15類40種機(jī)械振動故障癥狀特征分析與解決處理方法(圖文并茂詳解)

15類40種機(jī)械振動故障癥狀特征分析與解決處理方法（圖文并茂詳解）1/27目錄一、總則： 4二、不平衡癥狀特征： 4（一）、不平衡故障癥狀特征： 4（二）、力偶不平衡癥狀特征： 4（三）、懸臂轉(zhuǎn)子不平衡癥狀特征： 5三、不對中癥狀特征： 6（一）、角向不對中癥狀特征： 6（二）、平行不對中癥狀特征： 6（三）、裝斜的滾動軸承癥狀特征： 7四、偏心轉(zhuǎn)子癥狀特征： 8五、彎曲軸癥狀特征： 8六、機(jī)械松動癥狀特征： 9（一）、機(jī)械松動(A)癥狀特征： 9（二）、機(jī)械松動(B)癥狀特征： 9（三）、機(jī)械松動(C)癥狀特征： 10七、轉(zhuǎn)子摩擦癥狀特征： 10八、共振振癥狀特征： 11九、皮帶和皮帶輪癥狀特征： 11（一）、皮帶共振癥狀特征： 11（二）、皮帶磨損、松動或不匹配癥狀特征： 12（三）、偏心皮帶輪癥狀特征： 13（四）、皮帶/皮帶輪不對中癥狀特征： 13十、流體動力激振癥狀特征： 14（一）、葉片通過頻率癥狀特征： 14（二）、流體紊流癥狀特征： 14（三）、氣穴癥狀特征： 15十一、拍振癥狀特征： 162/27十二、偏心轉(zhuǎn)子癥狀特征： 16（一）、轉(zhuǎn)子參數(shù)： 16（二）、定子偏心、絕緣短路和鐵芯松動癥狀特征： 17（三）、同步電動機(jī)癥狀特征： 17（四）、電源相位故障癥狀特征： 18（五）、偏心轉(zhuǎn)子癥狀特征： 18（六）、轉(zhuǎn)子斷條癥狀特征： 19十三、直流電機(jī)癥狀特征： 20十四、齒輪故障癥狀特征： 20（一）、正常狀態(tài)頻譜： 20（二）、齒載荷的影響癥狀特征： 21（三）、齒磨損癥狀特征： 21（四）、齒輪偏心和側(cè)隙游移癥狀特征： 22（五）、齒輪不對中癥狀特征： 22（六）、斷齒或裂齒癥狀特征： 23（七）、齒磨損癥狀特征： 23十五、滾動軸承癥狀特征： 24（一）、滾動軸承故障發(fā)展的第一階段癥狀特征： 24（二）、滾動軸承故障發(fā)展的第二階段癥狀特征： 24（三）、滾動軸承故障發(fā)展的第三階段癥狀特征： 25（四）、滾動軸承故障發(fā)展的第四階段癥狀特征： 25十六、滑動軸承癥狀特征： 26（一）、油膜振蕩不穩(wěn)定性癥狀特征： 26（二）、油膜渦動不穩(wěn)定性癥狀特征： 26（三）、滑動軸承磨損/間隙故障癥狀特征： 273/27一、總則：類常見的振動故障及其特征頻譜:不平衡、不對中、偏心轉(zhuǎn)子、彎曲軸、機(jī)械松動、轉(zhuǎn)子摩擦、共振、皮帶和皮帶輪、流體動力激振、拍振、偏心轉(zhuǎn)子、電機(jī)、齒輪故障、滾動軸承、滑動軸承。二、不平衡癥狀特征：（一）、不平衡故障癥狀特征：1、振動主頻率等于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。2、徑向振動占優(yōu)勢。3、振動相位穩(wěn)定。4、振動隨轉(zhuǎn)速平方變化。5、振動相位偏移方向與測量方向成正比。（二）、力偶不平衡癥狀特征：1、同一軸上相位差180°。2、存在1X轉(zhuǎn)速頻率而且占優(yōu)勢。4/273、振動幅值隨提高的轉(zhuǎn)速的平方變化。4、可能引起很大的軸向及徑向振動幅值。5、動平衡需要在兩個(gè)修正面內(nèi)修正。（三）、懸臂轉(zhuǎn)子不平衡癥狀特征：1、徑向和軸向方向存在1X轉(zhuǎn)速頻率。2、軸向方向讀數(shù)同相位，但是徑向方向讀數(shù)可能不穩(wěn)定。3、懸臂轉(zhuǎn)子經(jīng)常存在力不平衡和力偶不平衡兩者，所以都需要修正。5/27三、不對中癥狀特征：（一）、角向不對中癥狀特征：1、特征是軸向振動大；2、聯(lián)軸器兩側(cè)振動相位差180°；3、典型地為1X和2X轉(zhuǎn)速大的軸向振動；4、通常不是1X，2X或3X轉(zhuǎn)速頻率占優(yōu)勢；5、癥狀可指示聯(lián)軸器故障。