設(shè)備故障診斷技術(shù)

1、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí)鄭州恩普特設(shè)備診斷工程有限公司設(shè)備故障診斷技術(shù)的含義設(shè)備故障診斷技術(shù)的含義在設(shè)備運(yùn)行中或基本不拆卸全部設(shè)備的情況下，掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，判定產(chǎn)生故障的部位和原因，并預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)未來(lái)狀態(tài)的技術(shù)。是防止事故的有效措施，也是設(shè)備維修的重要依據(jù)。 振動(dòng)是物體運(yùn)動(dòng)的一種形式，通常是指物體經(jīng)過(guò)其平衡位置而往復(fù)變化的過(guò)程。 振動(dòng)有時(shí)對(duì)人類是有害的，但有時(shí)人們可以利用振動(dòng)來(lái)為我們服務(wù)。 只要是運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，都或多或少地發(fā)生振動(dòng)，因此，振動(dòng)診斷在各種診斷方法中所占的比例最大，一般可達(dá)60%-70%。機(jī)械振動(dòng)低頻振動(dòng)：f 1000 Hz 構(gòu)成一個(gè)

2、確定性振動(dòng)有3個(gè)基本要素，即振幅d、頻率f 和相位。 當(dāng)然，振幅不僅用位移，還可以用速度和加速度。要特別說(shuō)明一個(gè)與振動(dòng)有關(guān)的量就是速度有效值 ，也常被稱為速度均方根值。這是一個(gè)經(jīng)常用到的振動(dòng)測(cè)量參數(shù)。目前許多振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)都是采用 作為判別參數(shù)，因?yàn)樗钅軌蚍从痴駝?dòng)的烈度。 幅值反映振動(dòng)的強(qiáng)度，振幅的平方常與物質(zhì)振動(dòng)的能量成正比，振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)都是用振幅來(lái)表示的。 同樣的振幅其頻率越高，對(duì)機(jī)組損壞程度越大，因此不同轉(zhuǎn)速的機(jī)組定義的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)值不同。 當(dāng)頻率和頻率一定時(shí)，相位的大幅偏移就是故障（異常）的征兆。所謂振動(dòng)信號(hào)處理，就是對(duì)振動(dòng)波形進(jìn)行加工處理，抽取與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的特征，以便對(duì)設(shè)備狀態(tài)實(shí)施有效

3、的判別。時(shí)域分析又包含有：波形圖，自相關(guān)，互相關(guān)，軸心軌跡、軸心位置等。齒輪故障波形圖具有明顯的沖擊特征頻域分析又包含有：幅值譜, 功率譜, 倒頻譜等。幅值譜分析是故障診斷的基本工具倒譜上的譜線是幅值譜中的周期性譜線族相域分析包含有：相位譜等另外，還有三維功率譜，細(xì)化譜等等 三維功率譜三維功率譜又叫三維譜陣、轉(zhuǎn)速譜圖、功率譜場(chǎng)、瀑布圖等。是機(jī)器在起動(dòng)或停車(chē)過(guò)程中，不同轉(zhuǎn)速下功率譜圖的迭加?？v坐標(biāo)為縱坐標(biāo)為機(jī)器的轉(zhuǎn)速，自零升到額定轉(zhuǎn)速（起動(dòng)）、或從額定轉(zhuǎn)速降到零（停車(chē)）；橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)為頻率；豎坐標(biāo)為豎坐標(biāo)為振幅。三維功率譜是描述機(jī)器瞬態(tài)過(guò)程的有利工具。對(duì)機(jī)器振動(dòng)做三維功率譜分析，可以了解機(jī)器通

4、過(guò)臨界轉(zhuǎn)速的振動(dòng)情況，用來(lái)確定監(jiān)測(cè)對(duì)象的固有頻率判定是否存在不平衡等故障。 三維譜陣圖是分析機(jī)組轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性和非穩(wěn)定區(qū)域監(jiān)測(cè)的主要工具。所謂細(xì)化譜所謂細(xì)化譜，就是把一般頻譜圖上的某部分頻段沿頻率軸進(jìn)行放大后所得到的頻譜。采用細(xì)化譜分析的目的是為了提高圖象的分辨率。從功能上看，細(xì)化譜的作用類似于機(jī)械制圖中的“局部放大圖”。一般的頻譜圖一般的頻譜圖其某頻段的其某頻段的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試診斷的實(shí)施步驟現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試診斷的實(shí)施步驟 診斷步驟概括為準(zhǔn)備工作、診斷實(shí)施和決策驗(yàn)診斷步驟概括為準(zhǔn)備工作、診斷實(shí)施和決策驗(yàn)證等證等3個(gè)環(huán)節(jié)，具體分為個(gè)環(huán)節(jié)，具體分為6個(gè)步驟來(lái)介紹。個(gè)步驟來(lái)介紹。 一一. 了解被診斷的對(duì)象

5、了解被診斷的對(duì)象了解被診斷的對(duì)象是開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)診斷的第一步。概括起來(lái)，對(duì)一臺(tái)被列為診斷對(duì)象的設(shè)備要著重掌握4個(gè)方面的內(nèi)容：設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成 1）搞清楚設(shè)備的基本組成部分及其聯(lián)接關(guān)系。一臺(tái)完整的設(shè)備一般由三大部分組成，即：原動(dòng)機(jī)（也叫做輔機(jī)，大多數(shù)采用電動(dòng)機(jī)，也有用內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)）、工作機(jī)（也叫做主機(jī)）和傳動(dòng)系統(tǒng)。要分別查明它們的型號(hào)、規(guī)格、性能參數(shù)及聯(lián)接的形式，畫(huà)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)）傳動(dòng)系統(tǒng)工作機(jī)（引風(fēng)機(jī)）、電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承、引風(fēng)機(jī)滾動(dòng)軸承 2） 必須查明各主要零部件（特別是運(yùn)動(dòng)零件）的型號(hào)、規(guī)格、結(jié)構(gòu)參數(shù)及數(shù)量等，并在結(jié)構(gòu)圖上表明或另予說(shuō)明。這些零件包括：軸承型式、滾動(dòng)

6、軸承型號(hào)、齒輪的齒數(shù)，葉輪的葉片數(shù)、帶輪直徑、聯(lián)軸器型式等。 二二. . 確定診斷方案確定診斷方案 在此基礎(chǔ)上，接下來(lái)就要確定具體的診斷方案。診斷方案應(yīng)包括以下幾方面的內(nèi)容。 1. 1. 選擇測(cè)點(diǎn)選擇測(cè)點(diǎn) 測(cè)點(diǎn)就是機(jī)器上被測(cè)量的部位，它是獲取診斷信息的窗口。診斷方案正確與否關(guān)系到能否所需要的真實(shí)完整的設(shè)備狀態(tài)信息，只有在對(duì)診斷對(duì)象充分了解的基礎(chǔ)上才能根據(jù)診斷目的恰當(dāng)?shù)剡x擇測(cè)點(diǎn)，具體要求如下： 有些設(shè)備的振動(dòng)特征有明顯的方向性，不同方向的振動(dòng)信號(hào)也往往包含著不同的故障信息。即水平方向（H）、垂直方向（V）和軸線方向（A）。 水平垂直軸向一般來(lái)說(shuō)水平振動(dòng)幅值大于垂直方向幅值，當(dāng)軸承蓋松動(dòng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)

7、垂直方向幅值大的現(xiàn)象，并伴隨著高次頻率成份。4. 4. 選擇診斷儀器選擇診斷儀器 測(cè)振儀器的選擇除了重視質(zhì)量和可靠性外，最主要的還要考慮兩條： 1）儀器的頻率范圍要足夠的寬，要求能記錄下信號(hào)內(nèi)所有重要的頻率成分，一般來(lái)說(shuō)要在10-10000Hz或更寬一些。對(duì)于預(yù)示故障來(lái)說(shuō)，高頻成分是一個(gè)重要信息，機(jī)械早期故障首先在高頻中出現(xiàn)，待到低頻段出現(xiàn)異常時(shí)，故障已經(jīng)發(fā)生了。所以儀器的頻率范圍要能覆蓋高頻低頻各個(gè)頻段。 2）要考慮儀器的動(dòng)態(tài)范圍。要求測(cè)量?jī)x器在一定的頻率范圍內(nèi)能對(duì)所有可能出現(xiàn)的振動(dòng)數(shù)值，從最高到最低均能保證一定的顯示精度。這種能夠保證一定精度的數(shù)值范圍稱為儀器的動(dòng)態(tài)范圍儀器的動(dòng)態(tài)范圍。對(duì)多

