頻的加速度值小得多。一般情況下，要查明被測對象是否存在不平衡、不對中、松動、油膜渦動等現(xiàn)象時(shí)，測位移和速度較好；要查明齒輪、軸承等故障時(shí)，測加速度較敏感。8/30/20235振動基礎(chǔ)(三)1.測振儀表的選擇8/1/20235有關(guān)的名詞和術(shù)語(1)

1.振動幅值、頻率和振動相位.機(jī)械振動通常以其幅值、頻率和相位來描述，它們是構(gòu)成振動的三個(gè)基本要素2.通頻振動、選頻振動、基頻振動.

2.1通頻振動表示振動原始波形正峰和負(fù)峰之間的最大偏差值。2.2選頻振動表示所選頻率的正弦波正峰和負(fù)峰之間的偏差值。2.3基頻振動表示與轉(zhuǎn)速頻率相同的正弦波正峰和負(fù)峰之間的偏差值。對于工作轉(zhuǎn)速為3000r/min的機(jī)器，基頻振動頻率是50Hz。3.徑向振動、軸向振動.徑向振動是指垂直于轉(zhuǎn)軸中心線方向的振動。徑向振動有時(shí)也稱為橫向振動。軸向振動是指與轉(zhuǎn)軸中心線同一方向的振動。4.同步運(yùn)動、異步運(yùn)動同步是指與轉(zhuǎn)速頻率變化成比例的振動頻率分量。通常，同步分量是旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍，即1X,2X,3X…,1/2X,1/3X…等。異步是指與轉(zhuǎn)速頻率無關(guān)的振動頻率成份，也可稱為非同步運(yùn)動.8/30/20236有關(guān)的名詞和術(shù)語(1)8/1/20236有關(guān)的名詞和術(shù)語(2)5.諧波、次諧波、次同步、超同步在某一頻率下的正弦波稱為諧波，該頻率為基本頻率的整數(shù)倍。次諧波是基波頻率的一個(gè)整分?jǐn)?shù)諧波的正弦值。次同步振動是低于轉(zhuǎn)速頻率的振動分量。超同步振動是高于轉(zhuǎn)速頻率的振動分量。6.相對軸振、絕對軸振、瓦振轉(zhuǎn)子的相對軸振是指轉(zhuǎn)軸相對于軸承座的振動，它可用非接觸式傳感器來測量。轉(zhuǎn)子的絕對軸振是指轉(zhuǎn)軸相對于地面的振動，它可用接觸式傳感器或用一個(gè)非接觸傳感器和一個(gè)慣性傳感器組成的復(fù)合傳感器來測量。瓦振動是指在軸承座相對于地面的振動，它可用慣性傳感器來測量.7.自由振動、強(qiáng)迫振動、自激振動、隨機(jī)振動自由振動一般是指彈性系統(tǒng)偏離于平衡狀態(tài)以后，不再受外界激擾的情形下所發(fā)生的振動。強(qiáng)迫振動是指在外來激振力作用下而發(fā)生的振動。一般而言，強(qiáng)迫振動的頻率與激振力的頻率相同。自激振動是指由振動體自身所激勵的振動。維持振動的交變力由運(yùn)動本身產(chǎn)生或控制的。自激振動的起因歸之于轉(zhuǎn)子－支承系統(tǒng)中存在某一機(jī)械能的反饋環(huán)節(jié)。這一反饋環(huán)節(jié)使轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn)動中獲取能量，并轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋惶囟l率下的橫向振動能量，而這一橫向振動又通過反饋環(huán)節(jié)進(jìn)一步從運(yùn)動中取得能量，從而加劇了橫向振動，直至獲取的能量等于消耗于阻尼的能量，這振動穩(wěn)定在某一極限環(huán)上。隨機(jī)振動是指在任何時(shí)刻，其大小不能正確預(yù)知的振動。8/30/20237有關(guān)的名詞和術(shù)語(2)5.諧波、次諧波、次同步、超同步8/有關(guān)的名詞和術(shù)語(3)8.振動高點(diǎn)和重點(diǎn)振動高點(diǎn)是指傳感器測量振動時(shí)，振動波形上產(chǎn)生正峰值的那一點(diǎn)，該點(diǎn)用鍵相器測其角度位置。高點(diǎn)可能隨轉(zhuǎn)子的動力特性的變化（如轉(zhuǎn)速變化）而移動。重點(diǎn)是指在一個(gè)轉(zhuǎn)軸特定橫截面上,不平衡向量的角度位置。重點(diǎn)一般不隨轉(zhuǎn)速變化。在一定轉(zhuǎn)速下，重點(diǎn)和高點(diǎn)之間的夾角稱為機(jī)械滯后角。9.剛度、阻尼和臨界阻尼剛度是一種機(jī)械或液壓元件在負(fù)載作用下的彈性變化量。一般機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛度包括靜剛度和動剛度兩個(gè)部分，靜剛度決定于結(jié)構(gòu)的材料和幾何尺寸，而動剛度既與靜剛度有關(guān)，也與連接剛度和共振狀態(tài)有關(guān)。阻尼是指振動系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換（從機(jī)械能轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，一般是熱能），這種能量轉(zhuǎn)換抑制了每次振蕩的振幅值。當(dāng)轉(zhuǎn)軸運(yùn)動時(shí)，阻尼來自軸承中的油、密封等。臨界阻尼是指能夠保證系統(tǒng)回到平衡位置而不發(fā)生振蕩所要求的最小阻尼。10.共振、臨界轉(zhuǎn)速、固有頻率共振是指在強(qiáng)迫振動系統(tǒng)中，當(dāng)激振頻率從任一方向稍微變化，其響應(yīng)就明顯減小時(shí)所對應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)或現(xiàn)象。臨界轉(zhuǎn)速是指使轉(zhuǎn)子—支承系統(tǒng)產(chǎn)生共振的特征轉(zhuǎn)速。當(dāng)系統(tǒng)作自由振動時(shí)，其振動的頻率只與系統(tǒng)本身的質(zhì)量(或轉(zhuǎn)動慣量)、剛度和阻尼有關(guān)。這個(gè)由系統(tǒng)的固有性質(zhì)所決定的振動頻率，稱為系統(tǒng)的固有頻率。8/30/20238有關(guān)的名詞和術(shù)語(3)8.振動高點(diǎn)和重點(diǎn)8/1/20238有關(guān)的名詞和術(shù)語(4)11.分諧波共振、高次諧波共振和參數(shù)激振當(dāng)以頻率f激振，因頻率f/n(n等于2及其以上的正整數(shù))接近于系統(tǒng)的固有頻率而引起的共振稱為分諧波共振。當(dāng)以頻率f激振，因頻率nf(n等于2及其以上的正整數(shù))接近于系統(tǒng)的固有頻率而引起的共振稱為高次諧波共振。參數(shù)激振是指由質(zhì)量、彈性等因素隨時(shí)間周期變化的激振。由極不對稱的截面或由此引起的不同的抗彎強(qiáng)度可能產(chǎn)生參數(shù)振動。12.渦動、正進(jìn)動和反進(jìn)動轉(zhuǎn)軸的渦動(或稱為進(jìn)動)常定義為轉(zhuǎn)軸的撓曲線與軸承中心線所構(gòu)成的平面的轉(zhuǎn)動。在圓盤繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的同時(shí)，轉(zhuǎn)軸本身又繞鉛垂軸z轉(zhuǎn)動。正進(jìn)動是指與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相同的渦動。反進(jìn)動是指與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相反的渦動。13.同相振動和反相振動在一對稱轉(zhuǎn)子中,若兩端支持軸承在同一方向(垂直或水平)的振動相位角相同時(shí)，則稱這兩軸承的振動為同相振動；若兩端支持軸承在同一方向(垂直或水平)的振動相位角相差180°時(shí)，則稱這兩軸承的振動為反相振動。根據(jù)振動的同相分量和反相分量可初步判斷轉(zhuǎn)子的振型。8/30/20239有關(guān)的名詞和術(shù)語(4)11.分諧波共振、高次諧波共振和參數(shù)有關(guān)的名詞和術(shù)語(5)14.轉(zhuǎn)子撓曲轉(zhuǎn)子撓曲是指轉(zhuǎn)子彈性彎曲值，現(xiàn)場習(xí)慣稱為撓度。轉(zhuǎn)子撓曲分為靜撓曲和動撓曲，靜撓曲是靜止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)子在自重或預(yù)載荷作用下產(chǎn)生的彈性彎曲值，沿轉(zhuǎn)子軸線上不同的點(diǎn)，靜撓曲值不同；動撓曲是旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)子在不平衡力矩和其它交變力作用下產(chǎn)生的彈性彎曲值，轉(zhuǎn)子動撓曲又分同步撓曲和異步撓曲兩種，這兩種撓曲將直接疊加到轉(zhuǎn)軸振動上。15.機(jī)械偏差、電氣偏差、晃度電氣偏差系電渦流傳感器系統(tǒng)輸出信號誤差來源之一。傳感器輸出信號的變化并不是來自探頭所測間隙的改變(動態(tài)運(yùn)動和位置的變化)，而是來自于轉(zhuǎn)軸表面材料電導(dǎo)率的變化或轉(zhuǎn)軸表面上某些局部磁場的存在。機(jī)械偏差也是電渦流傳感器系統(tǒng)輸出信號誤差來源之一。傳感器所測間隙的變化，并不是由轉(zhuǎn)軸中心線位置變化或轉(zhuǎn)軸動態(tài)運(yùn)動引起的，而是來源于轉(zhuǎn)軸的非圓度、損壞、凹陷、銹斑或由其它結(jié)構(gòu)所引起的。轉(zhuǎn)軸的晃度,或稱為軸的徑向偏差，是電氣偏差和機(jī)械偏差的總和。在軸振標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，其數(shù)值不能超過相當(dāng)于許用振動位移的25％或6μm這兩者中的較大值。通常渦流傳感器在低轉(zhuǎn)速（約200～400r/min）下測量的軸振值實(shí)際代表轉(zhuǎn)軸的晃度值。8/30/202310有關(guān)的名詞和術(shù)語(5)14.轉(zhuǎn)子撓曲8/1/202310有關(guān)的名詞和術(shù)語(6)16.偏心在轉(zhuǎn)子平衡領(lǐng)域，偏心是指轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心偏離轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)中心的數(shù)值，此偏心是引起轉(zhuǎn)軸振動最主要的激振力；而在機(jī)組運(yùn)行監(jiān)則中偏心是指軸頸中心偏離軸瓦中心的距離，也稱為偏心位置，通過該偏心的監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子承受的外加載荷和軸瓦工作狀態(tài)。17.間隙電壓、油膜壓力間隙電壓是指電渦流傳感器測量的直流電壓，其值反映了軸頸和探頭間的間隙。由此可給出轉(zhuǎn)子揚(yáng)度、支承載荷等的有關(guān)信息。油膜壓力反映了軸承支承油膜的厚度及穩(wěn)定性，該壓力能幫助診斷轉(zhuǎn)子中心問題和軸瓦穩(wěn)定性等方面的問題。8/30/202311有關(guān)的名詞和術(shù)語(6)16.偏心8/1/202311振動測量技術(shù)測量用傳感器在旋轉(zhuǎn)機(jī)械測試中，常用的傳感器有四種類型，它們是電渦流非接觸式傳感器、慣性式速度傳感器、壓電式加速度傳感器和復(fù)合傳感器(它是由一個(gè)非接觸傳感器和一個(gè)慣性傳感器組成)。傳感器的選用應(yīng)從兩方面去考慮，一方面是傳感器的性能；另一方面是測試對象的要求，只有這兩方面的結(jié)合，才能選擇出滿足測試要求的傳感器。每一種傳感器都有它們固有的頻響特性，其決定了各自的工作范圍。如果采用的傳感器在超出其線性頻響區(qū)域工作時(shí)，測量得到的讀數(shù)會產(chǎn)生較大的偏差。常用的一些傳感器的性能和適用范圍及優(yōu)、缺點(diǎn)等。8/30/202312振動測量技術(shù)測量用傳感器8/1/202312振動信號的分析技術(shù)

