設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)第5章旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)

第五章旋轉(zhuǎn)機(jī)械缺點(diǎn)診斷技術(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指齒輪箱、離心風(fēng)機(jī)、離心泵、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、離心緊縮機(jī)、水輪機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備，它們廣泛運(yùn)用于電力、石化、冶金、機(jī)械、造紙、船舶、航空以及一些軍事工業(yè)部門。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的開展，旋轉(zhuǎn)機(jī)械正朝著大型、高速和自動(dòng)化方向開展，這對(duì)提高平安性和可靠性，對(duì)開展先進(jìn)的形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷技術(shù)，提出了迫切的要求。旋轉(zhuǎn)機(jī)械缺點(diǎn)診斷技術(shù)是近些年來國(guó)內(nèi)外開展廣泛研討，開展比較成熟的缺點(diǎn)診斷技術(shù)，具有一定的代表性，因此書的重點(diǎn)部分，也是難點(diǎn)部分。

第五章旋轉(zhuǎn)機(jī)械缺點(diǎn)診斷技術(shù)學(xué)習(xí)目的：掌握旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)，如轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對(duì)中、共振、機(jī)械松動(dòng)、轉(zhuǎn)子摩擦、滑動(dòng)軸承缺點(diǎn)、轉(zhuǎn)軸裂紋、流體動(dòng)力激振、拍頻振動(dòng)等的機(jī)理和特征；掌握滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)、齒輪缺點(diǎn)診斷技術(shù)；了解電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)、皮帶驅(qū)動(dòng)缺點(diǎn)診斷技術(shù)；熟習(xí)利用征兆的缺點(diǎn)診斷方法。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征一、轉(zhuǎn)子不平衡不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的缺點(diǎn)。引起轉(zhuǎn)子不平衡的緣由有：構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理，制造和安裝誤差，材質(zhì)不均勻，受熱不均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)子的腐蝕、磨損、結(jié)垢、零部件的松動(dòng)和零落等。轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)包括：①轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、②轉(zhuǎn)子偏心、③軸彎曲、④轉(zhuǎn)子熱態(tài)不平衡、⑤轉(zhuǎn)子部件零落、⑥轉(zhuǎn)子部件結(jié)垢、⑦聯(lián)軸器不平衡等，不同緣由引起的轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)規(guī)律相近，但也各有特點(diǎn)。1．轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡力不平衡：不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)幅值在轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速以下隨轉(zhuǎn)速的平方增大。例如，轉(zhuǎn)速升高1倍，那么振動(dòng)幅值增大3倍。在轉(zhuǎn)子重心平面內(nèi)只用一個(gè)平衡修正分量便可修正之。力偶不平衡：至少需在兩個(gè)修正平面內(nèi)放置平衡分量才干修正。