8、數(shù)機(jī)械來(lái)說(shuō)，其振動(dòng)水平通常是隨頻率變化的。 6. 6. 做好其它相關(guān)事項(xiàng)的準(zhǔn)備做好其它相關(guān)事項(xiàng)的準(zhǔn)備測(cè)量前的準(zhǔn)備工作一定要仔細(xì)。為了防止測(cè)量失誤，最好在正式測(cè)量前做一次模擬測(cè)試，以檢驗(yàn)儀器是否正常，準(zhǔn)備工作是否充分。比如檢查儀器的電量是否充足，這看似小事，但也決不能疏忽，在現(xiàn)場(chǎng)常常發(fā)生因儀器無(wú)電而使診斷工作不得不終止的情況。各種記錄表格也要準(zhǔn)備好，真正做到“萬(wàn)事俱備”。 四四. . 實(shí)施狀態(tài)判斷實(shí)施狀態(tài)判斷 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)和信號(hào)分析所得到的特征信息，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)做出判斷。首先，判斷機(jī)器是否處于正常狀態(tài)，然后對(duì)存在異常的設(shè)備做進(jìn)一步的分析，指出故障的原因，部位和程度。 常見(jiàn)故障特征分析常見(jiàn)故障

9、特征分析 設(shè)備診斷實(shí)質(zhì)上就是一種比較分類，在判斷故障時(shí)，我們是將故障待檢模式與故障樣板模式相比較，把一個(gè)具體的故障（待檢模式）歸入到某種故障類型（樣板模式）中去，如下圖所示。任何一種機(jī)械故障，都具有自己的特征，故障特征是構(gòu)成故障樣板模式的基本要素。所以，對(duì)每種故障的表現(xiàn)形式要全面的了解和掌握，對(duì)一個(gè)故障與其它故障在表現(xiàn)形式上的相同點(diǎn)和區(qū)別要有清晰的認(rèn)識(shí)，因?yàn)檎莆崭鞣N常見(jiàn)故障的基本特征是判斷設(shè)備故障的基礎(chǔ)（先決條件）。輸以其它方法故 障樣板模式對(duì) 象待檢模式比較判別故障標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（或零部件）類型部位程度故障診斷的基本方法一一. . 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的特點(diǎn) 旋轉(zhuǎn)機(jī)械 指那些功能

10、是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成的機(jī)械。尤其指那些旋轉(zhuǎn)速度較高的機(jī)械，如電動(dòng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、以及離心式鼓風(fēng)機(jī)、離心式水泵、真空泵等，都屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的范圍。在對(duì)它們進(jìn)行診斷時(shí)，必須注意它的以下幾個(gè)特點(diǎn)。 故障特征頻率與轉(zhuǎn)頻的三種關(guān)系故障特征頻率與轉(zhuǎn)頻的三種關(guān)系 1 1） 同步振動(dòng)同步振動(dòng) 同步振動(dòng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)頻率等于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或倍頻。強(qiáng)迫振動(dòng)多表現(xiàn)為同步振動(dòng)。轉(zhuǎn)子不平衡屬典型的同步振動(dòng)，聯(lián)軸器不對(duì)中一般也表現(xiàn)為同步振動(dòng)。 2 2）亞同步振動(dòng)）亞同步振動(dòng) 亞異步振動(dòng)其主要振動(dòng)成分的頻率低于轉(zhuǎn)頻，為轉(zhuǎn)頻的分?jǐn)?shù)倍諧波。這多屬自激振動(dòng)，如滑動(dòng)軸承的油膜振蕩，渦輪機(jī)械的喘振等等。 3 3）超異步振動(dòng)）超異步振動(dòng)

11、超異步振動(dòng)其主要振動(dòng)成分的頻率高于轉(zhuǎn)頻。如齒輪損壞時(shí)的嚙合頻率，葉輪葉片振動(dòng)的通過(guò)頻率即屬此類。 注意：實(shí)際機(jī)組的振動(dòng)往往是同時(shí)存在以上三種振動(dòng)。注意：實(shí)際機(jī)組的振動(dòng)往往是同時(shí)存在以上三種振動(dòng)。獲取旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障信號(hào)的主要途徑獲取旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障信號(hào)的主要途徑： 1 1） 振動(dòng)頻率分析振動(dòng)頻率分析 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的每一種故障都各自的特征頻率，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其振動(dòng)信號(hào)做頻率分析是診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障最有效的方法。 2 2）分析振幅的方向特征）分析振幅的方向特征 在有些情況下，旋轉(zhuǎn)機(jī)械不同的故障類型在振動(dòng)表現(xiàn)上有比較明顯的方向特征。所以只要條件允許，對(duì)其測(cè)點(diǎn)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量時(shí)，都應(yīng)該測(cè)量3個(gè)方向，因?yàn)椴煌姆较虮憩F(xiàn)出不同的

12、故障特征。 3 3） 分析振幅隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系分析振幅隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系 旋轉(zhuǎn)機(jī)械有相當(dāng)一部分故障的振動(dòng)幅值與轉(zhuǎn)速變化有密切的關(guān)系，所以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，在必要的時(shí)候，要盡量創(chuàng)造條件，在改變轉(zhuǎn)速的過(guò)程中測(cè)量機(jī)器的振幅值。表1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的來(lái)源及主要原因故障來(lái)源主 要 原 因設(shè)計(jì)、制造1. 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)或自激振動(dòng)2. 結(jié)構(gòu)不合理，有應(yīng)力集中3. 工作轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū)4. 運(yùn)行點(diǎn)接近或落入運(yùn)行非穩(wěn)定區(qū)5. 零部件加工制造不良，精度不夠6. 零件材質(zhì)不良，強(qiáng)度不夠，有制造缺陷7. 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不符合技術(shù)要求故障來(lái)源主 要 原 因安裝、維修1.機(jī)器安裝不當(dāng)，零部件錯(cuò)位，

13、預(yù)負(fù)荷大2.軸系對(duì)中不良（對(duì)軸系熱態(tài)對(duì)中考慮不夠）3.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)整位置不當(dāng)4.管道壓力大，機(jī)器在工作狀態(tài)下改變了動(dòng)態(tài)特性和安裝精度5.轉(zhuǎn)子長(zhǎng)期放置不當(dāng)，破壞了動(dòng)平衡精度6.安裝或維修工程破壞了機(jī)器原有的配合性質(zhì)和精度運(yùn)行操作1.機(jī)器在非設(shè)計(jì)狀態(tài)下運(yùn)行（如超轉(zhuǎn)速、超負(fù)荷或低負(fù)荷運(yùn)行），改變了機(jī)器工作特性2.潤(rùn)滑或冷卻不良3.旋轉(zhuǎn)體局部損壞或結(jié)垢4.工藝參數(shù)（如介質(zhì)的溫度、壓力、流量、負(fù)荷等）不當(dāng)，機(jī)器運(yùn)行失穩(wěn)5.啟動(dòng)、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)間長(zhǎng)故障來(lái)源主 要 原 因機(jī)器惡劣1.長(zhǎng)期運(yùn)行，轉(zhuǎn)子撓度增大2.旋轉(zhuǎn)體局部損壞、

14、脫落或產(chǎn)生裂紋3.零、部件磨損、點(diǎn)蝕或腐蝕等4.配合面受力劣化，產(chǎn)生過(guò)盈不足或松動(dòng)等，破壞了配合性質(zhì)和精度5.機(jī)器基礎(chǔ)沉降不均勻，機(jī)器殼體變形表2 轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心的振動(dòng)特征12345678特征頻率 常伴頻率 振動(dòng)穩(wěn)定性 振動(dòng)方向 相位特征軸心軌跡 進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域1穩(wěn)定徑向穩(wěn)定橢圓正進(jìn)動(dòng)不變表3 轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法明顯不明顯不變不變不變低速時(shí)振幅趨于零12345678特征頻率 常伴頻率 振動(dòng)穩(wěn)定性 振動(dòng)方向 相位特征軸心軌跡 進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域1突發(fā)性增大后穩(wěn)定徑向突變后穩(wěn)定橢圓正進(jìn)動(dòng)突變后穩(wěn)定表4