1時(shí)域分析時(shí)域分析是在時(shí)間坐標(biāo)軸上表示振動信號的方法，它是直觀地描述振動的方法。時(shí)域波形可以在示波器或一些具有圖形顯示的二次振動儀表上顯示。在振動分析中，經(jīng)常需要對波形及與波形有關(guān)的圖形（如軸心軌跡）進(jìn)行分析。1.1波形分析在對原始振動波形分析中，除可觀察到振動的瞬態(tài)峰值振幅和穩(wěn)態(tài)振幅外，還可以確定其振動周期（頻率）。有些振動，如拍振，通過波形可很容易判定。另外，根據(jù)波形的形狀亦可初步判定一些振動故障原因。1.2軌跡分析在機(jī)器上同一徑向軸承互成90°安裝的渦流傳感器的輸出振動信號經(jīng)放大器放大后，在示波器上所顯示的軌跡表示轉(zhuǎn)軸中心線的實(shí)際動態(tài)路徑。軸心運(yùn)動軌跡的形狀是有關(guān)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的一個(gè)很重要的信息。通常機(jī)器所產(chǎn)生的波形軌跡都是略呈橢圓形的，這主要原因是由于油膜支承剛度X、Y方向不對稱緣故。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，一些振動故障反映出的軸心軌跡具有其各自的特點(diǎn)，因此，將實(shí)測的軸心軌跡與這些典型的軸心軌跡圖形比較，可以有助于分析振動產(chǎn)生的原因。1.3鍵相分析鍵相器的功能是由一個(gè)單獨(dú)的渦流傳感器所提供的，該傳感器可觀測轉(zhuǎn)軸上每轉(zhuǎn)一次的不連續(xù)點(diǎn)，即轉(zhuǎn)軸上的凹槽（鍵槽）或凸槽。當(dāng)轉(zhuǎn)軸上不連續(xù)點(diǎn)每次經(jīng)過鍵相器時(shí)，傳感器就會感受到在間隙距離上的變化，因而輸出的電壓值也會有相應(yīng)的變化。輸出電壓的變化，發(fā)生在不連續(xù)點(diǎn)出現(xiàn)的很短時(shí)間內(nèi)，因而表現(xiàn)為每轉(zhuǎn)一次所產(chǎn)生的電壓脈沖。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)電壓脈沖為一連串正向電壓升（凸槽）或負(fù)向電壓降（凹槽或鍵槽）。鍵相器的主要作用是測量振動相位角。相位角定義為從鍵相器脈沖到振動信號的下一個(gè)正峰值之間轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的角度。為了能測到相位角，振動信號的頻率表現(xiàn)和轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的頻率相同或?yàn)槠湔麛?shù)倍。因此要精確地測量相位角，必須對轉(zhuǎn)動信號按轉(zhuǎn)速頻率進(jìn)行濾波。由于轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一圈就會產(chǎn)生一個(gè)鍵相器脈沖，故鍵相器亦可用來測量轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)頻率）或轉(zhuǎn)動周期。相位測量可以鑒別出一些機(jī)械故障，某些機(jī)械故障與相位有密切的確定關(guān)系。例如，運(yùn)轉(zhuǎn)速度高于一個(gè)或多個(gè)平衡共振頻率的機(jī)器，在經(jīng)過共振頻率區(qū)時(shí)，一般都會發(fā)生180°的相位變化。因此相位測量可用于證實(shí)轉(zhuǎn)軸共振頻率或臨界轉(zhuǎn)速的存在。8/30/202313振動信號的分析技術(shù)1時(shí)域分析8/1/202313振動分析常用技術(shù)2

