機械故障與振動波形特征

1、第第二二章章 振動狀態(tài)監(jiān)測基礎(chǔ)知識振動狀態(tài)監(jiān)測基礎(chǔ)知識構(gòu)成一個確定性振動有3個基本要素，即振幅D，頻率f（或）和相位。即使在非確定性振動中，有時也包含有確定性振動。振幅、頻率、相位振幅、頻率、相位，這是振動診斷中經(jīng)常用到的三個最基本的概念三個最基本的概念。1 1） 振幅振幅D D: : 簡諧振動可以用下面函數(shù)式表示：特點：特點：速度比位移的相位超前90，加速度比位移的相位超前180。比速度超前90。2.1 振動信號的描述振動信號的描述中點上限下限 1）振幅）振幅式中A為最大振幅（m或mm），指振動物體（或質(zhì)點）在振動過程中偏離平衡位置的最大距離）。 峰值（單峰值）：A 峰峰值（雙峰值，雙幅）：

2、2A必須特別說明一個與振動幅值有關(guān)的物理量即速度有效值速度有效值Vrms，亦稱速度均速度均方根值方根值。這是一個經(jīng)常用到的振動測量參數(shù)。因為它最能反映振動的烈度，所以又稱振動烈度指標振動烈度指標。 振幅反映振動的強度，振幅的平方常與物質(zhì)振動的能量成正比。因此，振動診斷標準都是用振幅來表示的。 速度有效值Vrms、速度最大值Vp（峰值）、速度平均值Vav之間的關(guān)系如下式。速度有效值介于速度最大值和速度平均值之間。ppavrmsVVVV707.022422 2） 頻率頻率f f頻率頻率f：振動物體（或質(zhì)點）每秒鐘振動的次數(shù)稱為頻率，用f表示，單位為Hz。 振動頻率在數(shù)值上等于周期T的倒數(shù)，即：f=

3、1/T 式中 T周期，即質(zhì)點再現(xiàn)相同振動的最小時間間隔(s或ms)。頻率還可以用角頻率角頻率來表示，即：2f 頻率是振動診斷中一個最重要的參數(shù)，振動頻率與診斷方案的確定、狀態(tài)識外、診斷標準的選用有關(guān)。 3） 相位相位相位由轉(zhuǎn)角t與初相角兩部分組成: t振動信號的相位，表示振動質(zhì)點的相對位置。振動信號的相位，表示振動質(zhì)點的相對位置。不同振動源產(chǎn)生的振動信號都有各自的相位。*相位相同的振動會引起合拍共振，產(chǎn)生嚴重的后果。*相位相反的振動會產(chǎn)生互相抵消的作用，起到減振的效果。由幾個諧波分量疊加而成的復雜波形，即使各諧波分量的振幅不變，僅改變相位角，也會使波形發(fā)生很大變化，甚至變得面目全非。相位測量分

4、析在故障診斷中亦有相當重要的地位，一般用于諧波分析，動平衡測量，識別振動類型和共振點等許多方面。n兩物體振動相位差為0度n兩物體振動相位差為180度t0度2ABt2AB90度t2ABn兩物體振動相位差90度轉(zhuǎn)機振動相位的測定轉(zhuǎn)機振動相位的測定在轉(zhuǎn)子上布置鍵相標記K，在軸承座上布置鍵相傳感器K （光電或渦流式），其輸出的參考脈沖為相位的基準。以參考脈沖后到第一個正峰值的轉(zhuǎn)角定義振動相位，即a。振動相位直接和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度有關(guān)，在平衡和故障診斷中有重要作用。參考脈沖也用于測量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。2021-9-2072021-9-208旋轉(zhuǎn)機械振動測量中的相位旋轉(zhuǎn)機械振動測量中的相位是指某一制定的諧振信號相

5、對于轉(zhuǎn)軸上某個物理標記產(chǎn)生的每轉(zhuǎn)一次的脈沖信號之間的角度差。測振儀顯示的相位是振動傳感器逆轉(zhuǎn)向到高點的角度，也就是高點順轉(zhuǎn)向振動傳感器的角度，或波形圖上鍵向標記到高點的角度。2.2振動振動位移、速度、加速度之間的位移、速度、加速度之間的關(guān)系關(guān)系 振動位移振動位移 (Displacement)速度速度 (Velocity)加速度加速度 (Acceleration) )sin(2 tAxv)sin( tAxa2 tAx sinl 位移、速度、加速度都是同頻率的簡諧波。l 三者幅值依次為A、A、A 2。l 相位關(guān)系：加速度領(lǐng)先速度90; 速度領(lǐng)先位移90。2021年9月20日11時26分10MMAf

6、fAAV212MMAfAD221AfAAM2221)2)3)系 統(tǒng) 用以完成一定功能的各有關(guān)部分的組合用以完成一定功能的各有關(guān)部分的組合2.3有關(guān)名詞解釋（GB/T 2298GB/T 22989191）n機械系統(tǒng) 由質(zhì)量、剛度、和阻尼各元素組成的系統(tǒng)由質(zhì)量、剛度、和阻尼各元素組成的系統(tǒng) 剛度（K） 作用在彈性元件上的力作用在彈性元件上的力（或力矩或力矩）的增量與相應的增量與相應 的位移的增量之比的位移的增量之比（表征系統(tǒng)支承強弱的物理量表征系統(tǒng)支承強弱的物理量） 阻尼（C） 能量隨時間或距離的耗散能量隨時間或距離的耗散（消耗能量的物質(zhì)消耗能量的物質(zhì)） 阻尼器 用能量耗散的方法減少沖擊和振動的裝

7、置用能量耗散的方法減少沖擊和振動的裝置 隔振器 用來在某一頻率范圍內(nèi)減弱振動傳輸?shù)母粽衿饔脕碓谀骋活l率范圍內(nèi)減弱振動傳輸?shù)母粽衿鱪激 勵 作用于系統(tǒng)的外力或其它輸入作用于系統(tǒng)的外力或其它輸入 大多數(shù)機械設(shè)備的振動是左圖所示幾種振動中的一種，或是某幾種振動的組合。 設(shè)備在實際運行中，其表現(xiàn)的周期信號往往淹沒在隨機振動信號中，而當設(shè)備故障程度加劇時，隨機振動中的周期成分加強。因此，從某種意義上講，設(shè)備振動診斷過程，是從隨機信號中提取周期成分的過程。2.4振動的分類振動的分類2.4.1 按振動的動力學特征按振動的動力學特征分類及其概念分類及其概念1）自由振動與固有頻率）自由振動與固有頻率 這種振動靠