15、轉(zhuǎn)子部件缺損的振動(dòng)特征表5 轉(zhuǎn)子部件缺損的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法明顯不明顯不變不變不變振幅突然增加表6 轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心的故障原因故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因結(jié)構(gòu)不合理，制造誤差大，材質(zhì)不均勻，動(dòng)平衡精度低轉(zhuǎn)子上零件安裝錯(cuò)位轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)體結(jié)垢（例如壓縮機(jī)流道內(nèi)結(jié)垢）轉(zhuǎn)子上零件配合松動(dòng)故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因結(jié)構(gòu)不合理，制造誤差大，材質(zhì)不均勻轉(zhuǎn)子有較大預(yù)負(fù)荷1.超速、超負(fù)荷運(yùn)行2.零件局部損壞脫落轉(zhuǎn)子受腐蝕疲勞，應(yīng)力集中表7 轉(zhuǎn)子部件缺損的故障原因123

16、45678特征頻率 常伴頻率 振動(dòng)穩(wěn)定性 振動(dòng)方向相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域12穩(wěn)定徑向、軸向穩(wěn)定橢圓正進(jìn)動(dòng)矢量起始點(diǎn)大，隨運(yùn)行繼續(xù)增大表8 轉(zhuǎn)子弓形彎曲的振動(dòng)特征123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法明顯不明顯不變不變不變1.機(jī)器開(kāi)始升速運(yùn)行時(shí)，在低速階段振動(dòng)幅值就較大2.剛性轉(zhuǎn)子兩端相位差180表9 轉(zhuǎn)子弓形彎曲的敏感參數(shù)12345678特征頻率常伴頻率振動(dòng)穩(wěn)定性振動(dòng)方向相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域1穩(wěn)定徑向、軸向穩(wěn)定橢圓 正進(jìn)動(dòng)升速時(shí)矢量逐漸增大，穩(wěn)定運(yùn)行后矢量減小表10 轉(zhuǎn)子臨時(shí)性彎曲的振動(dòng)特征表11 轉(zhuǎn)子臨時(shí)性彎曲的敏

17、感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法明顯不明顯不變不變不變升速過(guò)程振幅大，往往不能正常啟動(dòng)故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因結(jié)構(gòu)不合理，制造誤差大，材質(zhì)不均勻1.轉(zhuǎn)子長(zhǎng)期存放不當(dāng)，發(fā)生永久彎曲變形2.軸承安裝錯(cuò)位，轉(zhuǎn)子有較大預(yù)負(fù)荷高速、高溫機(jī)器，停車(chē)后未及時(shí)盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性差，長(zhǎng)期運(yùn)行后自然彎曲表12 轉(zhuǎn)子弓形彎曲的故障原因故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因結(jié)構(gòu)不合理，制造誤差大，材質(zhì)不均勻轉(zhuǎn)子有較大預(yù)負(fù)荷升速過(guò)快，加載太大轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性差表13 轉(zhuǎn)子臨時(shí)性彎曲的故障原因1234

18、5678特征頻率 常伴頻率 振動(dòng)穩(wěn)定性 振動(dòng)方向 相位特征軸心軌跡 進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域21、3穩(wěn)定徑向、軸向較穩(wěn)定雙環(huán)橢圓正進(jìn)動(dòng)不變表14 轉(zhuǎn)子不對(duì)中的振動(dòng)特征表15 轉(zhuǎn)子不對(duì)中的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法明顯明顯有影響有影響有影響1.轉(zhuǎn)子軸向振動(dòng)較大2.聯(lián)軸器相鄰軸承處振動(dòng)較大3.隨機(jī)器負(fù)荷增加，振動(dòng)增大4.對(duì)環(huán)境溫度變化敏感故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因?qū)C(jī)器熱膨脹量考慮不夠，給定的安裝對(duì)中技術(shù)要求不準(zhǔn)1.安裝精度未達(dá)到技術(shù)要求2.對(duì)熱態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子不對(duì)中變化量考慮不夠1.超負(fù)荷運(yùn)行2.機(jī)組

19、保溫不良，軸系各轉(zhuǎn)子熱變形不同1.機(jī)器基礎(chǔ)或機(jī)座沉降不均勻 ，時(shí)不對(duì)中超差2.環(huán)境溫度變化大，機(jī)器熱變形不同表16 轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障原因表17 油膜軸承故障的主要原因 軸承故障 主 要 原 因巴氏合金松脫 軸瓦表面巴氏合金與基體金屬結(jié)合不牢 軸瓦磨損1.轉(zhuǎn)子對(duì)中不良2.軸承安裝缺陷，兩半軸瓦錯(cuò)位，單邊接觸3.潤(rùn)滑不良，供油不足4.油膜振蕩或轉(zhuǎn)子失穩(wěn)時(shí)，由于異常振動(dòng)的大振幅造成嚴(yán)重磨損 疲勞損壞（疲勞裂紋）1.軸承過(guò)載，軸瓦局部應(yīng)力集中2.潤(rùn)滑不良，承載區(qū)油膜破裂3.軸承間隙不適當(dāng)4.軸承配合松動(dòng)，過(guò)盈不足5.轉(zhuǎn)子異常振動(dòng)，在軸承上產(chǎn)生交變載荷 腐 蝕 潤(rùn)滑劑的化學(xué)作用 氣 蝕1.轉(zhuǎn)子渦動(dòng)速度高

20、，發(fā)生異常振動(dòng)2.潤(rùn)滑油粘度下降或油中混有客氣和水分等，使軸承內(nèi)的油液在低壓區(qū)產(chǎn)生微小汽泡，在高壓區(qū)被擠破而形成壓力沖擊波沖擊軸承表面，產(chǎn)生疲勞裂紋或金屬剝落表18 油膜渦動(dòng)的振動(dòng)特征12345678特征頻率 常伴頻率 振動(dòng)穩(wěn)定性 振動(dòng)方向 相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向 矢量區(qū)域 1較穩(wěn)定徑向穩(wěn)定雙環(huán)橢圓正進(jìn)動(dòng)改變21123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法明顯不明顯明顯不變不變渦動(dòng)頻率隨工作角頻率升降，保持表19 油膜渦動(dòng)的敏感參數(shù)故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因軸承設(shè)計(jì)或制造不符合技術(shù)要求1.軸承間隙不當(dāng)2.軸

21、承殼體配合過(guò)盈不足3.軸瓦參數(shù)不當(dāng)1.潤(rùn)滑油不良2.油溫或油壓不當(dāng)軸承磨損，疲勞損壞，腐蝕及氣蝕等表20 油膜渦動(dòng)的故障原因21表21 油膜振蕩的振動(dòng)特征12345678特征頻率 常伴頻率 振動(dòng)穩(wěn)定性 振動(dòng)方向 相位特征 軸心軌跡 進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域 （0.430.48)組合頻率不穩(wěn)定徑向 不穩(wěn)定（突變）擴(kuò)散不規(guī)則正進(jìn)動(dòng)改變表22 油膜振蕩的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法振動(dòng)發(fā)生后，升高轉(zhuǎn)速，振動(dòng)不變不明顯明顯不變不變1.工作角頻率等于或高于 時(shí)突然發(fā)生2.振動(dòng)強(qiáng)烈，有低沉吼叫聲3.振蕩發(fā)生前發(fā)生油膜渦動(dòng)4.異常振動(dòng)有非線性

22、特征n221故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因軸承設(shè)計(jì)或制造不符合技術(shù)要求1.軸承間隙不當(dāng)2.軸承殼體配合過(guò)盈不足3.軸瓦參數(shù)不當(dāng)1.潤(rùn)滑油不良2.油溫或油壓不當(dāng)軸承磨損，疲勞損壞，腐蝕及氣蝕等表23 油膜振蕩的故障原因表24 旋轉(zhuǎn)失速的振動(dòng)特征12345678特征頻率 常伴頻率 振動(dòng)穩(wěn)定性 振動(dòng)方向 相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向 矢量區(qū)域 及 的成對(duì)次諧波組合頻率振幅大幅度波動(dòng)徑向、軸向不穩(wěn)定雜亂正進(jìn)動(dòng)突變s）（s表25 旋轉(zhuǎn)失速的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法明顯很明顯不變很明顯變化1.機(jī)器出口