頻域分析頻域分析是在頻率坐標(biāo)軸上表示振動的方法。大多數(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械一般都產(chǎn)生帶有周期的振動信號，即不是都只含有單一頻率成分的諧波運(yùn)動，而是包含有多種的頻率成分。這些頻率成分往往直接與機(jī)械中各零部件的機(jī)械物理特性聯(lián)系在一起的。頻域分析十分清晰、簡潔，將振動波形在頻域中分解為不同頻率的正弦分量，就更容易抓住故障源的本質(zhì)。測量振動信號的頻率成分，一般可以采用兩種方法。第一種是利用濾波技術(shù)有次序地觀察信號中每一頻率成分以達(dá)到分解信號的目的，第二種方法是捉住信號的一個(gè)數(shù)據(jù)塊，然后用一臺信號分析儀或計(jì)算機(jī)借助于快速傅里葉分析技術(shù)來處理這些數(shù)據(jù)。8/30/202314振動分析常用技術(shù)2頻域分析8/1/202314振動數(shù)據(jù)的特征分析(1)由于振動是動態(tài)參數(shù)，為表示振動特性，通常采用各種圖形方式來進(jìn)行描述。振動特征分析就是將振動信號時(shí)域分析和頻域分析的結(jié)果用一定的圖形或曲線表示出來。下面將對分析振動原因極其有用的有關(guān)圖形作一詳述：1、波形圖波形圖是轉(zhuǎn)子響應(yīng)隨時(shí)間的變化曲線，其橫坐標(biāo)為時(shí)間，通常表示為周期數(shù)，縱坐標(biāo)為振動實(shí)時(shí)值，通常它近似為正波，是最原始的信號，所以包含的信息量大，具有直觀、易于理解等特點(diǎn)，但不太容易看出所包含信息與故障的聯(lián)系。從波形圖可推導(dǎo)出呈現(xiàn)在振動波形中的基本頻率，借助于鍵相相位信號，時(shí)基線信號可被用作相位角的直接顯示。對于某些故障信號，其波形具有明顯特征，這時(shí)可以利用波形圖作出初步判斷。比如，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械其不平衡故障較嚴(yán)重時(shí)，信號中有明顯的以旋轉(zhuǎn)頻率為特征的周期成分（即一倍頻1X成分）；而轉(zhuǎn)軸不對中時(shí)，信號在一個(gè)周期內(nèi)，比旋轉(zhuǎn)頻率大一倍的頻率成分（即二倍頻2X成分）明顯加大，即一周波動二次；機(jī)組失穩(wěn)時(shí)導(dǎo)致軸振信號中出現(xiàn)明顯的低頻信號.8/30/202315振動數(shù)據(jù)的特征分析(1)由于振動是動態(tài)參數(shù)，為表示振動特性振動數(shù)據(jù)的特征分析(2)頻譜圖工程上所測得的信號一般為時(shí)域信號，然而由于故障的發(fā)生、發(fā)展往往引起信號頻率結(jié)構(gòu)的變化，為了通過所測信號了解、觀測對象的動態(tài)行為，往往需要頻域信號。將時(shí)域信號變換至頻域加以分析的方法稱為頻譜分析，如圖3.8所示。頻譜分析的目的是把復(fù)雜的時(shí)間歷程波形，經(jīng)傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量，以獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)以及各諧波幅值和相位信息頻譜分析是機(jī)械故障診斷中用得最廣泛的信號處理方法之一。頻譜圖包括幅值譜和相位譜，若以頻率f為橫坐標(biāo)，以幅值為縱坐標(biāo)所得即為幅值譜的頻譜圖，以相位為縱坐標(biāo)所得即為相位譜的頻譜圖（通常按快速傅里葉分析得到的相位譜是沒有實(shí)際意義的）。頻譜圖形有離散譜（譜線圖）與連續(xù)譜之分，前者與周期性及準(zhǔn)周期信號相對應(yīng)，后者與非周期信號及隨機(jī)信號相對應(yīng)。。8/30/202316振動數(shù)據(jù)的特征分析(2)頻譜圖8/1/202316振動數(shù)據(jù)的特征分析(3)波特圖(BodePlot)波德圖定義為與轉(zhuǎn)速同步的振動及其相位和運(yùn)行轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線。8/30/202317振動數(shù)據(jù)的特征分析(3)波特圖(BodePlot)8/1/振動標(biāo)準(zhǔn)振動水平是衡量機(jī)組安全的重要指標(biāo)。從機(jī)組安全運(yùn)行的角度講，振動越小越好，但是要考慮降低振動的成本。振動水平只要滿足安全運(yùn)行的需要即可。標(biāo)準(zhǔn)劃分：國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)有：ISO標(biāo)準(zhǔn)，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定；IEC標(biāo)準(zhǔn)，由國際電工委員會制定。介紹ISO10816-3:1998標(biāo)準(zhǔn)和GB11347-1989國家標(biāo)準(zhǔn)及大唐標(biāo)準(zhǔn)。8/30/202318振動標(biāo)準(zhǔn)振動水平是衡量機(jī)組安全的重要指標(biāo)。從機(jī)組安全運(yùn)行的角振動評判標(biāo)準(zhǔn)(1)剛性支承上的第一組大型機(jī)器，即額定功率大于300千瓦，小于5萬千瓦，轉(zhuǎn)軸高度H