8、初始激勵（通常是一個脈沖力）一次性獲得振動能量，歷程有限，一般不會對設(shè)備造成破壞，不是現(xiàn)場設(shè)備診斷所需考慮的目標。描寫單自由度線性系統(tǒng)的運動方程式為：式中x-振動位移量 通過對自由振動方程的求解，我們導出了一個很有用的關(guān)系式：無阻尼自由振動的振動頻率為: 式中：m物體的質(zhì)量、k物體的剛度 這個振動頻率與物體的初始情況無關(guān)，完全由物體的力學性質(zhì)決定是物體自身固有的稱為固有頻率固有頻率，這個結(jié)論對復雜振動體系同樣成立。它揭示了振動體的一個非常重要的特性。許多設(shè)備強振問題，如強迫共振、失穩(wěn)自激、非線性諧波共振等均與此有關(guān)。0)()(22tkxdttxdmmkn 阻尼阻尼 振動體在運動過程中總是會受到

9、某種阻尼作用，如空氣阻尼、材料內(nèi)摩擦損耗等，只有當阻尼小于臨界值時才可激發(fā)起振動。臨界阻尼臨界阻尼Ce：振動體的一種固有屬性。kmCe2eCC阻尼比阻尼比：實際阻尼系數(shù)C與臨界阻尼Ce之比。 當阻尼比1時，為一種振幅按指數(shù)規(guī)律衰減的振動，其振動頻率與初始振動無關(guān)，振動頻率略小于固有頻率n； 當1時，物體不會振動，而是作非周期運動。nn,122) 強迫振動和共振強迫振動和共振物體在持續(xù)的周期變化的外力作用下產(chǎn)生的振動叫強迫振動，如由不平衡、不對中所引起的振動。圖1-4為強迫振動的力學模型。（慣性力）（阻尼力）（彈性力）（激振力）tFkxdtdxcdtxdmosin22圖圖14強迫振動強迫振動力學

10、模型力學模型圖圖15 強迫振動響應過程強迫振動響應過程a)強迫振動強迫振動 b)衰減振動衰減振動 c)合成振動合成振動 由圖1-5所見，衰減自由振動隨時間推移迅速消失，而強迫振動則不受阻尼影響，是一種振動頻率和激振力同頻的振動。從而可見，強迫振動過程不僅與激振力的性質(zhì)（激勵頻率和幅值）有關(guān)，而且，與物體自身固有的特性（質(zhì)量、彈性剛度、阻尼）有關(guān)，這就是強迫振動的特點。強迫振動的特點：（1）物體在簡諧力作用下產(chǎn)生的強迫振動也是簡諧振動，其穩(wěn)態(tài)響應頻率與激勵頻率相等。)sin()1sin()(2tBtAetxntn由強迫振動的運動方程式知，其解由通解和特解組成，即 通解部分為衰減自由振動，特解部分

11、為穩(wěn)態(tài)強迫振動。式中 A-自由振動的振幅， B-強迫振動的振幅。-阻尼比，,-初相角。（2）振幅B的大小除與激勵力大小寫成正比、與剛度成反比外，還與頻率比、阻尼比有關(guān)。 （a）當激勵力的頻率很低時，即/n很小時：強迫振動的振幅接近于靜態(tài)位移（力的頻率低，相當于靜力），即振幅B與靜力作用下的位移比值=1。 （b）當激勵力的頻率很高時：0，即物體由于慣性原因跟不上力的變化而幾乎停止不動。 （c）當激勵力的頻率與固有頻率相近時：若阻尼很小，則振幅很大，為共振現(xiàn)象。共振頻率為nnr21此時共振振幅為：212urB共振區(qū)角頻率：一般為(0.71.4)n（3） 物體位移達到最大值的時間與激振力達到最大值的

12、時間是不同的，兩者之間存在有一個相位差，這個相位差同和頻率比與阻尼比有關(guān)。當=r時，即共振時，相位差等于90。 當r時，相位差180。3) 自激振動自激振動自激振動是在沒有外力作用下，只是由于系統(tǒng)自身的原因所產(chǎn)生的激勵而引起的振動，如油膜振蕩、喘振等。自激振動是一種比較危險的振動。設(shè)備一旦發(fā)生自激振動，常常使設(shè)備運行失去穩(wěn)定性。 比較規(guī)范的定義定義是：在非線性機械系統(tǒng)內(nèi)，由非振蕩能量轉(zhuǎn)變?yōu)檎袷幖钏a(chǎn)生的振動稱為自激振動。自激振動的特點：自激振動的特點：1）隨機性隨機性。因為能引發(fā)自激振動的激勵（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。2）振動系統(tǒng)非線性非線性特征較強，即

13、系統(tǒng)存在非線性阻尼存在非線性阻尼、元件（如油膜的粘溫特性，材料內(nèi)摩擦）、非線性剛度元件非線性剛度元件（柔性轉(zhuǎn)子、結(jié)構(gòu)松動等）才足以引發(fā)自激振動，使振動系統(tǒng)所具有的非周期能量非周期能量轉(zhuǎn)為系統(tǒng)振動能量。3）自激振動頻率頻率與轉(zhuǎn)速不成比例，一般低于轉(zhuǎn)子工作頻率，與轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速相符合。只是需要注意，由于系統(tǒng)的非線性，系統(tǒng)固有頻率會有一些變化。4）轉(zhuǎn)軸存在異步渦動異步渦動。5）振動波形在暫態(tài)階段暫態(tài)階段有較大的隨機振動成分，而穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)時，波形是規(guī)則的周期振動，這是由于共振頻率的振值遠大于非線性影響因素所致；與一般強迫振動強迫振動近似的正弦波（與強迫振動激勵源的頻率相同）有區(qū)別。自由振動、強迫振動、

14、自激振動自由振動、強迫振動、自激振動這三種振動在設(shè)備故障診斷中有各自的主要使用領(lǐng)域。對于結(jié)構(gòu)件，因局部裂紋、緊固松動等原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)件的特性參數(shù)發(fā)生改變的故障，多利用脈沖力所激勵的自由振動自由振動來檢測，測定構(gòu)件的固有頻率、阻尼系數(shù)等參數(shù)的變化。對于減速箱、電動機、低速旋轉(zhuǎn)設(shè)備等機械故障，主要以強迫振強迫振動動為特征，通過對強迫振動的頻率成分、振幅變化等特征參數(shù)分析，來鑒別故障。對于高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及能被工藝流體所激勵的設(shè)備，除了需要監(jiān)測強迫振動的特征參數(shù)外，還需監(jiān)測自激振動自激振動的特征參數(shù)。2.4.2 按振動頻率分類按振動頻率分類 在低頻范圍，主要測量的振幅是位移量位移量。這是因為在低頻范圍造