23、壓力波動(dòng)大2.機(jī)器入口氣體壓力及流量波動(dòng)表26 旋轉(zhuǎn)失速的故障原因故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因機(jī)器的各級(jí)流道設(shè)計(jì)不匹配1.入口濾清器堵塞2.葉輪流道或氣流流道堵塞機(jī)器的工作介質(zhì)流量調(diào)整不當(dāng)，工藝參數(shù)不匹配機(jī)器氣體入口或流道有異物堵塞表27 區(qū)別旋轉(zhuǎn)失速與油膜振蕩的主要方法區(qū)別內(nèi)容 旋轉(zhuǎn)失速 油膜振蕩振動(dòng)特征頻率與工作轉(zhuǎn)速的關(guān)系振動(dòng)特征頻率隨轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速而變油膜振蕩發(fā)生后，振蕩特征頻率不隨工作轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)特征頻率與機(jī)器進(jìn)口流量的關(guān)系振動(dòng)強(qiáng)烈程度隨流量改變而變化振動(dòng)強(qiáng)烈程度不隨流量變化壓力脈動(dòng)頻率的特點(diǎn)壓力脈動(dòng)頻率與工作流速頻率相等壓力脈動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率接近表

24、28 喘振的振動(dòng)特征12345678特征頻率 常伴頻率振動(dòng)穩(wěn)定性 振動(dòng)方向 相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向 矢量區(qū)域超低頻（0.520Hz）1不穩(wěn)定徑向不穩(wěn)定紊亂正進(jìn)動(dòng)突變表29 喘振的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法改變改變改變明顯改變 明顯改變1.振動(dòng)劇烈2.出口壓力和進(jìn)口流量波動(dòng)大3.噪聲大，低沉吼叫，聲音異常表30 喘振的故障原因故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因設(shè)計(jì)制造不當(dāng)，實(shí)際流量小于喘振流量，壓縮機(jī)工作點(diǎn)離防喘線太近1.入口濾清器堵塞2.葉輪流道或氣流流道堵塞1.壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行流量小于喘

25、振流量2.壓縮機(jī)出口壓力低于管網(wǎng)壓力3.氣源不足，進(jìn)氣壓力太低，進(jìn)氣溫度或氣體相對(duì)分子質(zhì)量變化大，轉(zhuǎn)速變化太快及升壓速度過(guò)快、過(guò)猛1.管道阻力增大2.管網(wǎng)阻力增加3.管路逆止閥失靈等表31 轉(zhuǎn)子與靜止件徑向摩擦的振動(dòng)特征12345678特征頻率常伴頻率振動(dòng)穩(wěn)定性振動(dòng)方向相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域高次諧波、低次諧波及其組合頻率1 不穩(wěn) 徑向1.連續(xù)摩擦：反向位移、跳動(dòng)、突變2.局部摩擦：反向位移1.連續(xù)摩擦：擴(kuò)散2.局部摩擦：紊亂1.連續(xù)摩擦：反進(jìn)動(dòng)2.局部摩擦：正進(jìn)動(dòng)突變表32 轉(zhuǎn)子與靜止件徑向摩擦的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變

26、化其它識(shí)別方法不明顯不明顯不變不變 不變時(shí)域波形嚴(yán)重削波表33 轉(zhuǎn)子與靜止件徑向摩擦的故障原因故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主要原因轉(zhuǎn)子與靜止件（如為軸承、密封、隔板等）的間隙不當(dāng)1.轉(zhuǎn)子與定子偏心2.轉(zhuǎn)子對(duì)中不良3.轉(zhuǎn)子動(dòng)撓度大1.機(jī)器運(yùn)行時(shí)熱膨脹嚴(yán)重不均勻2.轉(zhuǎn)子位移基礎(chǔ)或殼體變形大表34 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)出現(xiàn)各次諧波的可能性振動(dòng)頻率（040）（4050）（50100）不規(guī)則出現(xiàn)的可能性（）40401010 表35 轉(zhuǎn)子過(guò)盈配合件過(guò)盈不足的振動(dòng)特征12345678特征頻率常伴頻率振動(dòng)穩(wěn)定性振動(dòng)方向相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域 1（次諧波）1不穩(wěn)徑向雜亂不穩(wěn)定正進(jìn)動(dòng)改變表

27、36 轉(zhuǎn)子過(guò)盈配合件過(guò)盈不足的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法有變化有變化不變不變不變1）轉(zhuǎn)子失穩(wěn)渦動(dòng)頻率2）振動(dòng)大小與轉(zhuǎn)子不平衡量成正比nt表37 轉(zhuǎn)子過(guò)盈配合件過(guò)盈不足的故障原因故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)械劣化主要原因轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)體配合面過(guò)盈不足1）轉(zhuǎn)子多次拆卸，破壞了轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)體原有的配合性質(zhì)2）組裝方法不當(dāng)超轉(zhuǎn)速、超負(fù)荷運(yùn)行配合件蠕變表38 轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)聯(lián)接松動(dòng)的振動(dòng)特征12345678特征頻率 常伴頻率振動(dòng)穩(wěn)定性振動(dòng)方向相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域基頻及分?jǐn)?shù)諧波2，3不穩(wěn)定。工作轉(zhuǎn)速達(dá)到某閾

28、值時(shí)，振幅突然增大或減小松動(dòng)方向振動(dòng)大不穩(wěn)定紊亂正進(jìn)動(dòng)變動(dòng)表39 轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)聯(lián)接松動(dòng)的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法很敏感敏感不變不變不變非線性振動(dòng)特征表40 轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)聯(lián)接松動(dòng)的故障原因故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)械劣化主要原因配合尺寸加工誤差大，改變了設(shè)計(jì)所要求的配合性質(zhì)支承系統(tǒng)配合間隙過(guò)大或緊固不良、防松動(dòng)措施不當(dāng)超負(fù)荷運(yùn)行支承系統(tǒng)配合性質(zhì)改變，機(jī)殼或基礎(chǔ)變形，螺栓松動(dòng)表41 密封和間隙動(dòng)力失穩(wěn)的振動(dòng)特征12345678特征頻率常伴頻率振動(dòng)穩(wěn)定性振動(dòng)方向相位特征軸心軌跡進(jìn)動(dòng)方向矢量區(qū)域小于（1

29、/2）的次諧波1、（1/n)及n不穩(wěn)定強(qiáng)烈振動(dòng)徑向不穩(wěn)定紊亂并擴(kuò)散正進(jìn)動(dòng)突變表42 密封和間隙動(dòng)力失穩(wěn)的故障原因123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法在某閾值矢穩(wěn)很敏感明顯改變不變有影響1）分?jǐn)?shù)諧波及組合頻率2）工作轉(zhuǎn)速達(dá)到某閾值時(shí)突然振動(dòng)劇烈表43 密封和間隙動(dòng)力失穩(wěn)的故障原因故障來(lái)源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)械劣化主要原因制造誤差造成密封或葉輪在內(nèi)腔的間隙不均勻轉(zhuǎn)子或密封安裝不當(dāng)，造成密封或葉輪在內(nèi)腔的間隙不均勻操作不當(dāng)，轉(zhuǎn)子升降速過(guò)快，升降壓過(guò)猛，超負(fù)荷運(yùn)行轉(zhuǎn)軸彎曲或軸承磨損產(chǎn)生偏隙表44 轉(zhuǎn)軸具有橫向裂紋的振動(dòng)特征

30、1 2 3 4 5 6 7 8特征頻率 常伴頻率振動(dòng)穩(wěn)定性振動(dòng)方向 相位特征 軸心軌跡 進(jìn)動(dòng)方向 矢量區(qū)域半臨界點(diǎn)的22、3等高頻譜波不穩(wěn)定徑向、軸向不規(guī)則變化雙橢圓或不規(guī)則正進(jìn)動(dòng)改變表45 轉(zhuǎn)軸具有橫向裂紋的敏感參數(shù)123456振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨負(fù)荷變化振動(dòng)隨油溫變化振動(dòng)隨流量變化振動(dòng)隨壓力變化其它識(shí)別方法 變化不規(guī)則變化不變不變不變非線性振動(dòng)。過(guò)半臨界點(diǎn)2諧波有共振峰值表46 轉(zhuǎn)軸具有橫向裂紋的故障原因故 障來(lái) 源1234設(shè)計(jì)、制造安裝、維修運(yùn)行、操作機(jī)器劣化主 要 原 因材質(zhì)不良、應(yīng)力集中檢修時(shí)未能發(fā)現(xiàn)潛在裂紋及其頻繁啟動(dòng)，升速、升壓過(guò)猛，轉(zhuǎn)子長(zhǎng)期受交變力軸產(chǎn)生疲勞裂紋轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的