315毫米的電動機(jī)，它們的振動評定標(biāo)準(zhǔn)為：評定區(qū)域A/B：振動位移有效值29微米；振動速度有效值2.3毫米/秒為分界線，即，軸承座振動小于29微米有效值或小于2.3毫米/秒有效值，機(jī)器的振動評定為A區(qū)域，即屬于新交付使用的機(jī)器的振動通常可落在此區(qū)域內(nèi)。評定區(qū)域B/C：振動位移有效值57微米；振動速度有效值4.5毫米/秒為分界線，即，軸承座振動大于29微米有效值或2.3毫米/秒有效值，小于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值，機(jī)器的振動可評定為B區(qū)域，即該機(jī)器的處在此區(qū)域時(shí)，可以考慮無限長時(shí)間運(yùn)行。評定區(qū)域C/D：振動位移有效值90微米；振動速度有效值7.1毫米/秒為分界線，即軸承座振動大于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值，小于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，機(jī)器振動可評定為C區(qū)域，即機(jī)器振動處于此區(qū)域時(shí)，一般考慮不適宜作長期連續(xù)運(yùn)行。通常該機(jī)器只能在此狀態(tài)下運(yùn)行有限時(shí)間，應(yīng)當(dāng)安排在一合適的機(jī)會進(jìn)行維修。如果軸承座振動大于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，該機(jī)器的振動可評定為D區(qū)域，即機(jī)器的振動處在此區(qū)域內(nèi)時(shí)，通常應(yīng)該考慮其振動烈度足以導(dǎo)致機(jī)器損壞。8/30/202319振動評判標(biāo)準(zhǔn)(1)剛性支承上的第一組大型機(jī)器，即額定功率大于振動評判標(biāo)準(zhǔn)(2)剛性支承上的第二組大型機(jī)器，即額定功率大于15千瓦，小于300千瓦，轉(zhuǎn)軸高度160≤H＜315毫米的電動機(jī)，它們的振動評定標(biāo)準(zhǔn)為：評定區(qū)域A/B：振動位移有效值22微米；振動速度有效值1.4毫米/秒為分界線，即，軸承座振動小于22微米有效值或小于1.4毫米/秒有效值，機(jī)器的振動評定為A區(qū)域，即屬于新交付使用的機(jī)器的振動通?？陕湓诖藚^(qū)域內(nèi)。評定區(qū)域B/C：振動位移有效值45微米；振動速度有效值2.8毫米/秒為分界線，即，軸承座振動大于22微米有效值或2.8毫米/秒有效值，小于45微米有效值或2.8毫米/秒有效值，機(jī)器的振動可評定為B區(qū)域，即該機(jī)器的處在此區(qū)域時(shí)，可以考慮無限長時(shí)間運(yùn)行。評定區(qū)域C/D：振動位移有效值71微米；振動速度有效值4.5毫米/秒為分界線，即軸承座振動大于45微米有效值或4.5毫米/秒有效值，小于71微米有效值或4.5毫米/秒有效值，機(jī)器振動可評定為C區(qū)域，即機(jī)器振動處于此區(qū)域時(shí)，一般考慮不適宜作長期連續(xù)運(yùn)行。通常該機(jī)器只能在此狀態(tài)下運(yùn)行有限時(shí)間，應(yīng)當(dāng)安排在一合適的機(jī)會進(jìn)行維修。如果軸承座振動大于71微米有效值或4.5毫米/秒有效值，該機(jī)器的振動可評定為D區(qū)域，即機(jī)器的振動處在此區(qū)域內(nèi)時(shí)，通常應(yīng)該考慮其振動烈度足以導(dǎo)致機(jī)器損壞8/30/202320振動評判標(biāo)準(zhǔn)(2)剛性支承上的第二組大型機(jī)器，即額定功率大于振動故障診斷的基礎(chǔ)

為了能夠掌握機(jī)組振動故障診斷技術(shù)，勝任現(xiàn)場振動診斷和處理工作，振動分析人員除應(yīng)了解一般的振動和轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論外，還應(yīng)將以下幾條基本原則作為轉(zhuǎn)機(jī)振動故障診斷的基礎(chǔ)。熟練掌握振動監(jiān)測儀表了解機(jī)器基本機(jī)械特性

了解使轉(zhuǎn)機(jī)情況發(fā)生變化的歷史事件監(jiān)測能表示出機(jī)器特征改變的關(guān)鍵參數(shù)處理數(shù)據(jù)使其成為容易理解的格式8/30/202321振動故障診斷的基礎(chǔ)為了能夠掌握機(jī)組振動故障診斷技術(shù)，勝任現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷技術(shù)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動問題往往是許多因素綜合造成的，但各種類型的振動仍有其固有屬性。除振動發(fā)生過程和振動特征上的表現(xiàn)有所不同外,通常振動頻譜可以較完整地反映出振動的性質(zhì)，分析者可根據(jù)測量的振動頻譜分布來尋找振動的起因。然而，有時(shí)僅由頻譜分析進(jìn)行故障診斷仍不能收到很好的效果，因?yàn)橐恍┕收项愋彤a(chǎn)生的振動可能有相同或相似的頻譜，這時(shí)就需要通過振動的相位關(guān)系和其它一些相關(guān)因素來作進(jìn)一步的分析。因此，振動頻譜和相位關(guān)系是振動故障診斷工作中使用的基本工具。下面將列出一些典型故障的振動頻譜特征和相位關(guān)系及振動特征。8/30/202322旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷技術(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動問題往往是許多因素綜合質(zhì)量不平衡質(zhì)量不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常發(fā)生的故障。振動特征如下：1.振動以1X為主。2.轉(zhuǎn)速一定時(shí)振幅和相位是穩(wěn)定的；3.多次啟動振動有再現(xiàn)性；4.排除剛度、共振原因。8/30/202323質(zhì)量不平衡質(zhì)量不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常發(fā)生的故障。8/1/202不對中