動(dòng)不平衡：動(dòng)不平衡是不平衡的最普遍的類型，它是力不平衡和力偶不平衡兩者的組合。懸臂轉(zhuǎn)子不平衡：懸臂轉(zhuǎn)子不平衡包含力不平衡和力偶不平衡兩者?？偸潜匦枨笤趦蓚€(gè)修正面內(nèi)加以修正分量。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征2．轉(zhuǎn)子偏心：皮帶輪、齒輪、軸承和電動(dòng)機(jī)框架等旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心線偏離時(shí)出現(xiàn)偏心。最大的振動(dòng)出如今兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心連線方向上。3．軸彎曲：彎曲的軸引起大的軸向振動(dòng)，假設(shè)彎曲接近軸的中部，占優(yōu)勢(shì)的振動(dòng)出如今轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率，假設(shè)彎曲接近力偶，那么占優(yōu)勢(shì)的振動(dòng)出如今2倍轉(zhuǎn)速頻率。用千分表可以證明軸的彎曲。在汽輪發(fā)電機(jī)組中，通常是在盤車時(shí)和盤車后丈量晃動(dòng)度的大小來判別轉(zhuǎn)子能否存在初始彎曲。4．轉(zhuǎn)子熱態(tài)不平衡：在機(jī)組的啟動(dòng)和停機(jī)過程中，由于熱交換速度的差別，使轉(zhuǎn)子橫截面產(chǎn)生不均勻的溫度分布，使轉(zhuǎn)子發(fā)生瞬時(shí)熱彎曲，產(chǎn)生較大的不平衡。熱彎曲引起的振動(dòng)普通與負(fù)荷有關(guān)。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征5．轉(zhuǎn)子部件零落可以將部件零落失衡景象看作對(duì)任務(wù)形狀的轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)階躍呼應(yīng)，主要特征是振動(dòng)會(huì)忽然發(fā)生變化而后趨于穩(wěn)定，振動(dòng)幅值普通會(huì)有較明顯的增大，假設(shè)有在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的話將能捕捉到這一情況。為了防止零落部件在慣性力作用下飛出使機(jī)體發(fā)生二次事故，必要時(shí)應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢修。6．轉(zhuǎn)子部件結(jié)垢由于結(jié)垢需求一定長(zhǎng)甚至相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，所以振動(dòng)是隨著年月逐漸增大的。7．聯(lián)軸器不平衡通常是聯(lián)軸器兩端軸承的振動(dòng)較大。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征轉(zhuǎn)子不平衡的總體振動(dòng)特征：通常是程度方向剛度較小，振動(dòng)幅值較大；軸心軌跡成為橢圓形；Aω穩(wěn)態(tài)振動(dòng)是一個(gè)與轉(zhuǎn)速同頻的強(qiáng)迫振動(dòng)，振動(dòng)幅值隨轉(zhuǎn)速按振動(dòng)實(shí)際中的共振曲線規(guī)律變化，在臨界轉(zhuǎn)速處到達(dá)最大值。因此轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)的突出表現(xiàn)為一倍頻振動(dòng)幅值大。同時(shí)會(huì)出現(xiàn)較小的高次諧波，使整個(gè)頻譜呈所謂的“縱樹形〞，如以下圖所示：第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征圖5.1轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)譜圖實(shí)例一：轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)的診斷波形為簡(jiǎn)諧波，少毛刺。軸心軌跡為橢圓。1X頻率為主。軸向振動(dòng)不大。振幅隨轉(zhuǎn)速升高而增大。過臨界轉(zhuǎn)速有共振峰。透平風(fēng)機(jī)TOTI齒輪箱1X頻率(程度)1X頻率(程度)1X頻率(鉛垂)1X頻率(鉛垂)軸向很小軸向很小圖5.00風(fēng)機(jī)傳動(dòng)表示圖某化纖公司聚酯安裝一臺(tái)熱媒加熱爐熄滅風(fēng)機(jī)，2002年9月26日采集的徑向速度頻譜圖中轉(zhuǎn)速頻率占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，是典型的轉(zhuǎn)子〔葉輪〕不平衡信息，此時(shí)振動(dòng)幅值相對(duì)不大，無需修繕。