（二）、平行不對中癥狀特征：1、大的徑向方向相位差180°的振動嚴(yán)重不對中時(shí)，產(chǎn)生高次諧波頻率。2、2X轉(zhuǎn)速幅值往往大于1X轉(zhuǎn)速幅值，類似于角向不對中的癥狀。3、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)可能影響振動頻譜形狀和幅值。6/27（三）、裝斜的滾動軸承癥狀特征：1、振動癥狀類似于角向不對中。2、試圖重新對中聯(lián)軸器或動平衡轉(zhuǎn)子不能解決問題。3、產(chǎn)生相位偏移約180°的側(cè)面。4、對側(cè)面或頂部對底部的扭動運(yùn)動。7/27四、偏心轉(zhuǎn)子癥狀特征：1、在轉(zhuǎn)子中心連線方向上最大的1X轉(zhuǎn)速頻率振動。2、相對相位差為0°或180°。3、試圖動平衡將使一個(gè)方向的振動幅值減小，但是另一個(gè)方向振動可能增大。五、彎曲軸癥狀特征：1、彎曲的軸產(chǎn)生大的軸向振動。2、如果彎曲接近軸的跨度中心，則1X轉(zhuǎn)速頻率占優(yōu)勢。3、如果彎曲接近軸的跨度兩端，則2X轉(zhuǎn)速頻率占優(yōu)勢。4、軸向方向的相位差趨向180°。8/27六、機(jī)械松動癥狀特征：（一）、機(jī)械松動(A)癥狀特征：1、機(jī)器底腳結(jié)構(gòu)松動引起的。2、基礎(chǔ)變形將產(chǎn)生“軟底腳”問題。3、相位分析將揭示機(jī)器的底板部件之間垂直方向相位差約180°。（二）、機(jī)械松動(B)癥狀特征：1、由地腳螺栓松動引起的。2、可能產(chǎn)生0.5X、1X、2X和3X轉(zhuǎn)速頻率振動時(shí)，由裂紋的結(jié)構(gòu)或軸承座引起的。9/27（三）、機(jī)械松動(C)癥狀特征：1、相位經(jīng)常是不穩(wěn)定的。2、將產(chǎn)生許多諧波頻率。七、轉(zhuǎn)子摩擦癥狀特征：1、振動頻譜類似于機(jī)械松動。2、通常產(chǎn)生一系列可能激起自激振動的頻率。3、可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)速的亞諧波頻率振動。4、摩擦可能是部分圓周或整圓周的。10/27八、共振振癥狀特征：1、當(dāng)強(qiáng)迫振動頻率與自振頻率一致時(shí)，出現(xiàn)共振。2、軸通過共振時(shí)，相位改變180°，系統(tǒng)處于共振狀態(tài)時(shí)，將產(chǎn)生大幅值的振動。九、皮帶和皮帶輪癥狀特征：（一）、皮帶共振癥狀特征：1、如果皮帶自振頻率與驅(qū)動轉(zhuǎn)速或被驅(qū)動轉(zhuǎn)速頻率一致，則可能出現(xiàn)大幅值的振動。2、改變皮帶張力可能改變皮帶的自振頻率。11/27（二）、皮帶磨損、松動或不匹配癥狀特征：1、往往2X轉(zhuǎn)速頻率占優(yōu)勢。2、振動幅值往往是不穩(wěn)定的，有時(shí)是脈沖、頻率或是驅(qū)動轉(zhuǎn)速頻率，或是被驅(qū)動轉(zhuǎn)速頻率。3、齒形皮帶磨損或不對中，將產(chǎn)生齒輪皮帶頻率大幅值的振動。4、皮帶振動頻率低于驅(qū)動轉(zhuǎn)速或被驅(qū)動轉(zhuǎn)速頻率。12/27（三）、偏心皮帶輪癥狀特征：1、偏心或不平衡的皮帶輪，將產(chǎn)生1x轉(zhuǎn)速頻率的大幅值的皮帶輪振動。2、在皮帶一致方向上的振動幅值最大。3、試圖動平衡偏心皮帶輪要謹(jǐn)慎。（四）、皮帶/皮帶輪不對中癥狀特征：1、皮帶輪不對中將產(chǎn)生1X轉(zhuǎn)速頻率的大幅值的軸向振動。