31、原因及頻率特征轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的原因及頻率特征旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見(jiàn)故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見(jiàn)故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡不平衡不平衡類類 型型不平衡不平衡頻頻 譜譜實(shí)例實(shí)例1： 某公司有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速某公司有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常，測(cè)取軸承部位的振動(dòng)信號(hào)作頻運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常，測(cè)取軸承部位的振動(dòng)信號(hào)作頻譜分析，其譜圖如右下圖所示。以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)頻譜分析，其譜圖如右下圖所示。以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)頻（50Hz）最為突出，判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在不平衡。）最為突出，判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在不平衡。在作動(dòng)平衡測(cè)試時(shí)，轉(zhuǎn)子不平衡量達(dá)在作動(dòng)平衡測(cè)試時(shí)，轉(zhuǎn)子不平衡量達(dá)5000g.cm

32、，遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)允許值遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)允許值。經(jīng)動(dòng)平衡處理后，振。經(jīng)動(dòng)平衡處理后，振動(dòng)狀態(tài)達(dá)到正常。動(dòng)狀態(tài)達(dá)到正常。 這個(gè)實(shí)例，故障典型，過(guò)程完整。它的價(jià)值在于印這個(gè)實(shí)例，故障典型，過(guò)程完整。它的價(jià)值在于印證了不平衡故障的一個(gè)最重要特征，激振頻率等于轉(zhuǎn)證了不平衡故障的一個(gè)最重要特征，激振頻率等于轉(zhuǎn)頻，又通過(guò)動(dòng)平衡測(cè)試處理進(jìn)一步驗(yàn)證了診斷結(jié)論的頻，又通過(guò)動(dòng)平衡測(cè)試處理進(jìn)一步驗(yàn)證了診斷結(jié)論的正確性。正確性。轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡不平衡故障的典型頻譜特征是工頻分量占主導(dǎo)地位實(shí)例實(shí)例2： 某卷煙廠的鍋爐引風(fēng)機(jī)，型號(hào)某卷煙廠的鍋爐引風(fēng)機(jī)，型號(hào)Y2805-4型，型，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1480r/min，功率，功率75kW

33、，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖。，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖。、引風(fēng)機(jī)軸承測(cè)點(diǎn)電機(jī)測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)方位H20.01526Hz4.62.52.4V5.53.41.04.5A3.72.41.6鍋爐引風(fēng)機(jī)振動(dòng)速度有效值（mm/s rms）H H、V V、A A分別代表水平、垂直和軸向分別代表水平、垂直和軸向測(cè)點(diǎn)水平方向頻譜轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中聯(lián)軸器不對(duì)中軸承不對(duì)中帶輪不對(duì)中平行不對(duì)中角度不對(duì)中實(shí)例：實(shí)例： 某廠一臺(tái)離心壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)如圖所示。電動(dòng)機(jī)某廠一臺(tái)離心壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)如圖所示。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1500r/min1500r/min（轉(zhuǎn)頻為（轉(zhuǎn)頻為25Hz25Hz）。該機(jī)自更換減）。該機(jī)自更換減速機(jī)后振動(dòng)增大，速機(jī)后振動(dòng)增大，A A點(diǎn)水平方

34、向振動(dòng)烈度值為點(diǎn)水平方向振動(dòng)烈度值為6.36mm/s6.36mm/s，位移，位移D=150mD=150m，超出正常水平。，超出正常水平。 明顯的2X特征重新對(duì)中后2X基本消失地腳松動(dòng)引起振動(dòng)的方向特征及頻率結(jié)構(gòu)機(jī)械松動(dòng)機(jī)械松動(dòng)實(shí)例實(shí)例 某發(fā)電廠某發(fā)電廠1 1發(fā)電機(jī)組，結(jié)構(gòu)如圖。發(fā)電機(jī)組，結(jié)構(gòu)如圖。 1-汽輪機(jī) 2-減速機(jī)3-發(fā)電機(jī) 4-勵(lì)磁機(jī)后軸承 前軸承汽輪機(jī)前后軸承振動(dòng)值 um PPum PPH8530V156A2828摩擦摩擦高次諧波及其分?jǐn)?shù)倍諧波是摩擦的主要頻譜特征實(shí)例實(shí)例1 1： 某科研單位在雙盤(pán)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)上作振動(dòng)試驗(yàn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速某科研單位在雙盤(pán)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)上作振動(dòng)試驗(yàn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升到升到12

35、000r/min12000r/min時(shí)，轉(zhuǎn)子開(kāi)始發(fā)生油膜振蕩，振動(dòng)值時(shí)，轉(zhuǎn)子開(kāi)始發(fā)生油膜振蕩，振動(dòng)值突然升高。其時(shí)在突然升高。其時(shí)在686872Hz72Hz頻率處出現(xiàn)高幅值，并可頻率處出現(xiàn)高幅值，并可以看到轉(zhuǎn)軸與保護(hù)架內(nèi)孔因發(fā)生強(qiáng)烈摩擦而發(fā)出強(qiáng)烈火以看到轉(zhuǎn)軸與保護(hù)架內(nèi)孔因發(fā)生強(qiáng)烈摩擦而發(fā)出強(qiáng)烈火花。這時(shí)振動(dòng)信號(hào)的主要頻率成分及其位移幅值時(shí)域波花。這時(shí)振動(dòng)信號(hào)的主要頻率成分及其位移幅值時(shí)域波形和頻譜如圖所示，各頻率所對(duì)應(yīng)的幅值見(jiàn)表。形和頻譜如圖所示，各頻率所對(duì)應(yīng)的幅值見(jiàn)表。 從波形圖上可以看到，近似正弦波形在波峰處被從波形圖上可以看到，近似正弦波形在波峰處被“截截?cái)鄶唷?，呈典型的，呈典型的“截頭

36、狀截頭狀”。在復(fù)雜的頻率結(jié)構(gòu)中，由。在復(fù)雜的頻率結(jié)構(gòu)中，由于轉(zhuǎn)子強(qiáng)烈摩擦而激起的轉(zhuǎn)子多階自振頻率和轉(zhuǎn)速倍頻于轉(zhuǎn)子強(qiáng)烈摩擦而激起的轉(zhuǎn)子多階自振頻率和轉(zhuǎn)速倍頻占據(jù)著主導(dǎo)作用。這是一個(gè)感官觀察（目視摩擦火花）占據(jù)著主導(dǎo)作用。這是一個(gè)感官觀察（目視摩擦火花）與信號(hào)分析統(tǒng)一的典型的摩擦實(shí)例，對(duì)我們理解摩擦的與信號(hào)分析統(tǒng)一的典型的摩擦實(shí)例，對(duì)我們理解摩擦的本質(zhì)特征很有參考價(jià)值。本質(zhì)特征很有參考價(jià)值。12345678910頻率3672108109145181217253289362幅值875112018224314533219213813196倍頻關(guān)系1階自振頻率2階自振頻率轉(zhuǎn)頻3階自振頻率4階自振頻率2倍

37、轉(zhuǎn)頻各特征頻率幅值及其倍頻關(guān)系實(shí)例實(shí)例2 2： 某廠一臺(tái)某廠一臺(tái)3W3W1B11B1型高壓水泵的電動(dòng)機(jī)，型高壓水泵的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1485r/min1485r/min，泵軸轉(zhuǎn)速，泵軸轉(zhuǎn)速225r/min225r/min，水，水泵的軸承為滑動(dòng)軸承，設(shè)備運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)水泵泵的軸承為滑動(dòng)軸承，設(shè)備運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)水泵軸承的垂直方向（軸承的垂直方向（V V）振動(dòng)強(qiáng)烈。其振動(dòng)信）振動(dòng)強(qiáng)烈。其振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域波形、頻譜如圖所示。號(hào)的時(shí)域波形、頻譜如圖所示。 水泵軸承垂直方向的振動(dòng)波形成單邊水泵軸承垂直方向的振動(dòng)波形成單邊“截截頭頭”狀，頻譜結(jié)構(gòu)主要是轉(zhuǎn)頻及其高次諧波，狀，頻譜結(jié)構(gòu)主要是轉(zhuǎn)頻及其高次諧波，都呈典型的摩

38、擦特征。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該軸都呈典型的摩擦特征。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該軸承由于潤(rùn)滑油路堵塞而形成干摩擦。如此可承由于潤(rùn)滑油路堵塞而形成干摩擦。如此可見(jiàn)，頻率分析結(jié)合波形觀察，是診斷摩擦故見(jiàn)，頻率分析結(jié)合波形觀察，是診斷摩擦故障的有效方法。障的有效方法。波形出現(xiàn)“削頂”豐富的高次諧波 實(shí)例實(shí)例 某化肥廠的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組，從某化肥廠的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組，從19871987年年開(kāi)始振動(dòng)漸增，至開(kāi)始振動(dòng)漸增，至9 9月月4 4日高壓缸振動(dòng)突然升日高壓缸振動(dòng)突然升到報(bào)警值而被迫停車(chē)。到報(bào)警值而被迫停車(chē)。 機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，在故障發(fā)生的前后，均機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，在故障發(fā)生的前后，均對(duì)高壓缸轉(zhuǎn)子的徑向振動(dòng)作了頻譜分析，