電機(jī)風(fēng)機(jī)FIMOMIFO實(shí)例二：轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)的診斷圖5.2熄滅風(fēng)機(jī)傳動(dòng)表示圖熱媒爐熄滅風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅值——轉(zhuǎn)速對(duì)照表監(jiān)測(cè)日期9月26日10月22日10月29日11月25日轉(zhuǎn)速頻率(Hz)28.4442.6632.0629.42轉(zhuǎn)速(RPM)1706256019241765振動(dòng)幅值(MM/S)4.75499.53396.18045.1166本案例利用形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷技術(shù)指點(diǎn)工藝操作，確保了設(shè)備平安穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)它也充分印證了這一實(shí)際：不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)幅值在轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速以下隨轉(zhuǎn)速的平方增大〔注：轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力F=MEω2，式中，M—轉(zhuǎn)子質(zhì)量，E—偏心距，ω—旋轉(zhuǎn)角速度〕。10月22日振值出現(xiàn)大幅上升，查頻譜圖得知轉(zhuǎn)速被調(diào)高，因此分析這很能夠是呵斥振動(dòng)增大的直接緣由；在滿足工藝要求的前提下兩次調(diào)低轉(zhuǎn)速，結(jié)果振值重又回落。實(shí)例二：轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)的診斷在滌綸短纖維消費(fèi)工藝流程中有這樣一臺(tái)瓶頸設(shè)備——喂入機(jī)，纖維絲束從喂入輪繞過，由于其構(gòu)造和用途的特殊性，喂入輪不平衡景象頻發(fā)。它們的共同頻譜特征是：喂入輪轉(zhuǎn)速頻率占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。電機(jī)齒輪箱喂入輪實(shí)例三：轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)的診斷圖5.4喂入機(jī)傳動(dòng)表示圖圖5.5喂入機(jī)輪不平衡速度譜圖結(jié)合喂入輪實(shí)踐特點(diǎn)，引起其不平衡的誘因主要有：制造誤差，銹蝕，外表結(jié)垢，磨損引起的喂入輪軸系配合松動(dòng)等。以前在檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于操作人員經(jīng)常用水沖洗喂入輪致其內(nèi)部進(jìn)水，其安裝螺栓曾經(jīng)產(chǎn)生了大量銹蝕①，再加之油劑等產(chǎn)生的工藝雜質(zhì)附著在喂入輪齒形外表越積越厚(結(jié)垢)②，是呵斥喂入輪不平衡景象頻發(fā)的主要緣由。為此，已將其列為工藝處置本卷須知，并要求操作人員利用纏輥等停機(jī)時(shí)機(jī)及時(shí)對(duì)喂入輪外表進(jìn)展清理。假設(shè)把上述兩個(gè)案例放在一同來分析，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)景象，那就是不論是葉輪還是喂入輪，它們都是懸臂轉(zhuǎn)子，而且又都是盤類零件〔注：葉輪也可以看作為盤類零件〕，即長(zhǎng)徑比小的零件，這闡明懸臂轉(zhuǎn)子和盤類零件能夠更易出現(xiàn)不平衡。實(shí)例三：轉(zhuǎn)子不平衡缺點(diǎn)的診斷二、不對(duì)中旋轉(zhuǎn)機(jī)械單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)通常由兩個(gè)軸承支承。由多個(gè)轉(zhuǎn)子串接組成的復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間用聯(lián)軸器聯(lián)接。因此轉(zhuǎn)子不對(duì)中具有兩種含義：一是指轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間的聯(lián)接不對(duì)中，主要反映在聯(lián)軸器的對(duì)中性上；二是轉(zhuǎn)子軸頸與兩端軸承不對(duì)中。電機(jī)水泵POMOMIPI有資料闡明現(xiàn)有企業(yè)在役設(shè)備30%～50%存在不同程度的不對(duì)中，嚴(yán)重的不對(duì)中會(huì)呵斥設(shè)備部件的過早損壞，同時(shí)會(huì)呵斥能源的浪費(fèi)。典型不對(duì)中如下圖：第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征圖5.6典型不對(duì)中表示圖后者對(duì)滑動(dòng)軸承來說，與軸承能否構(gòu)成良好的油膜有直接關(guān)系。滾動(dòng)軸承的對(duì)中〔如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子兩端的軸承對(duì)中〕，主要是由于兩端軸承座孔不同軸，以及軸承元件損壞，外圈配合松動(dòng)，內(nèi)圈配合松動(dòng)，兩端支座〔對(duì)電動(dòng)機(jī)來說是前后端蓋〕變形等，都會(huì)引起不對(duì)中。

有的機(jī)器，如汽輪發(fā)電機(jī)之類的設(shè)備，在冷態(tài)〔未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)〕情況下轉(zhuǎn)子對(duì)中情況是符合要求的，一旦運(yùn)轉(zhuǎn)中溫度升高就能夠發(fā)生熱不對(duì)中。