2、電動機(jī)上振動幅值最大的往往是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速頻率。13/27十、流體動力激振癥狀特征：（一）、葉片通過頻率癥狀特征：1、如果葉片與殼體之間的間隙不均勻，葉片通過頻率(BPF)振動的幅值可能很高。2、如果摩擦環(huán)卡在軸上，可能產(chǎn)生高幅值的葉片通過頻率(BPF)振動。3、偏心的轉(zhuǎn)子可能產(chǎn)生幅值過大的葉片通過頻率(BPF)振動。（二）、流體紊流癥狀特征：1、在風(fēng)機(jī)中，由于流道內(nèi)氣流的壓力變化或速度變化，往往會出現(xiàn)氣流紊流流動。2、將產(chǎn)生隨機(jī)的，可能在0到30赫茲頻率范圍的低頻振動。14/27（三）、氣穴癥狀特征：1、氣穴將產(chǎn)生隨機(jī)的，疊加在葉片通過頻率(BPF)上的高頻寬帶能量振動。2、通常說明進(jìn)口壓力不當(dāng)。3、如果任憑氣穴現(xiàn)象存在，將可能導(dǎo)致葉輪的葉片腐蝕和泵殼體腐蝕。4、聲音聽起來像砂石經(jīng)過泵的聲音。15/27十一、拍振癥狀特征：1、拍振是兩個(gè)頻率非常接近的振動同相位和反相位合成的結(jié)果。2、寬帶譜將顯示為一個(gè)尖峰上下，波動本身在寬帶譜上存在兩個(gè)尖峰的頻率之差就是拍頻。十二、偏心轉(zhuǎn)子癥狀特征：（一）、轉(zhuǎn)子參數(shù)：1、電源頻率FL（為50赫茲=3000轉(zhuǎn)/分）；2、極數(shù)P；3、轉(zhuǎn)子通過頻率Fb=轉(zhuǎn)子條數(shù)*轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；4、同步轉(zhuǎn)速NS=2XFL/P；5、滑差頻率FS=同步轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。16/27（二）、定子偏心、絕緣短路和鐵芯松動癥狀特征：1、定子問題產(chǎn)生高幅值的電源頻率，二倍(2FL)電磁振動；2、定子偏心產(chǎn)生不均勻的氣隙，其振動的單向性非常明顯；3、軟底腳可能導(dǎo)致定子偏心。（三）、同步電動機(jī)癥狀特征：1、同步電動機(jī)的定子線圈松動產(chǎn)生。2、高幅值的線圈通過頻率振動。3、線圈通過頻率兩側(cè)將伴隨1X轉(zhuǎn)速頻率的邊帶。17/27（四）、電源相位故障癥狀特征：1、相位問題將引起二倍電源頻率。2、(2FL)伴有(1/3)FL的邊帶。3、如果不修正電源故障，二倍電源頻率(2FL)的電磁振動幅值可能超過25毫米/秒峰值。4、如果電源接頭局部故障只是偶爾接觸故障。（五）、偏心轉(zhuǎn)子癥狀特征：1、偏心轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的、可變的氣隙，它產(chǎn)生脈沖振動。2、經(jīng)常要求進(jìn)行細(xì)化譜分析，以分離二倍電源頻率(2F)與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的諧波頻率。18/27（六）、轉(zhuǎn)子斷條癥狀特征：1、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及其諧波頻率兩側(cè)伴隨極通過頻率(Fp)邊帶說明轉(zhuǎn)子斷條故障。2、在轉(zhuǎn)子條通過頻率(RBPF)兩側(cè)，伴隨二倍電源頻率(2FL)邊帶說明轉(zhuǎn)子條松動。3、往往是轉(zhuǎn)子條通過頻率(RBPF)的二倍(2XRBPF)和三倍(3XRBPF)幅值很高，而轉(zhuǎn)子條通過頻率(RBPF)的基頻(1XRBPF)的幅值很小。19/27十三、直流電機(jī)癥狀特征：1、利用可控硅整流器頻率(SCR)高于正常的幅值可檢測直流電動機(jī)故障。