15、成破壞的主要因素是應力的強度應力的強度。位移量是與應變、應力直接相關(guān)的參數(shù)。 在中頻范圍，主要測量的振幅是速度量速度量。這是因為振動部件的疲勞進程與振動速度成正比，振動能量與振動速度的平方成正比。在這個范圍內(nèi)，零件的疲勞破壞疲勞破壞為主要表現(xiàn)，如點蝕、剝落等。 在高頻范圍，主要測量的振幅是加速度加速度。它表征振動部件所受沖擊力的強度。沖擊力的大小與沖擊的頻率與加速度值正相關(guān)。低頻振動：f1000Hz機械振動（按頻率分類）2.5單自由度系統(tǒng)的強迫振動單自由度系統(tǒng)的強迫振動振動的頻率等于激勵激勵的頻率。振幅大小與激勵力的大小成正比。激勵頻率接近固有頻率時，振幅增大稱為共振共振。共振峰大小決定于阻尼

16、大小。振幅和位相隨激勵頻率而變化，變化規(guī)律用系統(tǒng)的幅頻特性幅頻特性和相頻特性相頻特性來表示。2021-9-2022幅頻特性相頻特性2.6系統(tǒng)固有頻率和阻尼的確定系統(tǒng)固有頻率和阻尼的確定2021-9-2023 21 n1212阻尼系數(shù)半功率帶寬2mn2nm2-12 21 f固有頻率共振頻率2.7設(shè)備振動設(shè)備振動問題簡化系統(tǒng)模型問題簡化系統(tǒng)模型MF FF F 激勵力K KX X-X-XC C機器的力學模型機器的力學模型基礎(chǔ)基礎(chǔ) 。dkFxKKcd 系統(tǒng)剛度直接影響到軸系的不平衡振動響應，當系統(tǒng)剛度直接影響到軸系的不平衡振動響應，當 支承動剛度或設(shè)備的結(jié)構(gòu)剛度較低時，在不大的支承動剛度或設(shè)備的結(jié)構(gòu)剛

17、度較低時，在不大的 激振力作用下，也會產(chǎn)生顯著的振動。激振力作用下，也會產(chǎn)生顯著的振動。 作用在系統(tǒng)上的激振力 系統(tǒng)動剛度，產(chǎn)生單位振幅（位移）所需的交變力 系統(tǒng)靜剛度，產(chǎn)生單位位移（變形）所需的靜力 系統(tǒng)放大系數(shù) 提示提示：在機械設(shè)備振動故障維修中，必須特別注在機械設(shè)備振動故障維修中，必須特別注 意設(shè)備的支承剛度問題意設(shè)備的支承剛度問題！如部件連接剛度、軸系如部件連接剛度、軸系 裝配間隙等，都會嚴重影響到設(shè)備的運行質(zhì)量裝配間隙等，都會嚴重影響到設(shè)備的運行質(zhì)量 第第三三章章常用振動測試傳感器常用振動測試傳感器3 振動傳感器的特征與選擇振動傳感器的特征與選擇 3.1振動傳感器的分類振動傳感器的分

18、類 1） 按所測機械量輸出信號分按所測機械量輸出信號分 （1）加速度傳感器）加速度傳感器 （2）速度傳感器）速度傳感器 （3）位移傳感器）位移傳感器2）按機械接收原理分）按機械接收原理分 相對式、慣性式；3）按機電變換原理分）按機電變換原理分 電動式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式；（4）力傳感器）力傳感器（5）應變傳感器）應變傳感器（6）扭振傳感器）扭振傳感器（7）扭矩傳感器）扭矩傳感器3.2 振動傳感器選擇時應注意的關(guān)鍵參數(shù)振動傳感器選擇時應注意的關(guān)鍵參數(shù) 1）頻響范圍（）頻響范圍（線性范圍線性范圍） 2）使用溫度范圍）使用溫度范圍 3）靈敏度（）靈敏度（靈敏度越大越好嗎

19、？靈敏度越大越好嗎？） 4）量程）量程3.3 振動傳感器原理振動傳感器原理1）壓電加速度傳感器特點2021-9-2029接收形式：慣性式變換形式：壓電效應典型頻率范圍：0.2Hz10kHz線性范圍和靈敏度隨各種不同型號可在很大范圍內(nèi)變化。測量非轉(zhuǎn)動部件的絕對振動絕對振動的加速度。適應高頻振動高頻振動和瞬態(tài)振動瞬態(tài)振動的測量。傳感器質(zhì)量小，可測很高振級高振級?，F(xiàn)場測量要注意電磁場、聲場和接地回路的干擾干擾。典型的壓電加速度傳感器及其特性典型的壓電加速度傳感器及其特性2021-9-2030預緊環(huán)底座質(zhì)量塊出線口晶體片2）磁電速度傳感器）磁電速度傳感器測量非轉(zhuǎn)動部件的絕對振動絕對振動的速度。不適于測

20、量瞬態(tài)振動瞬態(tài)振動和很快很快的變速過程的變速過程。低，抗干擾力強?？垢蓴_力強。傳感器質(zhì)量較大質(zhì)量較大，對小型對象有影響。在傳感器輸出阻抗固有頻率附近有較大的相移較大的相移。2021-9-2031接收形式：慣性式變換形式：磁電效應典型頻率范圍：10Hz1000Hz典型線性范圍：02mm典型靈敏度 ：20mV/mm/s典型的磁電速度傳感器及其特性典型的磁電速度傳感器及其特性2021-9-20323）渦流位移傳感器）渦流位移傳感器不接觸測量不接觸測量，特別適合測量轉(zhuǎn)軸和其他小型對象的相對位移。有零頻率響應零頻率響應，可測靜態(tài)位移和軸承油膜厚度。相移相移很小。靈敏度靈敏度與被測對象的電導率和導磁率有關(guān)

21、。2021-9-2033接收形式：相對式變換形式：電渦流典型頻率范圍：020kHz典型線性范圍：02mm典型靈敏度 ：8.0V/mm(對象為鋼)典型的渦流位移傳感器及其特性2021-9-2034第第四四章章 振動標準解析振動標準解析 2021年9月20日11時26分36ISO 10816-1-1995機械振動 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評定機器振動 第1部分:總則 ISO10816-1ISO 10816-2 Technical Corrigendum 1-2004機械振動.通過在非旋轉(zhuǎn)部件上的測量評價機械振動.第2部分:超過50MW功率的標準操作速度為1500 r/min、1800 r/min、30

22、00 r/min 和 3600 r/min的固定式蒸汽輪機和發(fā)電機.技術(shù)勘誤1 ISO10816-2ISO 10816-2-2001在非旋轉(zhuǎn)部件上的測量和評定機器的機械振動 第2部分：功率超過50MW、額定轉(zhuǎn)速在1500r/min、1800r/min、3000r/min和3600r/min的陸地安裝的汽輪機發(fā)和發(fā)電機 ISO10816-2ISO 10816-3-1998機械振動 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評定機器振動 第3部分:在額定功率大于15kW、額定轉(zhuǎn)速在120 r/min和15000 r/min之間現(xiàn)場測量的工業(yè)機器 ISO10816-3ISO 10816-4-1998機械振動 在非旋轉(zhuǎn)部件