此外，地腳螺栓松動(dòng)，根底下沉〔這一點(diǎn)對(duì)于新安裝的設(shè)備尤其需求留意〕，聯(lián)軸器銷孔磨損等缺點(diǎn)的存在也會(huì)引發(fā)不對(duì)中。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征圖5-7轉(zhuǎn)子不對(duì)中的根本方式a)聯(lián)軸器不對(duì)中；b)軸承不對(duì)中；c)帶輪不對(duì)中第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征1．角向不對(duì)中角向不對(duì)中的特征是軸向振動(dòng)大。典型地出現(xiàn)轉(zhuǎn)速頻率和2倍轉(zhuǎn)速頻率大的軸向振動(dòng)。還常見轉(zhuǎn)速頻率、2倍轉(zhuǎn)速頻率和3倍轉(zhuǎn)速頻率都占優(yōu)勢(shì)的情況。假設(shè)2倍轉(zhuǎn)速頻率或3倍轉(zhuǎn)速頻率超越轉(zhuǎn)速頻率的30%到50%，那么可以為是存在角不對(duì)中。這些征兆也指示聯(lián)軸器缺點(diǎn)。嚴(yán)重的角向不對(duì)中可激起轉(zhuǎn)速頻率的許多階諧波頻率。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征2．平行不對(duì)中平行不對(duì)中的振動(dòng)征兆類似于角向不對(duì)中，但是，徑向方向振動(dòng)大。2倍轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)往往大于轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)，聯(lián)軸器的類型和構(gòu)造決議2倍轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)相對(duì)于轉(zhuǎn)速頻率振動(dòng)的高度。角向不對(duì)中或平行不對(duì)中嚴(yán)重時(shí)，可在較高諧振波頻率4倍到8倍轉(zhuǎn)速頻率諧波處出現(xiàn)大的振動(dòng)，甚至出現(xiàn)類似于機(jī)械松動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的完好系列的高頻諧波。3．滾動(dòng)軸承偏斜地固定在軸上不對(duì)中的滾動(dòng)軸承卡在軸上時(shí)，將產(chǎn)生明顯的軸向振動(dòng)。通常，必需卸下軸承并重新正確安裝。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征不對(duì)中的總體振動(dòng)特征：聯(lián)軸器不對(duì)中時(shí)軸向振動(dòng)較大，振動(dòng)幅值和相位穩(wěn)定；軸承不對(duì)中時(shí)徑向振動(dòng)較大，有能夠出現(xiàn)高次諧波，振動(dòng)不穩(wěn)定；振動(dòng)對(duì)負(fù)荷變化敏感。當(dāng)負(fù)荷改動(dòng)時(shí)，由聯(lián)軸器傳送的扭矩立刻發(fā)生改動(dòng)，假設(shè)聯(lián)軸器不對(duì)中，那么轉(zhuǎn)子的振動(dòng)形狀也立刻發(fā)生變化。由于溫度分布的變化，軸承座的熱膨脹不均勻而引起軸承不對(duì)中，使轉(zhuǎn)子的振動(dòng)也要發(fā)生變化。但由于熱傳導(dǎo)的慣性，振動(dòng)的變化在時(shí)間上要比負(fù)荷的改動(dòng)滯后一段時(shí)間。轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)出現(xiàn)二倍頻，以一倍頻和二倍頻分量為主，不對(duì)中越嚴(yán)重，二倍頻所占比例越大；相鄰兩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)那么變?。坏湫偷妮S心軌跡為香蕉形，正進(jìn)動(dòng)；第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征圖5.8典型不對(duì)中譜圖第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征實(shí)例四：轉(zhuǎn)子不對(duì)中缺點(diǎn)的診斷出現(xiàn)2×頻率成分。軸心軌跡成香蕉形或8字形。振動(dòng)有方向性。軸向振動(dòng)普通較大。本例中，出現(xiàn)葉片經(jīng)過頻率。