不對(duì)中、不平衡振動(dòng)診斷要點(diǎn)

1、不對(duì)中的故障診斷要點(diǎn)1）頻域： 確認(rèn)軸向和徑向在 1 、2 、3 倍頻處有穩(wěn)定的高峰， 特別注意 2 倍頻分量。 徑向振動(dòng)信號(hào)以 1 倍頻和 2 倍頻分量為主，軸系不對(duì)中越嚴(yán)重，其 2 倍 頻分量就越大，多數(shù)情況下會(huì)超過 1 倍頻。 軸向振動(dòng)以 1 倍頻分量幅值較大，幅值和相位穩(wěn)定。 聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)相臨軸承的油膜壓力反方向變化，一個(gè)油膜壓力變大，另一 個(gè)則變小。相位基本上成 180 度。 4-10 倍頻分量較小。2）時(shí)域：確認(rèn)以穩(wěn)定的周期波形為主，每轉(zhuǎn)出現(xiàn) 1 個(gè)、2 個(gè)或 3 個(gè)峰，沒有大的加 速度沖擊現(xiàn)象。如果軸向振動(dòng)徑向振動(dòng)一樣大或者比徑向還大，則說明情 況非常嚴(yán)重。3）振動(dòng)信號(hào)的原始波形是

2、畸變的正弦波。4）軸心軌跡呈香蕉形或 8 字形，正進(jìn)動(dòng)。5）振動(dòng)對(duì)負(fù)荷變化較為敏感，一般振動(dòng)幅值隨負(fù)荷的增大而升高。提示：1）在確認(rèn)不對(duì)中的若干特征時(shí)， 如果出現(xiàn)：軸向振動(dòng)小且 4-10 倍頻分量較 大，則有可能是機(jī)械松動(dòng)。2）在診斷不對(duì)中時(shí)，如果 1 倍頻分量比其他分量占優(yōu)勢(shì)，可能存在角不對(duì) 中； 2 倍頻分量比其他分量占優(yōu)勢(shì)，可能存在平行不對(duì)中。3）如果時(shí)域波形不穩(wěn)定或出現(xiàn)較大的沖擊現(xiàn)象，可能是其他故障。4）對(duì)于電機(jī)，如果基頻及其他倍頻分量大的同時(shí)，其振動(dòng)時(shí)域波形有調(diào)制 現(xiàn)象，或基頻處出現(xiàn)邊頻，可能存在機(jī)電故障，如轉(zhuǎn)子斷條或軸承傾斜導(dǎo) 致的偏心。5）對(duì)于齒式聯(lián)軸器在 2 倍頻下，還可能出現(xiàn)

3、 3、4、5等倍頻分量。6）對(duì)于目前使用較多的膜片聯(lián)軸器可出現(xiàn)N倍頻（N為螺栓的個(gè)數(shù)）不平衡的振動(dòng)診斷1）頻域：i. 確認(rèn)頻譜中以穩(wěn)定的基頻分量為主，其它倍頻幅值很小。i i .軸向振動(dòng)比徑向小得多。iii. 必要時(shí)可以改變轉(zhuǎn)速，在升速過程中當(dāng)轉(zhuǎn)速小于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，確認(rèn)工頻 幅值隨轉(zhuǎn)速升高而增大；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于臨界轉(zhuǎn)速后，振幅隨轉(zhuǎn)速增大反而減 小，并趨向一個(gè)較小的穩(wěn)定值。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，將產(chǎn)生共振，此 時(shí)振幅將有最大峰值。2）時(shí)域：i .波形以穩(wěn)定的單一頻率為主，軸每轉(zhuǎn)一周出現(xiàn)一個(gè)峰值。振動(dòng)信號(hào)的原 始波形為正弦波。ii. 軸向振動(dòng)比徑向小得多iii. 軸心軌跡呈橢圓形 iv .轉(zhuǎn)子的進(jìn)動(dòng)特征