23、上測量和評定機器振動 第4部分:不包括航空器類的燃氣輪驅(qū)動裝置 ISO10816-4ISO 10816-5-2000機械振動 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評定機器振動 第5部分:水力發(fā)電廠和泵站機組 ISO10816-5ISO 10816-6-1995機械振動 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評定機械振動 第6部分:額定功率在100KW以上的往復式機器 ISO10816-64.1.振動標準的選擇與制定2021-9-202021年9月20日11時26分37GB/T 6075.1-1999 idt ISO 10816-1:1995 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器的機械振動 第1部分： 總則GB/T 6075.2-200

24、7 idt ISO 10816-2:2001 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器的機械振動 第2部分：50MW以上，額定轉(zhuǎn)速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陸地安裝的汽輪機和發(fā)電機GB/T 6075.3-2001 idt ISO 10816-3:1998 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器的機械振動 第3部分：額定功率大于15kW額定轉(zhuǎn)速在120r/min15000r/min之間的在現(xiàn)場測量的工業(yè)機器GB/T 6075.4-2001 idt ISO 10816-4:1998 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器的機械振動 第4部分：不包括航空器類的燃氣輪機驅(qū)動裝置GB

25、/T 6075.5-200* idt ISO 10816-5:2000 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器的機械振動 第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機組GB/T 6075.6-200* idt ISO 10816-6:1995 在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器的機械振動 第6部分：功率大于100kW的往復式機器2021年9月20日11時26分38GB/T 11348.1-1999 idt ISO 7919-1:1996 旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第1部分：總則GB/T 11348.2-2007 idt ISO 7919-2:2001 旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第2部分：50MW以上，額定轉(zhuǎn)速

26、1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陸地安裝的汽輪機和發(fā)電機GB/T 11348.3-1999 idt ISO 7919-3:1996 旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第3部分：耦合的工業(yè)機器 GB/T 11348.4-1999 idt ISO 7919-4:1996旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第4部分：燃氣輪機組GB/T 11348.5-200* idt ISO 7919-5:1997 旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機組 1.ISO 7919-17非往復式機器的機械振動 在旋轉(zhuǎn)軸上的測量和評價機械振動2.ISO

27、5348:1998 (GB/T 14412-2005)加速度計的機械安裝3.ISO 2954:1975 (GB/T13824-1992)對測量振動烈度儀器的要求4.ISO 16063-1:1998 (GB/T20485.1-2008)振動與沖擊傳感器校準方法 第1部分：基本概念5.ISO 1925:2001 (GB/T6444-2008)機械振動 平衡詞匯6.ISO 1940-1:2003 (GB/T9239.1-2006)機械振動 恒態(tài)(剛性)轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)要求 第1部分：規(guī)范與平衡允差的檢驗7.ISO 11342:1998 (GB/T6557-2009)撓性轉(zhuǎn)子機械平衡的方法和準則8.ISO

28、 10817-1:1998旋轉(zhuǎn)軸振動測量系統(tǒng)9.ISO/TC 108/SC 5 WG7 N2 機器狀態(tài)監(jiān)測和診斷 專業(yè)人員的培訓及認證10.ISO 1217:1996 容積式壓縮機 驗收試驗2021年9月20日11時26分3911. ISO 3046-1:2002往復式內(nèi)燃機 性能 第1部分：標準參考條件，動力說明，燃料和潤滑油消耗以及試驗方法12. ISO 3046-3:2006 往復式內(nèi)燃機 性能 第3部分：試驗測量13. ISO 2314:2009燃氣輪機 驗收試驗14. ISO 4020:2001ISO 4392-3:1993路面車輛 柴油機的燃料過濾 試驗方法15.ISO 5151:

29、2010液壓液體動力 發(fā)動機特性的確定 第3部分：在恒定和恒扭矩下非導管空氣調(diào)節(jié)器和汽泵性能試驗和鑒定16. ISO 5389:2005渦輪壓縮機 性能試驗規(guī)程17. ISO 5801:2007工業(yè)風機使用標準化氣道的性能試驗18. ISO 6954:2000機械振動與沖擊 商船振動的整體評定指南19. ISO 8002:1986機械振動 陸地車輛 報告測量數(shù)據(jù)的方法20. ISO 8528-1:2005往復式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組 第1部分：應用，鑒定和性能2021年9月20日11時26分4021. ISO 8528-6:2005往復式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組 第6部分：試驗方法22. I

30、SO 8528-9:199 往復式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組 第9部分：機械振動的測量和評定23. ISO 8579-2:1993齒輪驗收規(guī)程 第二部分：在驗收試驗中齒輪裝置的機械振動的確定24. ISO 8821:1989 機械振動 軸和配鍵的平衡(慣例)25. ISO 9905:1994 離心泵的技術(shù)規(guī)定 I類26. ISO 9906:1999 旋轉(zhuǎn)離心泵 驗收的液壓性能試驗規(guī)程 I級和II級27. ISO 9908:1993 離心泵的技術(shù)規(guī)定 III類28. ISO 13253:1995 導管空氣調(diào)節(jié)器和空對空汽泵 性能試驗和鑒定29. ISO 13350:1999 工業(yè)風機 噴氣風機的性

31、能試驗2021年9月20日11時26分4130. ISO 14695:2003 風機振動的測量方法31. IEC 60034 旋轉(zhuǎn)電機 鑒定和性能32. SAE RP1587:1981推薦的宇航實習，美國汽車工程師學會飛機燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)指南33. ASME Power Test Code PTC10壓縮機和抽風機 美國機械工程師學會 動力試驗規(guī)程34. JB/T 8097-1999泵的振動測量與評價方法35.API670振動、軸向位置和軸承溫度監(jiān)測系統(tǒng)36. API681應用于石油、化工、天然氣行業(yè)的液環(huán)真空泵及壓縮機37. GB 2807-81電機振動測定方法2021年9月20日11時26

32、分422021年9月20日11時26分43轉(zhuǎn)速振幅（雙振幅）（mm）優(yōu)等良好合格n10000.050.070.101000n20000.040.060.082000n30000.030.040.05n30000.020.030.041500r/min3000r/min相對位移絕對位移相對位移絕對位移A（良好）10012080100B（合格）200240165200C（停機）3003852603201.1機組機組振動標準振動標準1 1）附屬機械軸承振動標準附屬機械軸承振動標準附屬機械軸承振動標準2 2）機組軸振動標準）機組軸振動標準國產(chǎn)200MW及以下機組，一般以測軸承為準，如測軸振動制造廠家無