不對中是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最為常見的故障之一。轉(zhuǎn)子不對中通常指相鄰兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度。轉(zhuǎn)子不對中可以分為聯(lián)軸器不對中和軸承不對中，其結(jié)果是在聯(lián)軸器處產(chǎn)生附加彎矩。軸系產(chǎn)生不對中的原因通常是加工制造誤差和安裝誤差及基礎(chǔ)受熱不均、基礎(chǔ)下沉不均、機(jī)組各部件的熱膨脹變形和扭曲變形等其它因素。1.聯(lián)軸器不對中聯(lián)軸器不對中有聯(lián)軸器偏角不對中(端面瓢偏)、平行不對中(不同心)和平行偏角不對中三種情況。聯(lián)軸器端面瓢偏表現(xiàn)為產(chǎn)生較大的軸向振動，且沿聯(lián)軸器兩端測量的振動相位反相，一般情況軸向振動以1X和2X分量為主，但有時(shí)也會有一些3X振動分量。聯(lián)軸器不同心產(chǎn)生的振動現(xiàn)象和端面瓢偏時(shí)的相類似，但其表現(xiàn)為較大的徑向振動，且沿聯(lián)軸器兩端測量振動相位反相，此時(shí)2X振動分量常大于1X分量，其大小決定于聯(lián)軸器類型和結(jié)構(gòu)。當(dāng)聯(lián)軸器端面瓢偏或不同心較嚴(yán)重時(shí)，可能產(chǎn)生一些更高的振動諧波分量（4X～8X），而且這時(shí)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)會對振動頻譜的特征產(chǎn)生重要影響。實(shí)際旋轉(zhuǎn)機(jī)械各轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器處的不對中既有平行不對中又有偏角不對中,因此其引發(fā)的振動特點(diǎn)和頻譜特征是上面兩種情況的綜合結(jié)果。8/30/202324不對中不對中是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最為常見的故障之一。轉(zhuǎn)子不對中通常軸承不對中

軸承不對中包括偏角不對中和標(biāo)高變化兩種情況。目前多使用的自位軸承，因此軸承偏角不對中容易消除。但軸承位置標(biāo)高的變化使軸承載荷重新分配，從而影響整個(gè)軸系的穩(wěn)定性。不對中引起的振動與負(fù)荷的關(guān)系不對中故障振動對負(fù)荷變化較為敏感。對于聯(lián)軸器不對中而言,當(dāng)負(fù)荷變化時(shí),由聯(lián)軸器傳遞的扭矩立即發(fā)生變化,如果聯(lián)軸器不對中,則轉(zhuǎn)子的振動狀態(tài)也立即發(fā)生變化。而對于軸承不對中而言,負(fù)荷變化后由于溫度分布的變化,軸承座的熱膨脹不均勻引起軸承不對中,使轉(zhuǎn)子的振動也要發(fā)生變化,但由于熱傳導(dǎo)的慣性,振動的變化在時(shí)間上比負(fù)荷的改變要滯后一段時(shí)間。8/30/202325軸承不對中軸承不對中包括偏角不對中和標(biāo)高變化兩種軸彎曲

軸彎曲是指轉(zhuǎn)子的中心線處于不直狀態(tài)。彎軸問題通常是產(chǎn)生很大的軸向振動，如果彎曲位于轉(zhuǎn)軸中央附近，支承轉(zhuǎn)子的兩個(gè)軸承軸向振動主要呈1X分量;如果彎曲位于聯(lián)軸器附近，則可能產(chǎn)生較大的2X振動分量。彎軸與質(zhì)量不平衡引起的振動特性區(qū)別在于其不同的相位關(guān)系。彎軸引起的兩軸承軸向振動相位相反，而外伸端質(zhì)量不平衡引起的兩軸承軸向振動相位同相。此外，軸彎曲時(shí)一般會在一階臨界轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生較大的徑向振動。8/30/202326軸彎曲軸彎曲是指轉(zhuǎn)子的中心線處于不直狀態(tài)。8/1/202機(jī)械松動

通常有三種類型的機(jī)械松動。第一種類型的松動是指機(jī)器的底座、臺板和基礎(chǔ)存在結(jié)構(gòu)松動，或水泥灌漿不實(shí)以及結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)的變形，此類松動表現(xiàn)出振動頻譜為1X分量。第二種類型的松動主要是由于機(jī)器底座固定螺栓的松動或軸承座出現(xiàn)裂紋引起。其振動頻譜除包含1X分量外，還存在相當(dāng)大的2X分量，有時(shí)還激發(fā)出1/2X和3X振動分量。第三種類型的松動是由于部件間不合適的配合引起的，由于松動部件對來自轉(zhuǎn)子動態(tài)力的非線性響應(yīng)，因而其產(chǎn)生許多振動諧波分量，如1X,2X,…,nX，有時(shí)亦產(chǎn)生精確的1/2X或1/3X整數(shù)倍的次諧波分量（即0.5X,1.5X,2.5X,…,n.5X）,這時(shí)松動通常是軸承蓋里軸承瓦枕的松動、過大的軸承間隙、或者轉(zhuǎn)軸上存在松動葉輪。這種松動的振動相位很不穩(wěn)定，變化范圍很大。8/30/202327機(jī)械松動通常有三種類型的機(jī)械松動。8/1/202327軸承座剛度不足軸承座剛度不足軸承座或汽缸剛度不足往往導(dǎo)致在較小的軸振動情況下而產(chǎn)生較大的瓦振動。引起軸承座或汽缸剛度不足的主要原因是其本身結(jié)構(gòu)剛性較差；軸承座與臺板、基礎(chǔ)之間的連接松動；二次灌漿不好；或基礎(chǔ)、軸承座、與軸承座連接的汽缸、發(fā)電機(jī)和勵磁機(jī)靜子或管道存在共振。軸承座剛度不足引起的振動一般以1X分量為主，轉(zhuǎn)子振動與軸承座振動之比小于或接近1（通常情況下轉(zhuǎn)子振動與軸承座振動之比為2～4）。在激振力大小一定的情況下，軸承座振動的大小與軸承座的動剛度成反比。當(dāng)軸承座處于共振狀態(tài)時(shí)，其動剛度最小。汽輪發(fā)電機(jī)組軸承座除存在接近50Hz的固有頻率外，也可能存在100Hz左右的固有頻率（尤其是勵磁機(jī)、發(fā)電機(jī)軸承）。在發(fā)生共振時(shí)，較小的激振力可產(chǎn)生較大的軸瓦振動。8/30/202328軸承座剛度不足軸承座剛度不足8/1/202328轉(zhuǎn)子碰磨