4、為同步正進(jìn)動(dòng)。提示：1 .造成徑向振動(dòng)基頻幅值大的其他故障還有：軸彎曲、機(jī)械松動(dòng)及機(jī)械共 振。要加以區(qū)分，在檢測(cè)不平衡前應(yīng)予以糾正。2. 如果 1、2、3 倍頻等分量大， 而且垂直方向振動(dòng)明顯大于水平方向振動(dòng)， 有可能是基礎(chǔ)松動(dòng)。3. 如果軸向振動(dòng)較大，并且徑向和軸向的1、2、3 倍頻分量較大，有可能存在軸彎曲或角度不對(duì)中。4 .稍微改變轉(zhuǎn)速，如果基頻幅值變化很大，可診斷為機(jī)械共振。5 .對(duì)于電機(jī)， 如果基頻幅值大的同時(shí)， 其振動(dòng)時(shí)域波形有緩慢的調(diào)制現(xiàn)象， 可能存在機(jī)電故障，如轉(zhuǎn)子斷條或裂紋。6.軸彎曲與不平衡有相似的頻譜特征。區(qū)分的方法是：低轉(zhuǎn)速下測(cè)量轉(zhuǎn)子 不同部位的徑向跳動(dòng)量， 即可以判斷

5、轉(zhuǎn)子是否存在初始彎曲； 如果有條件， 可以測(cè)試軸兩端的相位，也可以幫助判斷軸是否存在彎曲。在一定的轉(zhuǎn)速 下改變機(jī)組負(fù)荷， 如果振動(dòng)隨負(fù)荷和時(shí)間而變化， 則可能存在局部的摩擦、 受熱或冷卻不均勻引起的熱彎曲。轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡確認(rèn)步驟（翻譯+ 個(gè)人經(jīng)驗(yàn)）1、信號(hào)錄取方法：（1）最好使用 6通道儀器同時(shí)記錄1V、2V、1H、2H、1A、2A 振動(dòng)；（ 2）也可以使用 2 通道儀器分別同時(shí)記錄1V、2V；1H、2H；1A、2A 振動(dòng)。2、分析 1V、 2V 相位差3、分析 1H、 2H 相位差：若 1V、2V 相位差與 1H、 2H 相位差接近，則可能存在動(dòng)不平衡4、分析 1V、 1H 相位差5、分析 2

6、V、 2H 相位差：若 1V 、1H 相位差與 2V 、2H 相位差分別接近 90 度（或分別接近 270 度），則可能存在動(dòng)不平衡（若1V、 1H 相位差為 90 度，而 2V、2H 相位差不是 90 度，則可能在 1 點(diǎn)發(fā)生局部動(dòng)不平衡，如電機(jī)端部冷卻風(fēng)扇的 動(dòng)不平衡。）說明： 90 度、270 度，并非精確值， 一般在正負(fù) 30 度以即可 .6、計(jì)算 1V、 2V 幅值比，取整數(shù)7、計(jì)算 1H、2H 幅值比，取整數(shù)。若這兩個(gè)整數(shù)接近，則可以確認(rèn)存在 動(dòng)不平衡8、計(jì)算 1A、 1H 幅值比9、計(jì)算 2A、 2H 幅值比：若 1A、1H 幅值比與 2A、2H 幅值比分別小于 1/3 ，則可以

7、確認(rèn)存在 動(dòng)不平衡10、分析 1V、2V；1H、2H；1A、2A 相位關(guān)系若 1V、2V；1H、 2H；1A、2A 分別同相位或分別 180 度反同相， 則可以確認(rèn)存在動(dòng)不平衡機(jī)械松動(dòng)的診斷要點(diǎn)1）頻域a）確認(rèn)徑向振動(dòng)有較大的 1 倍頻分量，特別是 3-10 倍頻分量。b）可能有1/2、3/2、5/2等分?jǐn)?shù)倍頻分量，它們隨時(shí)間增大。c）確認(rèn)軸向振動(dòng)小或正常。2）時(shí)域a）不穩(wěn)定的非周期信號(hào)占優(yōu)勢(shì)，可能有大的沖擊信號(hào)。b）比較垂直和水平方向的振動(dòng)，可以發(fā)現(xiàn)振動(dòng)具有高度的方向性。提示：1）故障嚴(yán)重，還會(huì)出現(xiàn) 1/3 、1/4 倍頻等分量。2）機(jī)械松動(dòng)也可在達(dá)到工作溫度且部件已經(jīng)熱膨脹后出現(xiàn)。3）水平