33、規(guī)定時，可參照下表執(zhí)行。大型汽輪發(fā)電機組軸振參考標準（雙振幅um）2021年9月20日11時26分44優(yōu)良好合格1500r/min 3050703000r/min2025505000r/min1025503 3）軸承振動標準）軸承振動標準軸承振動標準（雙振幅，mm）4 4）ISO 3945ISO 3945振動標準振動標準振動烈度Vf（mm/s）與振動位移峰峰值Sp-p（mm）之間的換算關(guān)系 Sp-p22 Vf/其中角速度2f，f為頻率。當f50Hz時，振動烈度與振動位移對應值見下表：振動烈度與振動位移對應值Vf(mm/s)0.450.711.121.82.84.57.111.218.028.0

34、45.071.0Sp-p(um)46.310162540.6631001622504066302021年9月20日11時26分45振動烈度Vf（mm/s）支撐分類剛性支撐柔性支撐0.45A（好）A（好）0.711.121.8B（滿意）B（滿意）2.84.57.1C（不滿意）C（不滿意）11.218D（立即停機）D（立即停機）2845712021年9月20日11時26分46 功率功率標準標準K(1575Kw)G(75Kw)T(彈性支撐彈性支撐)注意值注意值1.82.84.57.1危險值危險值4.57.111.2185）ISO2372國際振動烈度標準國際振動烈度標準轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：60012000r/

35、min;101000Hz的通頻帶速度有效值的通頻帶速度有效值Vrms2021年9月20日11時26分476）2021年9月20日11時26分487）電機）電機的振動強度極限（的振動強度極限（ISO2373）質(zhì)量等級速度r/min軸高在80400mm允許最大Vrms值80 H132 132 H225 225180036000.711.120.0280.0441.121.80.0440.0711.82.80.0710.110S級6001800180036000.450.710.0180.0280.711.120.0280.0441.121.80.0440.0712021年9月20日11時26分49

36、8）部分）部分日本引進設(shè)備的日本引進設(shè)備的Dp-p (全振幅全振幅)標準標準序序號號設(shè)設(shè) 備備類類 別別轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速r/min允許全振幅允許全振幅（mm）標標 準準代代 號號1*單列式往復壓縮機單列式往復壓縮機0.15JISB341-19762*多列式往復壓縮機多列式往復壓縮機0.03JISB8341-19763*對稱平衡式往復壓縮機對稱平衡式往復壓縮機0.02JISB8341-19764離心泵離心泵150030000.040.03輕柴油裂解年產(chǎn)輕柴油裂解年產(chǎn)30萬噸萬噸乙烯技術(shù)資料第一冊乙烯技術(shù)資料第一冊5離心式壓縮機離心式壓縮機4000600080001000012000140000.0720

37、.0180.01550.0140.01250.012輕柴油裂解年產(chǎn)輕柴油裂解年產(chǎn)30萬噸乙烯技術(shù)資料萬噸乙烯技術(shù)資料第一冊第一冊2021年9月20日11時26分509）電廠）電廠汽輪機振動標準（汽輪機振動標準（IEC1968） 單位：單位：um轉(zhuǎn)速r/min軸流式汽輪機振動標準(軸承處全振幅)優(yōu)等良好合格1500305070300020301.5 (判定標準有效。) 危險標準為：危險標準為：x=3*0.211+9*0.056=1.14 1.14/0.211=5.42021年9月20日11時26分 第6161頁123456789100.150.190.160.170.250.180.190.15

38、0.180.22111213141516171819200.270.320.190.210.170.230.200.150.350.293.3類比判定標準類比判定標準相同條件下，對數(shù)臺設(shè) 備的同一部位進行測定，并對測定值相互比較進行判定的方法，稱為類比判定標準。對于同規(guī)格、同型號、同工況的小型機械如水泵,，在缺乏必要的標準時可采用類比標準進行判別。2021年9月20日11時26分 第6262頁測部位測部位 泵名泵名速度速度/（cm/s）A0.060.070.060.07B0.060.050.070.06C0.060.070.140.17D0.060.070.050.071.4 診斷標準的使用方

39、法診斷標準的使用方法1）診斷診斷標準的科學性與相對性標準的科學性與相對性不要將絕對標準絕對化適用于所有設(shè)備的絕對值判定標準是沒有的。2）明確明確標準適用的對象和應用條件標準適用的對象和應用條件3）標準標準的綜合應用的綜合應用三種標準的采用原則（優(yōu)先順序）： 絕對標準相對標準類比標準絕對標準相對標準類比標準從維修的角度：兼用絕對值判定標準和相對值判定標準。注：對具體設(shè)備制定切實可行的相對標準，是最合適的。2021年9月20日11時26分 第6363頁5.7頻譜分析中的幾個常用概念頻譜分析中的幾個常用概念工頻工頻、基頻、轉(zhuǎn)頻、基頻、轉(zhuǎn)頻、1X（1倍頻）倍頻）諧波、次諧波、倍頻諧波、次諧波、倍頻 諧

40、波倍頻是指某一頻率的整倍數(shù)頻率分量， 如2X，3X，4X，5XnX。 次諧波是指某一頻率的分數(shù)倍頻率分量， 如1/2X，1/3X，1/4X，3/2X 最高分析頻率最高分析頻率 、采樣頻率、采樣頻率 、采樣點數(shù)、采樣點數(shù) N 、頻率分辨率、頻率分辨率 、 譜線數(shù)譜線數(shù)M2021年9月20日11時26分6460轉(zhuǎn)速工頻hfsffhsff56. 2第六章第六章 旋轉(zhuǎn)機械故障診斷技術(shù)旋轉(zhuǎn)機械故障診斷技術(shù)6.0基于振動分析的故障診斷的一般方法1）觀察時域波形的形狀，讀取有效值、峰值、平均值、 脈沖指標、峭度指標等參數(shù)。 根據(jù)時域波形的有量剛參數(shù)如有效值等判斷設(shè)備總體狀態(tài)。2）觀察頻譜圖中各頻率分量的大小

41、和分布。既要關(guān)心各 頻率分量幅值具體量的大小又要關(guān)心各頻率分量幅值 的相對大小。 從頻率分布及其結(jié)構(gòu)判斷故障類型，并結(jié)合設(shè)備總體 狀態(tài)判斷其嚴重程度2021年9月20日11時26分666.1 旋轉(zhuǎn)機械振動的動力學特征及信號特點旋轉(zhuǎn)機械振動的動力學特征及信號特點6.1.1 6.1.1 轉(zhuǎn)子特性轉(zhuǎn)子特性轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)子組件是旋轉(zhuǎn)機械的核心部分，由轉(zhuǎn)軸及固定裝上的各類盤狀零件（如：葉輪、齒輪、聯(lián)軸節(jié)、軸承等）所組成。 從動力學角度分析，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分為剛性轉(zhuǎn)子和柔性轉(zhuǎn)子。剛性轉(zhuǎn)子剛性轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動頻率低于轉(zhuǎn)子一階橫向固有頻率的轉(zhuǎn)子為剛性轉(zhuǎn)子，如電動機、中小型離心式風機等。柔性轉(zhuǎn)子柔性轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動頻率高于轉(zhuǎn)子一階橫