39、譜圖對(duì)高壓缸轉(zhuǎn)子的徑向振動(dòng)作了頻譜分析，譜圖如圖所示。故障發(fā)生前，振動(dòng)信號(hào)中只有轉(zhuǎn)頻如圖所示。故障發(fā)生前，振動(dòng)信號(hào)中只有轉(zhuǎn)頻（f fr r）成分，故障發(fā)生時(shí)，譜圖中除轉(zhuǎn)頻外，）成分，故障發(fā)生時(shí)，譜圖中除轉(zhuǎn)頻外，還有明顯的半倍頻成分。還有明顯的半倍頻成分。 油膜振蕩油膜振蕩故障發(fā)生前故障發(fā)生后注意0.5X的出現(xiàn) 實(shí)例 某冶煉廠一臺(tái)用于余熱發(fā)電的小型汽輪發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速5550r/min（轉(zhuǎn)頻92.5Hz），發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min（轉(zhuǎn)頻25Hz）。減速器小齒輪（主動(dòng)齒輪）齒數(shù)z1=27，大齒輪（被動(dòng)齒 輪 ） 齒 數(shù) z2= 1 0 0 ， 齒 輪 嚙 合 頻 率 fm2497.5Hz，

40、機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。綜合故障綜合故障 機(jī)組于1998年1月初檢修后，在試運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)一直不正常，到1月23日汽輪機(jī)測(cè)點(diǎn)軸承溫度持續(xù)上升，操作工告急。為查明原因，對(duì)其進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)量分析。 汽輪機(jī)測(cè)點(diǎn)、軸承部位的振動(dòng)值見(jiàn)表47。其中測(cè)點(diǎn)垂直方向（V）的振動(dòng)最大，且呈上升趨勢(shì)。采用振通904數(shù)據(jù)采集器對(duì)該點(diǎn)作振動(dòng)信號(hào)分析，水平（H）垂直（V）和軸向（A）三個(gè)方向的頻譜圖如圖所示，其幅值參數(shù)為速度峰值。在三個(gè)方向的頻譜圖上都存在90Hz（近似于轉(zhuǎn)頻92.5Hz）振動(dòng)和50Hz分頻振動(dòng)以及大量高次諧波，其中垂直方向振動(dòng)最為強(qiáng)烈。頻譜結(jié)構(gòu)顯示測(cè)點(diǎn)軸承振動(dòng)信號(hào)存在嚴(yán)重的非線性問(wèn)題。根據(jù)這些情況判斷測(cè)點(diǎn)軸

41、承軸瓦存在松動(dòng)，并由松動(dòng)而引起摩擦，處于松動(dòng)與摩擦并存狀態(tài)。 41.907.49水平方向軸向頻譜垂直方向 1998年1月26日拆機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)軸承下軸瓦表面巴氏合金局部龜裂脫落，有摩擦燒傷痕跡所示。分析產(chǎn)生這種情況的原因在于軸瓦沒(méi)有正確定位，運(yùn)行中與瓦座之間發(fā)生相對(duì)摩擦，引起軸承發(fā)熱，致使巴氏合金在高溫高壓下碎裂，由此又進(jìn)一步加大了摩擦，使振動(dòng)日益增大。 在處理故障時(shí)，更換了軸瓦，重新調(diào)整了軸承間隙，緊固了各聯(lián)結(jié)部位，刮研了軸瓦接觸表面使之保持良好的接觸。機(jī)組于2月18日投入運(yùn)行，3月4日進(jìn)行了復(fù)測(cè)，測(cè)點(diǎn)軸承的振動(dòng)值垂直方向的速度有效值較處理前降低了3倍，位移峰峰值降低了近4倍。其頻譜結(jié)構(gòu)如

42、圖所示。 這時(shí)，轉(zhuǎn)頻分量（90Hz）大為減弱，低頻分量（50Hz）已經(jīng)消失，高次諧波成分減少，且幅值顯著降低。水平方向垂直方向軸向 這是一個(gè)比較典型的實(shí)例，類似這樣的情況在現(xiàn)場(chǎng)診斷中經(jīng)常會(huì)碰到。機(jī)器上有些配合件的松動(dòng)故障往往與摩擦故障聯(lián)系在一起，它們之間存在著因果關(guān)系。由于配合件松動(dòng)，機(jī)器在運(yùn)行中常引起零件的相對(duì)移動(dòng)而產(chǎn)生摩擦，所以在頻譜上常出現(xiàn)類似兩種故障頻率的復(fù)雜情況。在這里松動(dòng)是原發(fā)故障，摩擦屬引發(fā)故障。掌握了其中的規(guī)律，對(duì)我們作現(xiàn)場(chǎng)故障分析很有助益。1. 滾動(dòng)軸承信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu) 滾動(dòng)軸承主要振動(dòng)頻率有：（1）通過(guò)頻率 當(dāng)滾動(dòng)軸承元件出現(xiàn)局部損傷時(shí)（如圖中軸承的內(nèi)外圈或滾動(dòng)體出現(xiàn)疲勞剝落

43、坑），機(jī)器在運(yùn)行中就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)頻率，稱為故障特征頻率，又叫軸承通過(guò)頻率。 各元件的通過(guò)頻率分別計(jì)算如下： 滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例 1）內(nèi)圈通過(guò)頻率( )，即內(nèi)圈上的某一損傷點(diǎn)與滾動(dòng)體接觸過(guò)程中產(chǎn)生的頻率： （44） 2）外圈通過(guò)頻率( )，即外圈上的某一損傷點(diǎn)與滾動(dòng)體接觸過(guò)程中產(chǎn)生的頻率： （45）3）滾動(dòng)體通過(guò)頻率( )，即滾動(dòng)體上某一損傷點(diǎn)與內(nèi)圈或外圈接觸過(guò)程中產(chǎn)生的頻率： （46）滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例 if1(1cos)2irdffD0f01(1cos)2rdffDbf2211 () cos2brDdffdD4）

44、保持架通過(guò)頻率（ ）： 式中 滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的回轉(zhuǎn)頻率（Hz）， n/60, n為內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速； 滾動(dòng)體直徑（mm）； 軸承節(jié)徑（mm）； 滾動(dòng)體個(gè)數(shù)； 壓力角（又稱接觸角，有時(shí)用 表示）。以上這些參數(shù)值，可以在有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)或軸承手冊(cè)中查到。滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例cf1(1cos)2crdffDrfrfdDz滾動(dòng)軸承各結(jié)構(gòu)參數(shù)所表示的意義參看圖。 上述公式中的計(jì)算符號(hào)適用于軸承外圈固定內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。如果軸承內(nèi)圈固定，外圈轉(zhuǎn)動(dòng)，那么計(jì)算公式中的加減符號(hào)要改變，即“”變“”，“”變“”。不過(guò)這種內(nèi)圈固定的情況很少見(jiàn)。 滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷及實(shí)例滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診

45、斷及實(shí)例（2）幾種滾動(dòng)軸承通過(guò)頻率的簡(jiǎn)化近似計(jì)算 在現(xiàn)場(chǎng)，有時(shí)因?yàn)檩S承參數(shù)掌握不全，不便作頻率計(jì)算?；蛘邽榱斯?jié)省時(shí)間，希望盡快得出分析結(jié)果，為此，我們這里推薦幾個(gè)簡(jiǎn)化近似計(jì)算公式： 1) 內(nèi)圈通過(guò)頻率（Hz）簡(jiǎn)化計(jì)算式： 2) 外圈通過(guò)頻率（Hz）簡(jiǎn)化計(jì)算式： 3) 保持架通過(guò)頻率（Hz）簡(jiǎn)化計(jì)算式： 采用簡(jiǎn)化計(jì)算所帶來(lái)的誤差很小，約3，作一般分析還是能滿足要求的。 滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)診斷0.6irff z00.4rff z0.4crff 實(shí)例實(shí)例1 1 一臺(tái)單級(jí)并流式鼓風(fēng)機(jī)，由30KW電動(dòng)機(jī)減速后拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1480r/min,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速900r/min。兩個(gè)葉輪葉片