8、固定的機(jī)器，如果基座松動(dòng)，則垂直方向會(huì)出現(xiàn)很大的一倍頻振 動(dòng)，一般比水平方向振動(dòng)還大。所以，這一點(diǎn)要特別注意和轉(zhuǎn)子不平衡相 區(qū)分。4）具有松動(dòng)故障的典型頻譜特征是以工頻為基頻的各次諧波，并在譜圖 中?？吹?10X 。國(guó)外有人認(rèn)為，若 3X 處峰值最大，是軸和軸承間有松動(dòng)， 若 4X 處有峰值，表明軸承本身、松動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)子故障診斷要點(diǎn)1） 確認(rèn)1、2、3倍頻振動(dòng)分量大且有邊頻帶，若邊頻帶間隔為psf；表 明有轉(zhuǎn)子斷條或裂紋。2）出現(xiàn)電源頻率振動(dòng)分量表明轉(zhuǎn)子彎曲或轉(zhuǎn)子偏離磁場(chǎng)中心。3）確認(rèn)時(shí)域波形有強(qiáng)烈的調(diào)制， 周期為1/ （p s ）,表明有轉(zhuǎn)子斷條問題。4） 檢查軸向振動(dòng)，軸向振動(dòng)應(yīng)很小。若軸

9、向振動(dòng)有較大的1 倍頻分量， 而徑向振動(dòng) 1 倍頻分量沒有明顯的邊頻帶， ，則可能是軸承傾斜或不對(duì)中，轉(zhuǎn)子彎曲，或轉(zhuǎn)子偏離磁場(chǎng)中心葉輪 /葉片和旋翼故障診斷要點(diǎn)1）確認(rèn) 1、2、3 倍葉片通過頻率分量大；2）確認(rèn)葉片通過頻率及其諧波有顯著的邊帶成分，測(cè)量其頻率間隔，有 調(diào)制頻率確定故障部位。3）確認(rèn) 1 倍葉輪轉(zhuǎn)速有較大峰值及存在邊頻帶，表明葉片損傷、摩擦、 污物附著或可能是入口或出口壓力波動(dòng)。4）確認(rèn) 1/2 諧波分量及 3/2 、5/2 諧波分量，表明轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間有摩擦。5）葉片通過頻率二軸轉(zhuǎn)速葉片數(shù)6） 如果流場(chǎng)中有靜葉片，可激發(fā)較高頻振動(dòng)，其頻率是：葉片通過頻率 靜 葉片數(shù)。動(dòng)壓滑動(dòng)軸

10、承油膜渦動(dòng)診斷要點(diǎn)診斷a）確認(rèn)徑向振動(dòng)頻譜中有顯著而穩(wěn)定的（0.42-0.48 ）倍頻分量（有時(shí)看起來很象 1/2 倍頻，要仔細(xì)辨別） ?？赡苡休^大的高次諧波分量。最近研究 報(bào)道倍頻圍可以達(dá)到 0.42-0.8 倍頻，甚至在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試觀察到了 1 倍頻。b）確認(rèn)軸向振動(dòng)在渦動(dòng)頻率處分量較小。c）軸心軌跡呈雙橢圓或紊亂不重合，模擬軸心軌跡呈“字形。d）確認(rèn)時(shí)域波形中穩(wěn)定的周期信號(hào)占優(yōu)勢(shì)，每轉(zhuǎn)一周少于一個(gè)峰值，沒有 大的加速度沖擊提示： 為區(qū)分渦動(dòng)頻率 (0.42-0.48) 倍頻分量與機(jī)械松動(dòng)或軸承摩擦產(chǎn) 生的 1/2 倍頻分量，必須使用高分辨率頻譜和峰值標(biāo)記。為此，要設(shè)置足 夠大的譜線數(shù)、使頻