42、向固有頻率的轉(zhuǎn)子為柔性轉(zhuǎn)子，如燃氣輪機轉(zhuǎn)子。在工程上，我們也把對應于轉(zhuǎn)子一階橫向固有頻率的轉(zhuǎn)速稱為臨臨界轉(zhuǎn)速界轉(zhuǎn)速。當代的大型轉(zhuǎn)動機械，為了提高單位體積的做功能力，一般均將轉(zhuǎn)動部件做成高速運轉(zhuǎn)的柔性轉(zhuǎn)子（工作轉(zhuǎn)速高于其固有頻率對應的轉(zhuǎn)速），采用滑動軸承支撐。由于滑動軸承滑動軸承具有彈性和阻尼，因此，它的作用遠不止是作為轉(zhuǎn)子的承載元件，而且已成為轉(zhuǎn)子動力系統(tǒng)的一部分。在考慮到滑動在考慮到滑動軸承的作用后，轉(zhuǎn)子軸承的作用后，轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的固有振動、強迫振動和穩(wěn)定特軸承系統(tǒng)的固有振動、強迫振動和穩(wěn)定特性就和單個振動體不同了性就和單個振動體不同了。柔性轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速柔性轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速由于柔性轉(zhuǎn)子在高于

43、其固有頻率的轉(zhuǎn)速下工作，所以在起、停車過程中，它必定要通過固有頻率這個位置。此時機組將因共振而發(fā)生強烈的振動，而在低于或高于固有頻率轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時，機組的振動是一般的強迫振動，幅值都不會太大，共振點共振點是一個臨界點。故此，機組發(fā)生共振時的轉(zhuǎn)速也被稱之為臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速往往不止一個，它與系統(tǒng)的自由度數(shù)目有關(guān)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速往往不止一個，它與系統(tǒng)的自由度數(shù)目有關(guān)。實際情況表明：帶有一個轉(zhuǎn)子的軸系，可簡化成具有一個自由度的彈性系統(tǒng)，有一個臨界轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)軸上帶有二個轉(zhuǎn)子，可簡化成二個自由度系統(tǒng)，對應有二個臨界轉(zhuǎn)速，依次類推。其中轉(zhuǎn)速最小的那個臨界轉(zhuǎn)速稱為一階臨界轉(zhuǎn)速nc1，比之大的依次叫做

44、二階臨界轉(zhuǎn)速nc2、三階臨界轉(zhuǎn)速nc3。工程上有實際意義的主要是前幾階主要是前幾階，過高的臨界轉(zhuǎn)速已超出了轉(zhuǎn)子可達的工作轉(zhuǎn)速范圍。臨界轉(zhuǎn)速的變動臨界轉(zhuǎn)速的變動為了保證大機組能夠安全平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)，軸系轉(zhuǎn)速應處于該軸系各臨界轉(zhuǎn)速的一定范圍之外，一般要求：剛性轉(zhuǎn)子 n0.75 nc1柔性轉(zhuǎn)子 1.4 nc1 n 0.7 nc2式中，nc1、nc2分別為軸系的一階、二階臨界轉(zhuǎn)速。機組的臨界轉(zhuǎn)速機組的臨界轉(zhuǎn)速可由產(chǎn)品樣本查到或在起停車過程中由振動測試獲取。需指出的是需指出的是，樣本提供的臨界轉(zhuǎn)速和機組實際的臨界轉(zhuǎn)速可能不同，因為系統(tǒng)的固有頻率受到種種因素影響會發(fā)生改變。設(shè)備故障診斷人員應該了解影響臨界轉(zhuǎn)速

45、改變的可能原因。一般地說一般地說，一臺給定的設(shè)備，除非受到損壞，其結(jié)構(gòu)不會有太大的變化，因而其質(zhì)量分布、軸系剛度系數(shù)都是固定的，其固有頻率也應是一定的。但實際上但實際上，現(xiàn)場設(shè)備結(jié)構(gòu)變動的情況還是很多的，最常遇到的是換瓦，有時是更換轉(zhuǎn)子，不可避免的是設(shè)備維修安裝后未能準確復位等等，都會影響到臨界轉(zhuǎn)速的改變。多數(shù)情況下多數(shù)情況下，這種臨界轉(zhuǎn)速的改變量不大，處在規(guī)定必須避開的轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)，因而被忽略。6.1.2 6.1.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定與失穩(wěn)：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定與失穩(wěn)：轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指轉(zhuǎn)子在受到某種小干擾擾動后能否隨時間的推移而恢復原來狀態(tài)的能力，

46、也就是說擾動響應能否隨時間增加而消失。如果響應隨時間增加而消失，則轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是穩(wěn)定穩(wěn)定的。若響應隨時間增加，則轉(zhuǎn)子系統(tǒng)就失穩(wěn)失穩(wěn)了。油膜渦動與油膜振蕩：油膜渦動與油膜振蕩：在瓦隙較大的情況下，轉(zhuǎn)子常會因不平衡等原因而偏離其轉(zhuǎn)動中心，致使油膜合力與載荷不能平衡，就會引起油膜渦動油膜渦動。油膜渦動是一種比較典型的失穩(wěn)。機組的穩(wěn)定性能在很大程度上取決于滑動軸承的剛度和阻尼剛度和阻尼。當系統(tǒng)具有正阻尼時，系統(tǒng)具有抑制作用，振動逐漸衰減。反之系統(tǒng)具有負阻尼時，油膜渦動就會發(fā)展為油膜振蕩油膜渦動就會發(fā)展為油膜振蕩。油膜渦動與油膜振蕩都是油膜承載壓力波動油膜承載壓力波動的反映，表現(xiàn)為軸的振動表現(xiàn)為軸的振動。（

47、1）油膜渦動與油膜振蕩的發(fā)生條件油膜渦動與油膜振蕩的發(fā)生條件 只發(fā)生在使用壓力油潤滑的滑動軸承上。在半潤滑軸 承上不發(fā)生。 油膜振蕩只發(fā)生在轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速的設(shè)備上。 （2）油膜渦動與油膜振蕩的信號特征油膜渦動與油膜振蕩的信號特征 油膜渦動的振動頻率隨轉(zhuǎn)速變化，與轉(zhuǎn)頻保持 f=（0.430.48）fn。 油膜振蕩的振動頻率在臨界轉(zhuǎn)速所對應的固有頻率附 近，不隨轉(zhuǎn)速變化。 兩者的振動隨油溫變化明顯。（3）油膜渦動與油膜振蕩的振動特點油膜渦動與油膜振蕩的振動特點 油膜渦動的軸心軌跡軸心軌跡是由基頻與半速渦動頻率疊加成的雙橢圓，較穩(wěn)定雙橢圓，較穩(wěn)定。 油膜振蕩是自激振蕩自激振蕩，維持振動