當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部件和固定部件接觸時(shí)，就發(fā)生動靜碰磨。轉(zhuǎn)子碰磨時(shí)會產(chǎn)生類似于機(jī)械松動的頻譜。轉(zhuǎn)子碰磨可能是部分碰磨，也可能是整圈碰磨。碰磨一般會產(chǎn)生更多的次諧波振動分量。此外，轉(zhuǎn)子碰磨可能產(chǎn)生一系列完整分?jǐn)?shù)的諧波振動分量（1/2X,1/3X,1/4X,1/5X,…,1/nX）,這類頻譜特別在轉(zhuǎn)子部分碰磨情況下容易產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子碰磨可能也激起許多高頻振動分量。碰磨的危害性很大，即使轉(zhuǎn)軸和軸承烏金短時(shí)碰磨也會造成嚴(yán)重后果。汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)軸和靜子發(fā)生徑向部分碰磨時(shí)，振動頻譜主要是基頻分量，但也有2X、3X、4X等高次諧波分量，其中2X分量較大。摩擦?xí)r振動急劇增大，而且相位也會發(fā)生變化，相位變化是逆轉(zhuǎn)動方向。碰磨后若轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲，則降速過轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振動也急劇放大。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生動靜碰磨后，降轉(zhuǎn)速或降負(fù)荷振動并不立即減小，反而有所增大，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷降低到某一數(shù)值后，振動才緩慢減小，即振動變化存在一定的滯后。如下圖所示。確定或消除摩擦振動的最有效方法是在振動允許的情況下延長運(yùn)行時(shí)間，觀察振動的變化，若振動逐漸減小以至消失，說明轉(zhuǎn)子熱彎曲已消失；若振動逐漸減小，但較前有了顯著增大，說明轉(zhuǎn)子已產(chǎn)生永久彎曲；若長時(shí)間運(yùn)行振動無變化，說明這種振動不是由于轉(zhuǎn)軸摩擦產(chǎn)生熱彎曲所引起。8/30/202329轉(zhuǎn)子碰磨當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部件和固定部件接觸時(shí)，就發(fā)生滾動軸承振動故障診斷滾動軸承是機(jī)器中最精密的部件，通常它們的公差都保持在機(jī)器的其余部件的公差的十分之一。但多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，只有10%以下的軸承能夠運(yùn)行到設(shè)計(jì)壽命年限。而大約40%的軸承失效是由于潤滑引起的故障，30%失效是由于不對中或“卡住”等裝配失誤，還有20%的失效是由過載使用或制造上缺陷等其它原因所致。如果機(jī)器進(jìn)行了精確對中和精確平衡，不在共振頻率附近運(yùn)轉(zhuǎn)，并且軸承潤滑良好，那么機(jī)器運(yùn)行就會非?？煽?，機(jī)器實(shí)際壽命會接近其設(shè)計(jì)壽命。然而，大多數(shù)情況都沒有做到這些。因此有很多軸承都因?yàn)槟p而永久失效。振動分析和磨損顆粒分析是很好的診斷方法。8/30/202330滾動軸承振動故障診斷滾動軸承是機(jī)器中最精密的部件，通常它們的頻譜特征

故障軸承會產(chǎn)生與1X基頻倍數(shù)不完全相同的振動分量——換言之，它們不是同步的分量。對振動分析而言，如果在振動頻譜中發(fā)現(xiàn)不同步分量,那么極有可能是軸承出現(xiàn)故障的警告信號。應(yīng)通過振動分析診斷并排除是否是其它故障引起的這些不同步分量。如果看到不同步的波峰，那極有可能與軸承磨損相關(guān)。如果同時(shí)還有諧波和邊頻帶出現(xiàn)，那么軸承磨損的可能性就非常大——這時(shí)候你甚至不需要再去了解軸承準(zhǔn)確的擾動頻率。8/30/202331頻譜特征

故障軸承會產(chǎn)生與1X基頻倍數(shù)不完全相同的振動分量—滾動軸承振動的基本參數(shù)

軸承的四個(gè)物理參數(shù)：球的數(shù)量、球的直徑、節(jié)徑和接觸角。接觸角的定義:指滾動體與滾道接觸區(qū)中點(diǎn)處,滾動體載荷向量與軸承徑向平面之間的夾角.按此定義支力軸承的接觸角為0,止推軸承的接觸角為908/30/202332滾動軸承振動的基本參數(shù)軸承的四個(gè)物理參數(shù)：球的數(shù)量、球的直軸承擾動頻率有四個(gè)與軸承相關(guān)的擾動頻率：球過內(nèi)圈頻率（fi）、球過外圈頻率（fc）、保持架頻率（FT）和球的自旋頻率（fb）。其中fi和fc的和等于滾珠/滾柱的數(shù)量。例如，如果fi等于3.2X，fc等于4.8X，那么滾珠/滾柱的數(shù)量必定是8。fb的值可能會加倍，因?yàn)樗o的公式針對的是球撞擊內(nèi)圈或外圈的情況。如果有庇點(diǎn)的滾球/滾柱同時(shí)撞擊內(nèi)圈和外圈，那么其頻率值應(yīng)該加倍。由于受到各種實(shí)際情況如滑動、打滑、磨損、軸承各參數(shù)的不精確（如直徑可能不完全精確）等的影響，我們所計(jì)算出來的頻率值可能會與真實(shí)值有小范圍的差異。8/30/202333軸承擾動頻率有四個(gè)與軸承相關(guān)的擾動頻率：球過內(nèi)圈頻率（fi）軸承擾動頻率的計(jì)算公式