11、率分辨率達(dá)到轉(zhuǎn)速的( 2-5) % 。分析頻率 /采樣點(diǎn)數(shù) /譜線數(shù)的設(shè)置要點(diǎn)1 最高分析頻率：Fm 指需要分析的最高頻率，也是經(jīng)過抗混濾波后的信號(hào)最高頻率。根據(jù)采樣定理， Fm 與采樣頻率 Fs 之間的關(guān)系一般為：Fs=2.56Fm ；而最高分析頻率的選取決定于設(shè)備轉(zhuǎn)速和預(yù)期所要判定的故 障性質(zhì)。2采樣點(diǎn)數(shù) N 與譜線數(shù) M 有如下的關(guān)系：N=2.56M其中譜線數(shù)M與頻率分辨率AF及最高分析頻率Fm有如下的關(guān)系： F=Fm/M 即：M=FmA F 所以：N=2.56Fm/AF采樣點(diǎn)數(shù)的多少與要求多大的頻率分辨率有關(guān)。例如：機(jī)器轉(zhuǎn)速3000r/min=50Hz ，如果要分析的故障頻率估計(jì)在 8

12、 倍頻以下，要求譜圖 上頻率分辨率 F=1 Hz ,則采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置為：最高分析頻率Fm=& 50Hz=400Hz;采樣頻率 Fs=2.56 -Fm=2.56 - 400Hz=1024Hz;采樣點(diǎn)數(shù) N=2.56 (Fm/AF) =2.56 - (400Hz/1Hz ) =1024=210譜線數(shù) M=N/2.56=1024/2.56=400 條電機(jī)振動(dòng)異常的識(shí)別與診斷 三相交流電機(jī)定子異常產(chǎn)生的電磁振動(dòng)， 三相交流電機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 機(jī)座上 受到一個(gè)頻率為電網(wǎng)頻率 2 倍的旋轉(zhuǎn)力波的作用，而可能產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)大小 與旋轉(zhuǎn)力波的大小和機(jī)座的剛度直接有關(guān)。定子電磁振動(dòng)異常的原因： 定子三相

13、磁場(chǎng)不對(duì)稱，如電網(wǎng)三相電壓不平衡。因接觸不良和斷線造成單 相運(yùn)行，定子繞組三相不對(duì)稱等原因， 都會(huì)造成定子磁場(chǎng)不對(duì)稱， 而產(chǎn)生異常振 動(dòng)。 定子鐵心和定子線圈松動(dòng)將使定子電磁振動(dòng)和電磁噪聲加大。 電磁底腳線條松動(dòng)，相當(dāng)于機(jī)座剛度降低使定子振動(dòng)增加 。 定子電磁振動(dòng)的特征： 振動(dòng)頻率為電源頻率的 2 倍， F=2f 切斷電源，電磁振動(dòng)立即消失 振動(dòng)可以在定子機(jī)座上和軸承上測(cè)得 振動(dòng)強(qiáng)度與機(jī)座剛度的負(fù)載有關(guān)氣隙靜態(tài)偏心引起的電磁力 電機(jī)定子中心與轉(zhuǎn)子軸心不重合時(shí)，定、轉(zhuǎn)子之間氣隙將會(huì)出現(xiàn)偏心現(xiàn)象， 偏心固定在一個(gè)位置上， 在一般情況下， 氣隙偏心誤差不超過氣隙平均值的上下 10% 是允許的，過大的