1X頻率2X頻率葉片通過頻率電機(jī)水泵POPIMOMI不對(duì)中缺點(diǎn)的影響和防治：當(dāng)轉(zhuǎn)子存在不對(duì)中時(shí)，將產(chǎn)生一種附加彎矩，給軸承添加一種附加載荷，致使軸承間的負(fù)荷重新分配，構(gòu)成附加鼓勵(lì)，引起機(jī)組劇烈振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致軸承和聯(lián)軸器損壞、地腳螺栓斷裂或扭彎、油膜失穩(wěn)、轉(zhuǎn)軸彎曲、轉(zhuǎn)子與定子間產(chǎn)生碰磨等嚴(yán)重后果，所以及時(shí)預(yù)測(cè)處置不對(duì)中缺點(diǎn)對(duì)確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少事故損失非常重要。由于不對(duì)中缺點(diǎn)給設(shè)備運(yùn)用與維修帶來了諸多問題，多年來工程研討人員不斷在努力于追求更加科學(xué)合理的聯(lián)軸器找正技術(shù)。目前，激光對(duì)中儀已在一些大型設(shè)備的安裝、檢修過程中得到了廣泛運(yùn)用，并獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征三、共振強(qiáng)迫振動(dòng)頻率與系統(tǒng)的自然頻率一致時(shí)出現(xiàn)共振，使振動(dòng)幅值急劇放大，導(dǎo)致過早損壞或?yàn)?zāi)難性破壞。這能夠是轉(zhuǎn)子的自然頻率，也經(jīng)常來源于支承框架、根底、齒輪箱甚至傳動(dòng)皮帶。假設(shè)轉(zhuǎn)子處在或接近共振，由于很大的相位漂移，幾乎不能夠平衡掉。共振時(shí)相位漂移為90度，經(jīng)過共振時(shí)相位漂移接近180度。這往往需求提高或降低自然頻率來改動(dòng)自然頻率。自然頻率通常不隨轉(zhuǎn)速變化，這一點(diǎn)有助于識(shí)別自然頻率，除非在大型平面軸頸軸承機(jī)器或在有明顯懸臂的轉(zhuǎn)子上。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征設(shè)備共振案例一——某聚酯圓盤反響器升負(fù)荷實(shí)驗(yàn)從圖中可以看到，特征頻率均為電機(jī)輸出軸工頻，這普通為電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡信息〔后進(jìn)展修繕〕，從轉(zhuǎn)速調(diào)升后出現(xiàn)的振值上升情況也根本可以驗(yàn)證這一判別。升速測(cè)試結(jié)果如表5-3所示：圖5.9圓盤反響器電機(jī)徑向速度譜圖圖5.10圓盤反響器電機(jī)徑向位移譜圖設(shè)備共振案例一——某聚酯圓盤反響器升負(fù)荷實(shí)驗(yàn)主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至4.95rpm時(shí)，振動(dòng)值非常大；但調(diào)至5rpm時(shí)，振動(dòng)值復(fù)又下降。這闡明，4.95rpm時(shí)的特征頻率17.82Hz為機(jī)臺(tái)一共振頻率。后來經(jīng)過對(duì)電機(jī)根底支架進(jìn)展改造的方法來改動(dòng)自然頻率，最終處理了共振的問題。電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)特征頻率主軸轉(zhuǎn)速Rpmμmmm/sHzRpm1035163.3513.56717.254.81069.22802217.824.951080.6208.0916.41618.015表5-3圓盤反響器電機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)備共振案例二——某第二酯化反響器變速實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)位置減速箱高速部低速部監(jiān)測(cè)日期電機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）特征頻率（Hz）振動(dòng)幅值（mm/s）振動(dòng)幅值（mm/s）7月24日81113.521.54411.89038月27日106017.664.24313.66839月18日94115.697.47026.80559月23日102617.104.96924.54879月25日111218.534.14093.989510月15日111218.533.89503.609011月4日111218.544.00983.5443測(cè)試結(jié)果如下表所示，闡明電機(jī)轉(zhuǎn)速為941rpm時(shí)，存在一共振頻率15.69Hz。電機(jī)轉(zhuǎn)速為1112rpm時(shí)，振動(dòng)值在受控范圍內(nèi)，已避開共振點(diǎn)，故在此情況下運(yùn)用。四、機(jī)械松動(dòng)1．A型機(jī)械松動(dòng)這種頻譜是機(jī)器底腳、底板或根底的構(gòu)造松動(dòng)減弱引起的，或者由根底上惡化的水泥漿、松動(dòng)的地腳螺栓，或者框架，或者根底變形，即軟腳引起的。A型機(jī)械松動(dòng)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征B型機(jī)械松動(dòng)2．B型機(jī)械松動(dòng)這種頻譜通常是由螺栓松動(dòng)，框架構(gòu)造或軸承座裂紋引起的。