8/30/202334軸承擾動頻率的計(jì)算公式8/1/202334軸承失效的九個(gè)階段(第一階段)在軸承失效的最初階段，其頻率范圍大約在20KHz～60KHz之間或更高。有多種電子設(shè)備可以用來檢測這些頻率，包括峰值能量、HFD、沖擊脈沖、SEE等超音波測量裝置。在這個(gè)階段，普通的頻譜上不會出現(xiàn)任何顯示。8/30/202335軸承失效的九個(gè)階段(第一階段)在軸承失效的最初階段，其頻率軸承失效的九個(gè)階段(第二階段)由于軸承上的庇點(diǎn)增大，使它在軸承固有頻率處發(fā)出鈴叫聲。同時(shí)固有頻率周圍還出現(xiàn)邊頻帶。8/30/202336軸承失效的九個(gè)階段(第二階段)由于軸承上的庇點(diǎn)增大，使它在軸承失效的九個(gè)階段(第三階段)出現(xiàn)軸承故障頻率。開始的時(shí)候我們只能觀察到這個(gè)頻率本身。圖中所示為軸承內(nèi)圈故障時(shí)的頻譜顯示。當(dāng)軸承磨損進(jìn)一步加劇后，在故障頻率（例子中的BPI）處的波峰值將會升高。大多數(shù)情況下波峰值將隨著時(shí)間線性增加。8/30/202337軸承失效的九個(gè)階段(第三階段)出現(xiàn)軸承故障頻率。開始的時(shí)候軸承失效的九個(gè)階段(第四階段)隨著故障的發(fā)展，故障頻率將產(chǎn)生諧波。這表明發(fā)生了一定程度的沖擊。故障頻率的諧波有時(shí)可能會比基頻波峰更早被發(fā)現(xiàn)。因此，我們首先要查找頻譜中的非同步波峰，并查證是否有諧波。對應(yīng)的時(shí)域波形中同時(shí)也會出現(xiàn)沖擊脈沖的顯示。8/30/202338軸承失效的九個(gè)階段(第四階段)隨著故障的發(fā)展，故障頻率將產(chǎn)生軸承失效的九個(gè)階段(第五階段)隨著故障狀態(tài)的惡化，軸承的損壞更加嚴(yán)重，振動級將繼續(xù)升高，同時(shí)出現(xiàn)更多的諧波。由于故障自身的性質(zhì)，這時(shí)還會出現(xiàn)邊頻帶。時(shí)域波形上的尖峰波將更加清晰和明顯，你甚至能夠通過測量尖峰間的時(shí)間間隔來計(jì)算故障頻率。高頻率的軸承檢測，如峰值能量和沖擊脈沖所得到的趨勢都在持續(xù)上升。

此時(shí)引起調(diào)制的原因有二個(gè)：第一種情形是當(dāng)內(nèi)圈出現(xiàn)故障時(shí)，如果它位于加載區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生的沖擊會更加劇烈，從而產(chǎn)生更高的振幅。當(dāng)內(nèi)圈故障位置移出加載區(qū)后，其振幅又會降低，并在軸承頂部達(dá)到最小值。在這種情況下內(nèi)圈的故障頻率將被（內(nèi)圈的）旋轉(zhuǎn)頻率所調(diào)制，于是我們可以在頻譜中看到1X邊頻帶出現(xiàn)。如果滾珠出現(xiàn)問題，也會因相同的原因，產(chǎn)生調(diào)制。當(dāng)滾珠運(yùn)轉(zhuǎn)在載荷區(qū)會產(chǎn)生比運(yùn)轉(zhuǎn)在非載荷區(qū)更強(qiáng)烈的沖擊。越接近載荷區(qū)，振幅越高。滾珠沿軸承以保持架頻率FT滾動。該頻率低于1X——典型的FT大約等于0.4X。當(dāng)我們能夠從頻譜中觀察到諧波，特別是邊頻帶后，軸承上的磨損就已經(jīng)能夠用肉眼觀察到了。這時(shí)候，你就可以建議更換軸承了。8/30/202339軸承失效的九個(gè)階段(第五階段)隨著故障狀態(tài)的惡化，軸承的損壞軸承失效的九個(gè)階段(第六階段)1X處的幅值增大，并出現(xiàn)1X的諧波，這是由于磨損引起間隙增大的結(jié)果。8/30/202340軸承失效的九個(gè)階段(第六階段)8/1/202340軸承失效的九個(gè)階段(第七階段)故障頻率及其邊頻帶變成峰丘狀，經(jīng)常被叫作"干草堆"。這是由于寬帶噪聲所致。在靠近機(jī)器的地方，你還能聽到軸承發(fā)出的噪聲。在這個(gè)階段，高頻率的軸承測量值可能會逐漸減少。如果你用測量工具測到的振幅有下降趨勢，不要以為是情況出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，而應(yīng)該盡快去定購用來更換的軸承了！8/30/202341軸承失效的九個(gè)階段(第七階段)故障頻率及其邊頻帶變成峰丘狀，軸承失效的九個(gè)階段(第八階段)頻譜中的“干草堆”將繼續(xù)擴(kuò)大，諧波隨著松動的增加而增大，高頻率的軸承測量顯示出的趨勢可能會繼續(xù)降低，但重要的是整個(gè)噪聲水平都在上升。你能清晰的聽到軸承發(fā)出的聲音，這預(yù)示著軸承即將報(bào)廢。8/30/202342軸承失效的九個(gè)階段(第八階段)頻譜中的“干草堆”將繼續(xù)擴(kuò)大，軸承失效的九個(gè)階段(第九階段)

到了這個(gè)階段以后，頻譜會變得平直，因?yàn)闄C(jī)器已經(jīng)不能運(yùn)轉(zhuǎn)了！8/30/202343軸承失效的九個(gè)階段(第九階段)到了這個(gè)階段以后，頻譜會變得滾動軸承診斷口訣內(nèi)圈外圈滾動體，特征頻率要牢記；確有軸承故障存，頻率成分難再隱。先看頻譜低頻處，非同步的看有無；若有非同步成分，故障已可定三分；特征頻率諧波存，對應(yīng)故障無疑問；再看頻譜高頻處，調(diào)制存在故障明；外圈特征轉(zhuǎn)頻調(diào)，松動現(xiàn)象無疑問；內(nèi)圈故障轉(zhuǎn)頻調(diào)，亦可作證據(jù)成分。特殊情況特殊看，診斷故障有分寸；單一頻率若存在，是否軸承需辨認(rèn)。高頻也是很重要，早期故障高頻分；低頻沒有高頻有，時(shí)常跟蹤要勤奮；損壞若是很嚴(yán)重，高頻抬起有空洞；及時(shí)更換莫僥幸，時(shí)刻避免事故生。故障機(jī)理把握清，是是非非要分明；潤滑狀況常檢測，調(diào)試裝配莫放松；診斷軸承有訣竅，相信科學(xué)錯(cuò)不了。8/30/202344滾動軸承診斷口訣8/1/202344電站風(fēng)機(jī)常見振動故障風(fēng)機(jī)是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體動能和勢能能的動力設(shè)備，它是火力發(fā)電廠不可缺少的重要輔機(jī)設(shè)備，電廠風(fēng)機(jī)主要有送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)密封風(fēng)機(jī)等。在實(shí)際運(yùn)行中，風(fēng)機(jī)，特別是引風(fēng)機(jī)由于運(yùn)行條件較惡劣，故障率較高，常導(dǎo)致機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)或減負(fù)荷運(yùn)行。因此，及時(shí)而有效地查明風(fēng)機(jī)運(yùn)行中故障產(chǎn)生的原因，并采取得力措施予以解決，是保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要舉措8/30/202345電站風(fēng)機(jī)常見振動故障風(fēng)機(jī)是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體葉片非工作面積灰引起風(fēng)機(jī)振動這類缺陷常見于鍋爐引風(fēng)機(jī)，主要表現(xiàn)為風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中振動突然上升。這是因?yàn)楫?dāng)氣體進(jìn)入葉輪時(shí)，與旋轉(zhuǎn)的葉片工作面存在一定的角度，根據(jù)流體力學(xué)原理，氣體在葉片的非工作面一定有旋渦產(chǎn)生，于是氣體中的灰粒由于旋渦作用會慢慢地沉積在非工作面上。機(jī)翼型的葉片最易積灰。當(dāng)積灰達(dá)到一定的重量時(shí)由于葉輪旋轉(zhuǎn)離心力的作用將一部分大塊的積灰甩出葉輪。由于各葉片上的積灰不可能完全均勻一致，聚集或可甩走的灰塊時(shí)間不一定同步，結(jié)果因?yàn)槿~片的積灰不均勻?qū)е氯~輪質(zhì)量分布不平衡，從而使風(fēng)機(jī)振動增大。在這種情況下，通常只需把葉片上的積灰鏟除，葉輪又將重新達(dá)到平衡，從而減少風(fēng)機(jī)的振動。8/30/202346葉片非工作面積灰引起風(fēng)機(jī)振動這類缺陷常見于鍋爐引風(fēng)機(jī)，主要表葉片磨損引起的振動