48、的能量是轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)中供應的，具有慣性效應。由于有失穩(wěn)趨勢，導致摩擦與碰撞，因此軸心軌跡不規(guī)則軸心軌跡不規(guī)則，波形幅度不穩(wěn)定，相位突變波形幅度不穩(wěn)定，相位突變。 （4 4）消除措施）消除措施 設(shè)計時使轉(zhuǎn)子避開油膜共振區(qū)； 增大軸承比壓，減小承壓面； 減小軸承間隙； 控制軸瓦預負荷，降低供油壓力； 選用抗振性好的軸承結(jié)構(gòu)； 適當調(diào)整潤滑油溫； 從多方面分析并消除產(chǎn)生的因素。6.1.3 6.1.3 轉(zhuǎn)子的不平衡振動機理轉(zhuǎn)子的不平衡振動機理旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子由于受材料的質(zhì)量分布、加工誤差、裝配因素以及運行中的沖蝕和沉積等因素的影響，致使其質(zhì)量中心與旋轉(zhuǎn)中心存存在在一定程度的偏心距偏心距。靜不平衡：偏心距較

49、大時靜不平衡：偏心距較大時，靜態(tài)下，所產(chǎn)生的偏心力矩大于摩擦阻力矩，表現(xiàn)為某一點始終恢復到水平放置的轉(zhuǎn)子下部，其偏心力矩小于摩擦阻力矩的區(qū)域內(nèi)，稱之為靜不平衡靜不平衡。動不平衡動不平衡：偏心距較小時偏心距較小時，不能表現(xiàn)出靜不平衡的特征，但是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，表現(xiàn)為一個與轉(zhuǎn)動頻率同步的離心力矢量離心力矢量，離心力F=Me2，從而激發(fā)轉(zhuǎn)子的振動。這種現(xiàn)象稱之為動不平衡動不平衡。特點特點：靜不平衡的轉(zhuǎn)子，由于偏心距e較大，表現(xiàn)出更為強烈的動不平衡振動。要求：要求：雖然作不到質(zhì)量中心與旋轉(zhuǎn)中心絕對重合，但為了設(shè)備的安全運行，必需將偏心所激發(fā)的振動幅度控制在許可范圍內(nèi)。（1）不平衡故障的信號不平衡故障的信

50、號特征特征 時域波形為近似的等幅正弦波。 軸心軌跡為比較穩(wěn)定的圓或橢圓，這是因為軸承座及 基礎(chǔ)的水平剛度與垂直剛度不同所造成。 頻譜圖上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率處的振幅。 在三維全息圖中，轉(zhuǎn)頻的振幅橢圓較大，其他成份較小。 （2）敏感參數(shù)特征敏感參數(shù)特征 振幅隨轉(zhuǎn)速變化明顯，這是因為，激振力與角速度是指數(shù)關(guān)系 當轉(zhuǎn)子上的部件破損時，振幅突然變大。例如某燒結(jié)廠抽風機轉(zhuǎn)子焊接的合金耐磨層突然脫落，造成振幅突然增大。實例實例1： 某公司有一臺某公司有一臺電動機電動機，額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速3000r/min，運，運行中發(fā)現(xiàn)振動異常，測取軸承部位的振動信號作頻譜行中發(fā)現(xiàn)振動異常，測取軸承部位的振動信號作頻譜分析，其譜圖

51、如右下圖所示。以電動機轉(zhuǎn)頻（分析，其譜圖如右下圖所示。以電動機轉(zhuǎn)頻（50Hz）最為突出，判斷電動機轉(zhuǎn)子存在不平衡。在作動平衡最為突出，判斷電動機轉(zhuǎn)子存在不平衡。在作動平衡測試時，轉(zhuǎn)子不平衡量達測試時，轉(zhuǎn)子不平衡量達5000g.cm，遠遠超過標準，遠遠超過標準允許值允許值。經(jīng)動平衡處理后，振動狀態(tài)達到。經(jīng)動平衡處理后，振動狀態(tài)達到正常。正常。 這個實例，故障典型，過程完整。它的價值在于印證這個實例，故障典型，過程完整。它的價值在于印證了不平衡故障的一個最重要特征，激振頻率等于轉(zhuǎn)頻，了不平衡故障的一個最重要特征，激振頻率等于轉(zhuǎn)頻，又通過動平衡測試處理進一步驗證了診斷結(jié)論的正確又通過動平衡測試處理進

52、一步驗證了診斷結(jié)論的正確性。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地位實例實例2： 某引風機，型號某引風機，型號Y2805-4型，轉(zhuǎn)速型，轉(zhuǎn)速1480r/min，功率功率75kW，結(jié)構(gòu)簡圖見圖。，結(jié)構(gòu)簡圖見圖。、引風機軸承測點電機測點測點方位H20.0（26Hz）4.62.52.4V5.53.41.04.5A3.72.41.6引風機振動速度有效值（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、垂直和軸向測點水平方向頻譜2021年9月20日11時26分82tmekyycyMtmekxxcxMsinsin22 不平衡故障機理不平衡故障機理轉(zhuǎn)

53、子力學模型轉(zhuǎn)子力學模型2021年9月20日11時26分83iyxz令：Mkn2Mcn 2tineezznz222 )1(ieAzineeAin2222sincosieicos222eAnA)/()/2()/(1/22222nnnnneA令，則其復數(shù)形式的運動方程為設(shè)其特解為:因 故有 解出和 代入后可得：2/1)/)(/2(tannnnn2021年9月20日11時26分84nnn2222241MmeA212tan再令， 則有 6.1.4 6.1.4 轉(zhuǎn)子與聯(lián)軸節(jié)的不對中振動機理轉(zhuǎn)子與聯(lián)軸節(jié)的不對中振動機理轉(zhuǎn)子不對中包括軸承軸承不對中和軸系軸系不對中兩類。軸承不對中軸承不對中本身不引起振動，它影