14、偏心值產(chǎn)生很大的單邊磁拉力。氣隙靜態(tài)偏心產(chǎn)生的原因： 電磁振動(dòng)頻率是電源頻率的 2 倍 F=2f 。 振動(dòng)隨偏心值的增大在增加，隨負(fù)載增大而增加。 斷電后電磁振動(dòng)消失。 靜態(tài)偏心產(chǎn)生的電磁振動(dòng)與定子異常產(chǎn)生的電磁振動(dòng)非常相似， 難以區(qū)別。 氣隙動(dòng)態(tài)偏心引起電磁振動(dòng)偏心的位置對(duì)定子是不固定的，對(duì)轉(zhuǎn)子是固定的，因此偏心的位置隨轉(zhuǎn)子而 轉(zhuǎn)動(dòng)。氣隙動(dòng)態(tài)偏心產(chǎn)生的原因： 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸彎曲 轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸或軸承不同心。 轉(zhuǎn)子鐵心不圓氣隙動(dòng)態(tài)偏心產(chǎn)生電磁振動(dòng)的特征； 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率和定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)頻率的電磁振動(dòng)都可能出現(xiàn)。 電磁振動(dòng)的振幅隨時(shí)間變化而脈動(dòng) （振），脈動(dòng)的頻率為 2sf, 周期為 1/2sf 當(dāng)電動(dòng)

15、機(jī)負(fù)載增加， S 加大，其脈動(dòng)節(jié)拍加快。 電動(dòng)機(jī)往往發(fā)生與脈動(dòng)節(jié)拍相一致的電磁噪聲。 斷電后，電磁振動(dòng)消失，電磁噪聲消失。轉(zhuǎn)子繞組故障引起的電磁振動(dòng)。籠形電機(jī)籠條斷裂，繞組異步電機(jī)由于轉(zhuǎn)子回路電氣不平衡都將產(chǎn)生不平衡 電磁力。轉(zhuǎn)子繞組故障產(chǎn)生的原因： 籠條鑄造質(zhì)量不良，產(chǎn)生斷條和高阻。 籠形轉(zhuǎn)子因頻繁起動(dòng)，電機(jī)負(fù)載大產(chǎn)生斷條或高阻。 饒式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組回路電氣不平衡，產(chǎn)生不平衡電磁力。 同步電動(dòng)機(jī)磁繞組匝間短路。轉(zhuǎn)子繞組故障引起電磁振動(dòng)的特征： 轉(zhuǎn)子繞組故障引起電磁振動(dòng)與轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)偏心產(chǎn)生的電磁振動(dòng)，波形相似， 現(xiàn)象相似，較難區(qū)別，振動(dòng)頻率為 f/p ，振幅以 2sf 的頻率在脈動(dòng)、電動(dòng)機(jī)

16、發(fā) 生與脈動(dòng)節(jié)拍一致的電磁噪聲。 在空載或輕載時(shí)，振動(dòng)與節(jié)拍噪聲不明顯，當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，這種振動(dòng)和噪 聲隨之增加，當(dāng)負(fù)載超過 50% 時(shí)，現(xiàn)象較為明顯。 在定子的一次電流中，也產(chǎn)生脈動(dòng)變化其脈動(dòng)節(jié)拍頻率為2sf。 在定子電流波形作頻譜分析，在頻圖圖中，基頻兩邊出現(xiàn)的邊頻。 同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組但匝間短路，能引起 f/p頻率（轉(zhuǎn)頻）的電磁振動(dòng)和 噪聲，無節(jié)拍脈動(dòng)振動(dòng)現(xiàn)象與轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)相似。 斷電后，電磁振動(dòng)和電磁噪聲消失。轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)；轉(zhuǎn)子不平衡的原因 電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻，產(chǎn)生重心位移，與轉(zhuǎn)子中心不同心。 轉(zhuǎn)子零部件脫落和移位，絕緣收縮造成繞組移位、松動(dòng)。 聯(lián)軸器不平衡，