46、均為60片，同樣大小的兩個(gè)葉輪分別裝在兩根軸上，中間用聯(lián)軸器鏈接，每軸由兩個(gè)滾動(dòng)軸承支承，風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示。 該機(jī)組自1986年1月30日以后，測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)加速度從0.07g逐漸上升，至6月19日達(dá)到0.68g，幾乎達(dá)到正常值的10倍。為查明原因，對(duì)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。軸承的幾何尺寸如下： 軸承型號(hào)：210； 滾動(dòng)體直徑：d12.7mm； 軸承節(jié)徑：D70mm； 滾動(dòng)體個(gè)數(shù)：z10； 壓力角：00。軸承的特征頻率計(jì)算： 鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速頻率： n/60=900/60=15(Hz)； 軸承內(nèi)圈通過(guò)頻率： 軸承外圈通過(guò)頻率： 滾動(dòng)體通過(guò)頻率：rf01(1cos )2112.715 (1cos0 )

47、 1027088.6()irdffzDHz001(1cos)2115 (1cos0 ) 1061.3()2rdffzDdHzD2222011 () cos217012.715 1 () cos 0 212.77040.6()brDdffdDHz測(cè)點(diǎn)的時(shí)域波形和高低兩個(gè)頻段的頻譜。 高頻低頻波形 在圖a所顯示的高頻段加速度的頻譜圖上，出現(xiàn)1kHz以上的頻率成分1350Hz和2450Hz，行成小段高頻峰群，這是軸承元件的固有頻率。圖b是低頻段的頻譜，圖中清晰地顯示出轉(zhuǎn)速頻率（15Hz），外圈通過(guò)頻率（61Hz），內(nèi)圈通過(guò)頻率（88Hz）及外圈通過(guò)頻率的2次、3次諧波（122Hz和183Hz），圖c

48、是加速度時(shí)域波形，圖上顯示出間隔為5.46ms的波峰，其頻率亦為183Hz（10005.46183Hz），即為外圈通過(guò)頻率的三次諧波，與頻譜圖顯示的頻率相印證（見(jiàn)圖438b），據(jù)兩個(gè)頻段分析所得到的頻率信息，判斷軸承外圈存在有故障，如滾道剝落、裂紋或其它傷痕。同時(shí)估計(jì)內(nèi)圈也有一些問(wèn)題。實(shí)例實(shí)例2 某單位有一臺(tái)變頻機(jī)組，主軸轉(zhuǎn)速2996r/min(軸頻50Hz)，設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖所示，通過(guò)計(jì)算，機(jī)器上端軸承各特征頻率分別為：內(nèi)圈 390Hz，外圈 260Hz，滾動(dòng)體 117Hz，保持架 20Hz。if0fbfcf1主軸 2軸承 3軸承座4冷卻管 5密封 在一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，變頻機(jī)運(yùn)行不正常。對(duì)A出的速

49、度信號(hào)作頻率分析。頻譜圖中20Hz的頻率峰值最突出，呈保持架的特征頻率。此處還有轉(zhuǎn)速頻率及分?jǐn)?shù)倍低次諧波，說(shuō)明有非線性問(wèn)題存在，頻譜結(jié)構(gòu)如圖所示。 從時(shí)域波形圖上可見(jiàn)，其振動(dòng)波形上下不對(duì)稱，下邊呈“截頭”狀，上邊尖銳突出，呈摩擦特征，見(jiàn)圖441。拆機(jī)檢查時(shí)見(jiàn)，軸承座孔有滑動(dòng)摩擦痕跡，孔徑呈不均勻磨損，保持架破裂。經(jīng)查明，引起故障的原因，主要是在于安裝不良，對(duì)中性不好所致。 實(shí)例實(shí)例1 1 某廠一臺(tái)軋機(jī)減速器，1994年4月大修，投入運(yùn)行后振動(dòng)很大，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)易振動(dòng)診斷。減速器結(jié)構(gòu)如圖。電動(dòng)機(jī)為可調(diào)速電動(dòng)機(jī)，工作轉(zhuǎn)速500r/min，功率970kw，小齒輪齒數(shù)50，大輪齒數(shù)148。 齒輪機(jī)構(gòu)故障

50、的振動(dòng)診斷齒輪機(jī)構(gòu)故障的振動(dòng)診斷 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至150r/min時(shí)，減速器振動(dòng)值Vrms見(jiàn)表411。 從測(cè)值看，測(cè)點(diǎn)（2）、（4）（低速軸軸承）的振動(dòng)值均大于高速軸。測(cè)點(diǎn) VAVAVAVA6.57.814.4 12.69.58.313.311.8rmsV電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為150r/min時(shí)減速器振動(dòng)值（單位：mm/s）注：V為垂向；A為軸向 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為150r/min時(shí)，對(duì)測(cè)點(diǎn)（2）垂直方向（V）作頻率分析，其時(shí)低速軸轉(zhuǎn)速為51r/min，轉(zhuǎn)頻為0.85Hz，譜圖如圖456所示。 頻譜圖上沒(méi)有出現(xiàn)嚙合頻率fm （fm0.85148125.8Hz），卻出現(xiàn)了213Hz這個(gè)突出的峰值。然后對(duì)213H

51、z附近的頻段作細(xì)化譜分析，譜圖如圖所示。這時(shí)發(fā)現(xiàn)，213Hz的兩旁的邊頻間隔為0.85Hz，恰好是低速軸轉(zhuǎn)頻。 測(cè)點(diǎn)垂直方向頻譜測(cè)點(diǎn)垂直方向細(xì)化頻譜 與此同時(shí)，在該轉(zhuǎn)速下，對(duì)測(cè)點(diǎn)（1）（2）垂直方向的振動(dòng)信號(hào)作時(shí)域波形分析，其波形圖分別如圖a、b所示。 從時(shí)域波形圖上可以看出，高速軸（測(cè)點(diǎn)（1）振動(dòng)波形屬常規(guī)振動(dòng)（見(jiàn)圖458a），低速軸（測(cè)點(diǎn)（2）的時(shí)域波形有明顯的沖擊信號(hào)（見(jiàn)圖458b），其脈沖間隔為1176ms，相當(dāng)頻率值0.85Hz（100011760.85Hz）, 即為低速軸轉(zhuǎn)頻。 為了進(jìn)一步查明原因，把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至500r/min，對(duì)測(cè)點(diǎn)（2）垂直方向作頻譜分析，其頻譜圖如圖。其實(shí)

52、，213Hz頻率依然存在，它不隨轉(zhuǎn)速而變化。此時(shí)，該頻率的邊頻譜線的間隔為2.5Hz，等于低速軸轉(zhuǎn)頻。 可以推測(cè)，213Hz這個(gè)不隨轉(zhuǎn)速而改變的頻率是齒輪的固有頻率。機(jī)器運(yùn)行中，由于齒輪嚙合的強(qiáng)烈沖擊（見(jiàn)圖458b）激發(fā)了齒輪以固有頻率振動(dòng)。 根據(jù)所獲得的信息，可以推斷齒輪存在嚴(yán)重故障（如輪齒變形等），而且主要振源在大齒輪上。 在檢修處理時(shí)拆開(kāi)減速器檢查，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)齒輪的輪齒表面的鏨銼痕跡很顯眼，凹凸不平，這樣粗糙的齒面在輪齒嚙合時(shí)必然產(chǎn)生嚴(yán)重沖擊。另外，大齒輪有5個(gè)輪齒的齒頂邊緣因長(zhǎng)期擠撞而呈臺(tái)階突起，高達(dá)56mm，齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必然出現(xiàn)大齒輪的輪齒頂撞小齒輪的輪齒根部，齒輪在這種惡劣的狀態(tài)下運(yùn)

53、行，激起齒輪固有頻率是理所當(dāng)然的。強(qiáng)勁的固有頻率分量湮沒(méi)了齒輪嚙合頻率的分量，所以在譜圖中沒(méi)有出現(xiàn)嚙合頻率分量的譜線。 后來(lái)經(jīng)過(guò)了解，該機(jī)在大修時(shí)，由于沒(méi)有新齒輪備件更換，只得用一對(duì)使用過(guò)的舊齒輪稍加修理后代用，所以造成這種被動(dòng)的局面。 本例從振動(dòng)幅值的變化，分析了故障頻率特征，并對(duì)時(shí)域波形進(jìn)行觀察，然后通過(guò)改變轉(zhuǎn)速測(cè)量，查明了故障原因，最后揭蓋檢查得到了驗(yàn)證，診斷過(guò)程完整，思路清晰，是一個(gè)很典型的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例。 實(shí)例實(shí)例2 2 某廠一臺(tái)小型汽輪發(fā)電機(jī)組，在汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)之間用減速箱減速。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速5550r/min，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min，小齒輪齒數(shù)27，大齒輪齒數(shù)100。齒輪嚙合頻率為2