主要以2倍轉(zhuǎn)速頻率為特征，幅值有時(shí)不穩(wěn)定。振動(dòng)只需伴隨其它缺點(diǎn)如不平衡或不對(duì)中時(shí)才有表現(xiàn)，此時(shí)要消除平衡或?qū)χ袑⒑芾щy。在間隙到達(dá)出現(xiàn)碰撞前，振動(dòng)主要是1倍轉(zhuǎn)速頻率和2倍轉(zhuǎn)速頻率；出現(xiàn)碰撞后，振動(dòng)將出現(xiàn)大量諧頻。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征3．C型機(jī)械松動(dòng)這種頻譜通常是由零部件之間配合不良引起的。將產(chǎn)生許多諧波頻率，而且往往引起準(zhǔn)確的0.5倍或1.5倍轉(zhuǎn)速頻率等亞諧波頻率。C型松動(dòng)往往是由軸承襯套在其蓋內(nèi)松動(dòng)，軸承松動(dòng)和在軸上旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承間隙過大，葉輪在軸上松動(dòng)等引起的。C型機(jī)械松動(dòng)第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征C型機(jī)械松動(dòng)實(shí)例——轉(zhuǎn)子系統(tǒng)松動(dòng)缺點(diǎn)的診斷波形出現(xiàn)許多毛刺。譜圖中噪聲程度高。出現(xiàn)準(zhǔn)確2X，3X…等成分，最高可達(dá)16X。松動(dòng)結(jié)合面兩邊，振幅有明顯差別。電機(jī)水泵POPI轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確倍頻成分最高可出現(xiàn)16X成分噪聲程度高五、轉(zhuǎn)子摩擦當(dāng)旋轉(zhuǎn)件與靜止件相接觸時(shí)，轉(zhuǎn)子摩擦產(chǎn)生類似于機(jī)械松動(dòng)產(chǎn)生的頻譜。摩擦能夠是部分的，也能夠是整個(gè)轉(zhuǎn)子一周都摩擦。通常，產(chǎn)生一系列頻率，往往激起一個(gè)或多個(gè)共振。根據(jù)轉(zhuǎn)子自然頻率的位置，經(jīng)常激起轉(zhuǎn)速的整分?jǐn)?shù)倍亞諧波頻率0.5，1，1.5，2，…，4.5倍等。轉(zhuǎn)子摩擦可激起許多高頻類似于粉筆在黑板上拖動(dòng)產(chǎn)生的寬帶噪聲，假設(shè)軸與巴氏合金相接觸引起摩擦?xí)r，它能夠非常嚴(yán)重，非常短促。整個(gè)軸圓周全部角度摩擦可產(chǎn)生“反進(jìn)動(dòng)〞，即轉(zhuǎn)子以臨界轉(zhuǎn)速頻率回轉(zhuǎn)，但是，方向與軸的旋轉(zhuǎn)方向相反，這是一種可導(dǎo)致災(zāi)難性破壞的不穩(wěn)定的振動(dòng)。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征典型的碰磨缺點(diǎn)的波形和頻譜如圖5.15所示。AG〔f〕Otf〔a〕波形〔b〕頻譜圖5-15轉(zhuǎn)子碰摩的波形和頻譜圖第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征轉(zhuǎn)子摩擦的總體振動(dòng)特征轉(zhuǎn)子失穩(wěn)前頻譜豐富，波形畸變，軸心軌跡不規(guī)那么變化，正進(jìn)動(dòng)；轉(zhuǎn)子失穩(wěn)后波形嚴(yán)重畸變或削波，軸心軌跡發(fā)散，反進(jìn)動(dòng)；細(xì)微摩擦?xí)r同頻幅值動(dòng)搖，軸心軌跡帶有小圓環(huán)；碰摩嚴(yán)重時(shí)，各頻率成分幅值迅速增大；系統(tǒng)的剛度添加，臨界轉(zhuǎn)速區(qū)展寬，各階振動(dòng)的相位發(fā)生變化；任務(wù)轉(zhuǎn)速下發(fā)生的細(xì)微摩擦振動(dòng)，其振幅隨時(shí)間緩慢變化，相位逆轉(zhuǎn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征六、滑動(dòng)軸承缺點(diǎn)1．磨損或間隙等缺點(diǎn)如圖5.16所示?；瑒?dòng)軸承磨損后期的證據(jù)通常是出現(xiàn)一個(gè)完好的系列的轉(zhuǎn)速頻率諧波直到10階～20階，破碎的滑動(dòng)軸承常產(chǎn)生比程度方向振動(dòng)大的垂直方向的振動(dòng)，也能夠只需轉(zhuǎn)速頻率一個(gè)明顯的尖峰。間隙過大的滑動(dòng)軸承可讓小的不平衡、不對(duì)中引起大的振動(dòng)，假設(shè)軸承間隙調(diào)整到達(dá)規(guī)定的要求，那么振動(dòng)很小?；瑒?dòng)軸承松動(dòng)會(huì)產(chǎn)生1/2倍、1/3倍等成分，并且隨負(fù)荷變化較大。烏金零落會(huì)產(chǎn)生1/2倍及其諧頻，幅值小于松動(dòng)譜。瓦塊損壞會(huì)產(chǎn)生1/3倍渦動(dòng)，調(diào)理油溫有預(yù)防效果。圖5.16滑動(dòng)軸承磨損/間隙過大頻譜〔噪聲程度闡明間隙過大/松動(dòng)〕第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征2．