磨損是風(fēng)機(jī)中最常見的現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中振動緩慢上升，一般是由于葉片磨損，平衡破壞后造成的。此時(shí)處理風(fēng)機(jī)振動的問題一般是在停運(yùn)后做動平衡。在實(shí)際工作中，多采用影響系數(shù)法找平衡。為了盡快找到應(yīng)加的重量和位置，應(yīng)根據(jù)平時(shí)的數(shù)據(jù)多總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極采用一次加準(zhǔn)法加重。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，Y4－60NO28.7的風(fēng)機(jī)振動0.10mm時(shí)不平衡重量為1200g；磨煤機(jī)密封風(fēng)機(jī)振動0．10mm時(shí)不平衡重量20g；軸流G150/299型引風(fēng)機(jī)振動為0.10mm時(shí)不平衡重量在2000g左右；FAF-18.5-2型送風(fēng)機(jī)振動為0．10mm時(shí)不平衡重量只有400g左右。強(qiáng)調(diào)說明：為了達(dá)到不停爐處理葉片磨損引起的振動問題，平時(shí)須加強(qiáng)對風(fēng)門擋板的維護(hù)，減少風(fēng)門擋板的漏風(fēng)，在單側(cè)風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)能防止熱風(fēng)從停運(yùn)的風(fēng)機(jī)處漏出，以維持良好的工作環(huán)境。

8/30/202347葉片磨損引起的振動磨損是風(fēng)機(jī)中最常見的現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中風(fēng)道系統(tǒng)振動導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的振動

煙、風(fēng)道的振動通常會引起風(fēng)機(jī)的受迫振動。這是生產(chǎn)中容易出現(xiàn)而又容易忽視的情況。根據(jù)有關(guān)資料介紹，煙風(fēng)道的振動大致可分為以下幾類：1.“卡門”渦流振動：其發(fā)生在鍋爐煙道及應(yīng)用管式空氣予熱器機(jī)組的送風(fēng)道中，主要特點(diǎn)是振動頻率隨風(fēng)量的變化而變化，一般振動頻率超過40Hz，并且伴有強(qiáng)烈噪音。2.“中心渦”誘導(dǎo)振動：其發(fā)生在軸向擋板調(diào)節(jié)的大型寬葉片離心風(fēng)機(jī)中，當(dāng)進(jìn)口擋板開度30％～60％時(shí)振動較大，擋板滿開或全關(guān)時(shí)，振動基本消失。其壓力脈動幅值可達(dá)3500Pa，對管道危害較大，其頻率為轉(zhuǎn)速的2倍或1.5倍。目前消除該振動的方法是加裝葉片整流器。3.旋轉(zhuǎn)失速誘導(dǎo)振動：它是由于風(fēng)機(jī)本身特性與管網(wǎng)阻力不匹配引起，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行在小流量區(qū)域，氣流通過葉片通道時(shí)，由于葉片負(fù)面層發(fā)生分離，不能保證氣流平穩(wěn)流出，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速導(dǎo)致壓力脈動，該壓力脈動的幅值可達(dá)5000Pa，其頻率為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速頻率的2/3.4.風(fēng)道局部渦流誘導(dǎo)振動：由于煙風(fēng)道局部設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致出現(xiàn)局部渦流，其頻振動率為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速頻率，且振幅隨負(fù)荷的加大而增加。5.管道結(jié)構(gòu)剛度不足：這種情況下只需改變煙、風(fēng)道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或支撐剛度，即可消除振動。8/30/202348風(fēng)道系統(tǒng)振動導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的振動煙、風(fēng)道的振動通常會引起風(fēng)機(jī)的受不對中旋轉(zhuǎn)設(shè)備的中心包含了兩個(gè)中心，一是轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的中心，另一方面是軸承與軸承的中心，按照現(xiàn)行的檢修工藝首先要調(diào)整的是軸承與軸承的中心，轉(zhuǎn)子中心一般都是軸承中心找好進(jìn)行。轉(zhuǎn)子中心要受對輪晃度、瓢偏影響以及對輪螺栓和絞孔情況的影響，測量轉(zhuǎn)子中心的方法是在冷態(tài)下未聯(lián)對輪前測量對輪的晃動度，標(biāo)明高低點(diǎn)，聯(lián)接好對輪后再次測量對輪的晃動度，如果變化太大說明轉(zhuǎn)子中心不對，需要處理。實(shí)際上風(fēng)機(jī)的中心與聯(lián)軸器及其連接情況密切相關(guān)，當(dāng)聯(lián)軸器法蘭外圓與軸經(jīng)不同心、聯(lián)軸器法蘭止口或螺栓孔節(jié)圓不同心、端面飄偏、連接螺栓緊力明顯不對稱時(shí)，即使找正如何正確，當(dāng)把連接螺栓擰緊后，在連接和受力情況下都會使風(fēng)機(jī)軸系不同心和不平直，還會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生預(yù)載荷，它對風(fēng)機(jī)的振動影響極大。因此在風(fēng)機(jī)的檢修和檢查中拆除對輪銷子時(shí)，一定要做好標(biāo)記，不僅孔號要對，而且每根銷子的安裝位置亦應(yīng)做好標(biāo)記，回裝時(shí)按做好的標(biāo)記進(jìn)行回裝。另外對于動葉可調(diào)的軸流式送風(fēng)機(jī)，其中心除電機(jī)與風(fēng)機(jī)的機(jī)械中心外，在檢修時(shí)還應(yīng)考慮液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（液壓缸）的中心應(yīng)與風(fēng)機(jī)軸系的中心相一致，在這方面我們有足夠的經(jīng)驗(yàn)可總結(jié)。8/30/202349不對中8/1/202349軸承故障