54、497.5Hz。 在一次年終檢修前，采用便攜式儀器對(duì)其進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)量，其中變速器小齒輪軸承測(cè)點(diǎn)水平方向的振動(dòng)值見(jiàn)表，加速度峰值顯得特別突出。參數(shù)名稱 加速度峰值（Ap/(mm/s2) ） 速度有效值（Vrms/(mm/s) ） 位移峰峰值（Dp-p/m）測(cè)值217.62.8217.96汽輪發(fā)電機(jī)組減速器小齒輪軸承水平方向振值 為查明情況，在現(xiàn)場(chǎng)利用便攜式儀器對(duì)其振動(dòng)信號(hào)作頻譜分析，其頻譜如圖所示。 譜圖上出現(xiàn)了三個(gè)特征頻率2500Hz，5000Hz和7500Hz，分別為齒輪的嚙合頻率及其2次，3次諧波，其中以2次諧波的速度峰值較為突出，其他兩個(gè)分量都很弱小。這表明減速器齒輪存在早期故障跡象。后

55、來(lái)在揭蓋檢查時(shí)，未發(fā)現(xiàn)明顯的齒輪缺陷，因?yàn)辇X輪狀態(tài)這種細(xì)微的變化用肉眼是很難察覺(jué)的。 實(shí)例實(shí)例3 3 某有色金屬加工廠的一臺(tái)3W1B1型高壓水泵，通過(guò)減速器把電動(dòng)機(jī)與水泵的曲軸連接起來(lái)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1485r/min，減速器小齒輪齒數(shù)z1為24齒，大齒輪齒數(shù)z2為155齒，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖。 該機(jī)在檢修前進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)量分析，發(fā)現(xiàn)減速器小齒輪軸承測(cè)點(diǎn)、振動(dòng)值較大，見(jiàn)表。 測(cè)點(diǎn)HVAHVAA7.06.621.510.713.721.5機(jī)組檢修前加速度有效值m/s*s 對(duì)測(cè)點(diǎn)、水平方向的振動(dòng)信號(hào)作頻譜分析，頻譜結(jié)構(gòu)分別如圖a和圖b。檢修前檢修后 兩測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)基本一致，主要頻率有齒輪嚙合頻率f

56、m（fz）及其2倍 頻 （ 2 fm= 5 9 4 2 = 1 1 8 8 H z ） 和 3 倍 頻（3fm=5943=1782Hz），且2、2次諧波分量幅值較大，同時(shí)嚙合頻率及其倍頻兩旁還有較多的邊頻成分以及低次諧波。邊頻間距為24.4Hz，與小齒輪的轉(zhuǎn)頻24.75Hz基本一致，邊頻成分分布比較幾種，呈分布故障特征。據(jù)此，判斷小齒輪存在較為嚴(yán)重的磨損故障。在揭蓋檢查時(shí)，得到了驗(yàn)證，實(shí)際情況與分析結(jié)論基本一致。修理時(shí)更換了小齒輪，振動(dòng)值下降到正常水平。 檢修后的頻譜圖分別如圖b。其時(shí)嚙合頻率的諧波分量大為減弱或消失，邊頻已不復(fù)存在，說(shuō)明齒輪的運(yùn)行狀況有所改善。 本例

57、的特點(diǎn)在于，齒輪故障的頻率特征很明顯，隨著故障的排除，故障特征頻率發(fā)生了很大的變化，有的消失，有的減弱。這再一次證明利用頻率分析診斷齒輪故障是很有成效的。本例的另一個(gè)特點(diǎn)是將故障處理前后的振動(dòng)值及其頻率特征作對(duì)比分析，這是故障診斷中應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持的基本原則，值得借鑒。 實(shí)例實(shí)例1 1 某鋼鐵廠化鐵爐除塵風(fēng)機(jī)，型號(hào)D28，電動(dòng)機(jī)功率800Kw，轉(zhuǎn)速750 rpm ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下。 簡(jiǎn)易振動(dòng)故障類型識(shí)別方法簡(jiǎn)易振動(dòng)故障類型識(shí)別方法主頻率識(shí)別法主頻率識(shí)別法 機(jī)組1992年8月中修后運(yùn)行了一段時(shí)間振動(dòng)逐漸增大，到1993年1月，測(cè)點(diǎn)水平方向同振動(dòng)值達(dá)到15.15mm/s。當(dāng)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)作了頻譜分析，譜圖如圖所示

58、。 測(cè)點(diǎn)最大峰值頻率為12.65Hz，與轉(zhuǎn)頻基本一致。此外還有弱小的2倍頻分量及少量微弱的高次諧波。 由于測(cè)點(diǎn)靠近風(fēng)機(jī)葉輪，1倍頻分量又占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)且又是水平方向振動(dòng)最大，根據(jù)這些情況，判斷風(fēng)機(jī)葉輪存在較嚴(yán)重的不平衡。在拆機(jī)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，葉輪周邊存在嚴(yán)重的不均勻磨蝕，破壞了轉(zhuǎn)子平衡。根據(jù)設(shè)備管理部門(mén)反映，由于通風(fēng)系統(tǒng)的除塵裝置停用3個(gè)多月，氣流中鐵砂含量劇增，加快了葉輪的磨損，而且葉片上不均勻地粘附著大量的粉塵雜質(zhì)，蝸殼下步積滿了爐灰，更加劇了葉輪的不平衡損壞。在檢修時(shí)更換了葉輪，清除了蝸殼內(nèi)積存的粉塵，恢復(fù)使用了除塵裝置，此后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常。 實(shí)例實(shí)例2 2 某發(fā)電廠4號(hào)機(jī)組2循環(huán)泵，199

59、4年11月對(duì)軸承的振動(dòng)信號(hào)作頻譜分析，譜圖上出現(xiàn)了滾動(dòng)軸承的故障特征頻率206Hz和239Hz，但信號(hào)比較弱小，處于早期故障。到1995年2月振動(dòng)變得嚴(yán)重起來(lái)，其時(shí)對(duì)軸承從高低兩個(gè)頻段作了振動(dòng)頻率分析，譜圖如圖。在低頻段的譜圖中，軸承的故障特征頻率顯得十分突出（見(jiàn)圖a），而在高頻段在25KHz的范圍內(nèi)出現(xiàn)了峰值逐漸增大的頻譜峰群，顯示了故障軸承的固有頻率特征。因此可以肯定軸承已存在較為嚴(yán)重的故障。 低頻段頻譜高頻段頻譜 2泵在檢修時(shí)更換了軸承，其時(shí)振動(dòng)頻譜發(fā)生了顯著的變化。譜圖上，低頻段譜峰消失，高頻段的強(qiáng)勁峰群也減縮成低矮的“丘陵”狀了。對(duì)滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，這種高頻峰群與低頻特征一樣都是滾動(dòng)軸承

60、存在故障的標(biāo)志，這是它區(qū)別于其他故障的地方。所以從頻率領(lǐng)域識(shí)別故障類型時(shí)必須具體對(duì)象具體分析。低頻段高頻段實(shí)例實(shí)例 某單位從國(guó)外引進(jìn)一臺(tái)離心壓縮機(jī)，汽輪機(jī)額定工作轉(zhuǎn)速10920rpm，功率4850kW，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖。 簡(jiǎn)易振動(dòng)故障類型識(shí)別方法簡(jiǎn)易振動(dòng)故障類型識(shí)別方法共變法共變法汽輪機(jī)壓縮機(jī)低壓缸壓縮機(jī)高壓缸 這臺(tái)機(jī)組運(yùn)行半年之后振動(dòng)逐步增大，在70的負(fù)荷下，位移振幅達(dá)到75m，其中測(cè)點(diǎn)的垂直振動(dòng)最大。為了查明故障原因，在保持機(jī)組負(fù)荷不變的條件下，改變汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，分別對(duì)3種轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)信號(hào)作頻譜分析，頻率結(jié)構(gòu)如圖所示。 汽機(jī)轉(zhuǎn)速7500r/min汽機(jī)轉(zhuǎn)速9975r/min汽機(jī)轉(zhuǎn)速10800r/