油膜渦動(dòng)和油膜振蕩當(dāng)轉(zhuǎn)子在滑動(dòng)軸承軸瓦中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子與軸瓦之間的間隙中構(gòu)成油膜，不但防止了轉(zhuǎn)子外表與軸瓦外表之間的直接接觸，減少了兩外表間的摩擦和動(dòng)耗，而且同時(shí)油膜的流體動(dòng)壓力又使油膜具有承載才干。當(dāng)油膜的承載力與外載荷平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子處于平衡位置；當(dāng)轉(zhuǎn)子遭到某種外來擾動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子中心就會(huì)在靜平衡位置附近發(fā)生渦動(dòng)。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征對(duì)于轉(zhuǎn)子在外界偶爾擾動(dòng)下所發(fā)生的任一偏移，軸承油膜除了產(chǎn)生沿偏移方向的彈性恢復(fù)力以堅(jiān)持和外載荷平衡外，還要產(chǎn)生一垂直于偏移方向的切向失穩(wěn)分力，這個(gè)失穩(wěn)分力會(huì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子作渦動(dòng)運(yùn)動(dòng):當(dāng)阻尼力大于切向失穩(wěn)分力時(shí)，這種渦動(dòng)是收斂的，即轉(zhuǎn)子在軸承內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的。當(dāng)切向分力大于阻尼力時(shí)，渦動(dòng)是發(fā)散的，轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)是不穩(wěn)定的，產(chǎn)生油膜振蕩。介于兩者之間的是渦動(dòng)軌跡為封鎖曲線，油膜渦動(dòng)就是這種情況。油膜渦動(dòng)是轉(zhuǎn)子中心繞軸承中心轉(zhuǎn)動(dòng)的亞同步景象，其回轉(zhuǎn)頻率即振動(dòng)頻率約為轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的一半，所以常稱為半速渦動(dòng)或半頻渦動(dòng)。產(chǎn)生緣由：第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征由于在大多數(shù)情況下，軸瓦不旋轉(zhuǎn)，軸瓦外表的油膜速度為零，轉(zhuǎn)子軸頸外表的油膜速度與軸頸外表的速度一樣。因此，在層流假設(shè)下，油膜的平均周向速度為軸頸外表速度的一半，即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，油膜將以軸頸外表速度之半的平均速度環(huán)繞運(yùn)動(dòng)。實(shí)踐上，由于軸頸外表比軸瓦外表光滑及軸瓦與軸頸之間光滑油的端泄等要素的影響，普通渦動(dòng)頻率略小于轉(zhuǎn)速的一半，約為轉(zhuǎn)速的0.40~0.48倍〔編者按：有些文獻(xiàn)記載為0.42~0.46倍〕，如以下圖所示。圖5.17油膜渦動(dòng)不穩(wěn)定第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征實(shí)踐產(chǎn)生渦動(dòng)頻率約為：流入B側(cè)的流量分成3部分：A側(cè)流出部分軸承兩端泄露部分油膜下不由于渦動(dòng)添加部分。——半速渦動(dòng)。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征普通說，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在失穩(wěn)轉(zhuǎn)速以前轉(zhuǎn)動(dòng)是平穩(wěn)的，當(dāng)?shù)竭_(dá)失穩(wěn)轉(zhuǎn)速后即發(fā)生油膜渦動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高，油膜渦動(dòng)的頻率也提高，兩者堅(jiān)持一個(gè)近乎不變的恒定比，即約為2。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率約為其一階臨界轉(zhuǎn)速的兩倍時(shí)，由于此時(shí)油膜渦動(dòng)的渦動(dòng)速度與轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速相重合即產(chǎn)生共振，表現(xiàn)為劇烈的振動(dòng)景象，油膜能夠不再具有支承才干，稱為油膜振蕩。油膜振蕩一旦發(fā)生之后，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高，渦動(dòng)頻率就將堅(jiān)持不變，而且等于該轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生以轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速頻率的橫向正進(jìn)動(dòng)亞諧波振動(dòng)。