2、這些故障包括：繞組線圈斷裂，保險(xiǎn)絲和控制板故障，可產(chǎn)生1X到5X電源頻率的高幅值振動。十四、齒輪故障癥狀特征：（一）、正常狀態(tài)頻譜：1、正常狀態(tài)頻譜顯示1X和2X轉(zhuǎn)速頻率和齒輪嚙合頻率GMF。2、齒輪嚙合頻率GMF通常伴有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速頻率邊帶。3、所有的振動尖峰的幅值都較低，沒有自振頻率。20/27（二）、齒載荷的影響癥狀特征：1、齒輪嚙合頻率往往對載荷很敏感。2、高幅值的齒輪嚙合頻率GMF未必說明齒輪有故障。3、每次分析都應(yīng)該在最大載荷下進(jìn)行。（三）、齒磨損癥狀特征：1、激起自振頻率同時(shí)伴有磨損齒輪的1X轉(zhuǎn)速頻率的邊帶說明齒磨損。2、邊帶是比齒輪嚙合頻率GMF更好的磨損指示。3、當(dāng)齒輪的齒磨損時(shí)齒輪嚙合頻率的幅值可能不變。21/27（四）、齒輪偏心和側(cè)隙游移癥狀特征：1、齒輪嚙合頻率GMF兩側(cè)較高幅值的邊帶說明，齒輪偏心側(cè)隙游移和齒輪軸不平行。2、有故障的齒輪將調(diào)制邊帶。3、不正常的側(cè)隙游移通常將激起齒輪自振頻率振動。（五）、齒輪不對中癥狀特征：1、齒輪不對中總是激起二階或更高階的齒輪嚙合頻率的諧波頻率，并伴有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速頻率邊帶。2、齒輪嚙合頻率基頻(1XGMF)的幅值較小，而2X和3X齒輪嚙合頻率的幅值較高。3、為了捕捉至少2XGMF頻率，設(shè)置足夠高的最高分析頻率很重要。22/27（六）、斷齒或裂齒癥狀特征：1、斷齒或裂齒將產(chǎn)生該齒輪的1X轉(zhuǎn)速頻率的高幅值的振動。2、它將激起自振頻率振動，并且在其兩側(cè)伴有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速基頻邊帶。3、利用時(shí)域波形最佳指示斷齒或裂齒故障。4、兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔就是1X轉(zhuǎn)速的倒數(shù)。（七）、齒磨損癥狀特征：擺動的齒輪的振動是低頻振動，經(jīng)常忽略它。23/27十五、滾動軸承癥狀特征：（一）、滾動軸承故障發(fā)展的第一階段癥狀特征：1、超聲波頻率范圍(>250K赫茲)內(nèi)的最早的指示；2、利用振動加速度包絡(luò)技術(shù)（振動尖峰能量gSE）可最好地評定頻譜。（二）、滾動軸承故障發(fā)展的第二階段癥狀特征：1、輕微的故障激起滾動軸承部件的自振頻率振動。2、故障頻率出現(xiàn)在500-2000赫茲范圍內(nèi)。3、在滾動軸承故障發(fā)展第二階段的末端，在自振頻率的左右兩側(cè)出現(xiàn)邊帶頻率。24/27（三）、滾動軸承故障發(fā)展的第三階段癥狀特征：1、出現(xiàn)滾動軸承故障頻率及其諧波頻率。2、隨著磨損嚴(yán)重出現(xiàn)故障頻率的許多諧波頻率，邊帶數(shù)也增多。3、在此階段，磨損可以用肉眼看見，并環(huán)繞軸承的圓周方向擴(kuò)展。（四）、滾動軸承故障發(fā)展的第四階段癥狀特征：1、離散的滾動軸承故障頻率消失，被噪聲地平形式的寬帶隨機(jī)振動取代之。2、朝此階段末端發(fā)展，甚至影響1X轉(zhuǎn)速頻率的幅值。3、事實(shí)上，高頻噪聲地平的幅值和總量幅值可能反而減小。25/27十六、滑動軸承癥狀特征：（一）、油膜振蕩不穩(wěn)定性癥狀特征：1、如果機(jī)器在2X轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，可能出現(xiàn)油膜振蕩。2、當(dāng)轉(zhuǎn)子升速到轉(zhuǎn)子第二