54、響軸承的載荷分布、油膜形態(tài)等運行狀況。一般情況下，轉(zhuǎn)子不對中都是指軸系不對中指軸系不對中，故障原因在聯(lián)軸節(jié)處。 引起軸系不對中的原因：引起軸系不對中的原因： 安裝施工中對中超差； 冷態(tài)對中時沒有正確估計各個轉(zhuǎn)子中心線的熱態(tài)升高量，工作時出現(xiàn)主動轉(zhuǎn)子與從動轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生動態(tài)對中不良； 軸承座熱膨脹不均勻； 機殼變形或移位； 地基不均勻下沉； 轉(zhuǎn)子彎曲，同時產(chǎn)生不平衡和不對中故障。軸系不對中可分為三種情況軸系不對中可分為三種情況： 軸線平行不對中 軸線交叉不對中 軸線綜合不對中在實際情況中，都存在著綜合不對中。只是其中平行不對中和交叉不對中所占的比重不同而已。由于兩半聯(lián)軸節(jié)存在不對中，因而產(chǎn)生了附加

55、的彎曲力。由于轉(zhuǎn)動，這個附加彎曲力的方向和作用點也被強迫發(fā)生改變，從而激發(fā)出轉(zhuǎn)頻的2倍、4倍等偶數(shù)倍頻的振動。其主要激振量以主要激振量以2 2倍頻為主倍頻為主，某些情況下4倍頻的激振量也占有較高的份量。更高倍頻的成份因所占比重很少，通常顯示不出來。軸系不對中故障特征軸系不對中故障特征： 時域波形在基頻正弦波上附加了2倍頻的諧波。 軸心軌跡圖呈香蕉形或香蕉形或8 8字形字形。 頻譜特征：主要表現(xiàn)為徑向2倍頻、4倍頻振動成份， 有角度不對中時，還伴隨著以回轉(zhuǎn)頻率回轉(zhuǎn)頻率的軸向振動。 在全息圖中2、4倍頻橢圓較扁，并且兩者的長軸近似 垂直。平行不對中角度不對中實例：實例： 某廠一臺離心壓縮機，結(jié)構(gòu)如

56、圖所示。電動機某廠一臺離心壓縮機，結(jié)構(gòu)如圖所示。電動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1500r/min1500r/min（轉(zhuǎn)頻為（轉(zhuǎn)頻為25Hz25Hz）。該機自更換減）。該機自更換減速機后振動增大，速機后振動增大，A A點水平方向振動烈度值為點水平方向振動烈度值為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特征重新對中后2X基本消失不對中故障甄別不對中故障甄別： 不對中不對中的譜特征和裂紋裂紋的譜特征類似，均以兩倍頻兩倍頻為主，二者的區(qū)分區(qū)分主要是振動幅值的穩(wěn)定性，不對中振動比較穩(wěn)定。用全息譜技術(shù)用全息譜技術(shù)則容易區(qū)分，不對中為單向約束力，二倍頻

57、橢圓較扁。軸橫向裂紋軸橫向裂紋則是旋轉(zhuǎn)矢量，二倍頻全息譜比較圓。 帶滾動軸承和齒輪箱的機組，不對中故障可能引發(fā)出通過頻率或嚙合頻率的高頻振動，這些高頻成分的出現(xiàn)可能掩蓋真正的振源。如高頻振動在軸向上占優(yōu)勢，而聯(lián)軸器聯(lián)軸器相聯(lián)的部位軸向工頻亦相應較大，則齒輪振動可能只是不對中故障所產(chǎn)生的過大的軸向力的響應不對中故障所產(chǎn)生的過大的軸向力的響應。 軸向工頻有可能是角度不對中角度不對中，也有可能是軸承不對中軸承不對中。一般情況，角度不對中角度不對中，軸向工頻軸向工頻振值比徑向徑向為大；而軸承不對中軸承不對中正好相反，因為后者是由不平衡引起，它只是對不平衡力的一種響應。通頻振動：通頻振動：表示振動原始波

58、形的振動幅值。選頻振動：選頻振動：表示所選定的某一頻率正弦振動的幅值。 工頻振動：工頻振動：表示與所測機器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率相同的正弦振動的幅值?；l振動：工頻振動基頻振動：工頻振動又叫基頻振動基頻振動。例：對于工作轉(zhuǎn)速為6000r/min的機器，工頻振動頻率是100HZ。6 6.1.1.5 5 轉(zhuǎn)軸彎曲故障的機理轉(zhuǎn)軸彎曲故障的機理設(shè)備停用一段較長時間后重新開機時，常常會遇到振動過大甚至無法開機的情況。這多半是設(shè)備停用后產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子軸彎曲的故障。轉(zhuǎn)子彎曲有永久性彎曲永久性彎曲和臨（暫）時性彎曲臨（暫）時性彎曲兩種情況。永久性彎曲永久性彎曲是指轉(zhuǎn)子軸呈弓形。造成永久彎曲的原因有設(shè)計制造缺陷(轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)不

59、合理、材質(zhì)性能不均勻)、長期停放方法不當、熱態(tài)停機時未及時盤車或遭涼水急冷所致。臨時性彎曲臨時性彎曲指可恢復的彎曲。造成臨時性彎曲原因有預負荷過大、開機運行時暖機不充分、升速過快等致使轉(zhuǎn)子熱變形不均勻等。軸彎曲振動的機理機理和轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心類似，因而都要產(chǎn)生與質(zhì)量偏心類似質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力旋轉(zhuǎn)矢量激振力，與質(zhì)心偏離不同質(zhì)心偏離不同點是軸彎曲軸彎曲會使軸兩端產(chǎn)生錐形錐形運動，因而在軸向還會產(chǎn)生較大的工頻振動工頻振動。轉(zhuǎn)軸彎曲故障的振動信號特征轉(zhuǎn)軸彎曲故障的振動信號特征：（軸彎曲故障的振動信號與不平衡基本相同。） 時域波形為近似的等幅正弦波； 軸心軌跡為一個比較穩(wěn)定的圓或偏心率較小的橢圓，

60、 由于軸彎曲常陪伴某種程度的軸瓦摩擦，故軸心軌跡有時會有摩擦的特征； 頻譜成份以轉(zhuǎn)動頻率為主，伴有高次諧波成份。與不平衡故障的區(qū)別在于：彎曲在軸向方面產(chǎn)生較大的振動。6 6.1.1.6 6 轉(zhuǎn)軸橫向裂紋的故障機理轉(zhuǎn)軸橫向裂紋的故障機理轉(zhuǎn)軸橫向裂紋的振動響應與所在的位置、裂紋深度及受力的情況等因素有極大的關(guān)系，因此所表現(xiàn)出的形式也是多樣的。在一般情況下，轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一周，裂紋總會發(fā)生張合。轉(zhuǎn)軸的剛度不對稱，從而引發(fā)非線性振動，能識別的振動主要是1X、2X、3X倍頻分量。轉(zhuǎn)軸橫向裂紋的振動信號特征轉(zhuǎn)軸橫向裂紋的振動信號特征： 振動帶有非線性性質(zhì)，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頻率的l、2、3 等高 倍分量，隨裂紋擴展，剛度