17、冷卻風(fēng)扇不平衡，皮帶輪不平衡。 冷卻風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子表面不均勻積垢。轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)特征 振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)頻相等 振動(dòng)值隨轉(zhuǎn)速增高而加大，與電機(jī)負(fù)載無關(guān)。 振動(dòng)值以經(jīng)向?yàn)樽畲?，軸向很小。 當(dāng)?shù)啬_螺絲松動(dòng)時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)頻和電機(jī)定子固有頻相近時(shí)，由于轉(zhuǎn)子不平衡共振將產(chǎn)生異常振動(dòng)，造成電機(jī)結(jié)構(gòu)件的破壞和疲勞?；瑒?dòng)軸承由于油膜渦動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)。產(chǎn)生的原因： 在軸承比負(fù)載較小，軸頸線速度叫高，特別是大型告訴的柔性轉(zhuǎn)子電機(jī)中易 發(fā)生，軸承經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行，間隙變大，或潤(rùn)滑油粘度大，油溫低，軸承負(fù)載輕等 互相造成油膜加厚，軸承油膜動(dòng)壓不穩(wěn)定而產(chǎn)生振動(dòng)。滑動(dòng)軸承油膜滑動(dòng)的特征： 振動(dòng)頻率略低于轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的 Fr 的一半

18、，約為 0.42 0.48Fr . 油膜渦動(dòng)的振動(dòng)是徑向的。 油膜渦動(dòng)往往是突然出現(xiàn)的，診斷的方法是油膜渦動(dòng)偶，改變油的粘度和 溫度振動(dòng)就能減輕和消失?；瑒?dòng)軸承由于油膜振蕩產(chǎn)生振動(dòng)油膜振蕩產(chǎn)生的原因： 油膜振蕩產(chǎn)生的原因和油膜渦動(dòng)的原因相同，也是油膜動(dòng)壓不穩(wěn)造成的。 當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率增加時(shí)，油膜渦動(dòng)頻率隨之增加，兩者關(guān)系近似保持不變的 比值約 0.42 0.48 之間，當(dāng)轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)頻率達(dá)到其一階臨界轉(zhuǎn)速的 2 倍時(shí)， 隨著轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的增加， 渦動(dòng)頻率將不變， 等于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)頻， 而與轉(zhuǎn) 子回轉(zhuǎn)頻率無關(guān)， 并出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng)， 這種現(xiàn)象為油膜振蕩， 產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)的原 因是油膜渦動(dòng)與系統(tǒng)共振，

19、兩者相互激勵(lì)，相互促進(jìn)的結(jié)果。對(duì)油膜振蕩來說，除了油膜性質(zhì)改變以外，轉(zhuǎn)子不平衡量的增加和地腳螺絲的松動(dòng)都會(huì)誘導(dǎo)油膜振蕩的發(fā)生。油膜振蕩的特征： 振蕩頻率等于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)速接近一階臨界轉(zhuǎn)速 2 倍的大 型，告訴柔性轉(zhuǎn)子電機(jī)極易發(fā)生油膜振蕩。 油膜振蕩是徑向振動(dòng)。 減少轉(zhuǎn)子不平衡， 降低潤(rùn)滑油粘度和提高油溫， 能使油膜振蕩消失和減輕。 加工和裝配不良產(chǎn)生振動(dòng)；產(chǎn)生的原因：與軸承孔配合的軸頸和軸肩加工不良或由于軸彎曲等原因， 使軸承圈裝配后， 其中心線與軸中心線不重合， 軸承每轉(zhuǎn)一周， 軸承受一次交變的軸向力作用， 使 軸承產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)的特征： 振動(dòng)幅值以軸向?yàn)樽畲蟆?振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)頻相同。安裝時(shí)，軸線不對(duì)中引起振動(dòng)；機(jī)組安裝后， 電機(jī)和負(fù)載機(jī)械的軸心線應(yīng)該一致相重合， 當(dāng)軸心線不重合時(shí)，