這是一種可導(dǎo)致災(zāi)難性破壞的固有的不穩(wěn)定的振動(dòng)。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征油膜振蕩的轉(zhuǎn)速特性如圖5.18所示?！瞐〕圖表示失穩(wěn)轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速之前?！瞓〕圖表示失穩(wěn)轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速之后，這兩種情形的油膜振蕩都在稍高于二倍臨界轉(zhuǎn)速的某一轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)生。〔c〕圖表示失穩(wěn)轉(zhuǎn)速在二倍臨界轉(zhuǎn)速之后，轉(zhuǎn)速在稍高于二倍臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子并沒有失穩(wěn)，直到比二倍臨界轉(zhuǎn)速高出較多時(shí)，轉(zhuǎn)子才失穩(wěn)；而降速時(shí)油膜振蕩消逝的轉(zhuǎn)速要比升速時(shí)發(fā)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速低，表現(xiàn)出油膜振蕩的一種“慣性〞景象。圖5.18油膜振蕩的轉(zhuǎn)速特性第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)

的機(jī)理和特征油膜振蕩的振動(dòng)特征：油膜振蕩總是發(fā)生在轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子系一致階臨界轉(zhuǎn)速的2倍以上；油膜振蕩的頻率接近轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，即使轉(zhuǎn)速再升高，其頻率根本不變；油膜振蕩時(shí)，轉(zhuǎn)子的撓曲呈一階振型；油膜振蕩時(shí)，振動(dòng)的波形發(fā)生畸變，在工頻的基波上疊加了低頻成分，有時(shí)低頻分量占主導(dǎo)位置，低頻振動(dòng)的幅值，軸承座振動(dòng)可達(dá)40μm以上，軸振動(dòng)可達(dá)100—150μm以上，且振幅不穩(wěn)，軸心軌跡發(fā)散；油膜振蕩時(shí)，轉(zhuǎn)子渦動(dòng)方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向一樣，軸心軌跡呈花瓣形，正進(jìn)動(dòng)；第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征油膜振蕩的發(fā)生和消逝具有忽然性，并具有慣性效應(yīng)，即升速時(shí)產(chǎn)生振蕩的轉(zhuǎn)速比降速時(shí)振蕩消逝的轉(zhuǎn)速要大；油膜振蕩猛烈時(shí)，隨著油膜的破壞，振蕩停頓，油膜恢復(fù)后，振蕩再次發(fā)生，這樣繼續(xù)下去，軸頸與軸承不斷碰摩，產(chǎn)生撞擊聲，軸瓦內(nèi)油膜壓力有較大動(dòng)搖；油膜振蕩對(duì)轉(zhuǎn)速和油溫的變化較敏感，普通當(dāng)機(jī)組發(fā)生油膜振蕩時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的添加，振動(dòng)不下降，隨著轉(zhuǎn)速的降低，振動(dòng)也不立刻消逝，稱為滯后景象；提高進(jìn)油溫度，振動(dòng)普通有所降低；軸承載荷越小或偏心率越小，越易發(fā)生油膜振蕩。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征油膜振蕩的預(yù)防和消除對(duì)于石化企業(yè)，油膜振蕩是空氣緊縮機(jī)等大型機(jī)組需求重點(diǎn)防備的問題。為了預(yù)防和消除油膜振蕩，可以根據(jù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的實(shí)踐情況采取以下假設(shè)干措施：消除油膜振蕩的誘發(fā)要素：

改善轉(zhuǎn)子的平衡形狀，限制振幅放大因子；

消除轉(zhuǎn)子不對(duì)中缺點(diǎn)，限制低次諧波分量；

保證軸承的構(gòu)造參數(shù)，防止軸承任務(wù)形狀惡化；

消除動(dòng)靜間隙不均勻，限制非線性激振力。改動(dòng)軸承參數(shù)：

提高軸承比壓；

降低光滑油粘度；

使軸承相對(duì)間隙處于最正確范圍。改動(dòng)軸承型號(hào)：根據(jù)軸承類型和構(gòu)造尺寸的不同，每種軸承都有其穩(wěn)定任務(wù)的范圍。添加轉(zhuǎn)子系統(tǒng)剛度，提高轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子固有頻率越高，發(fā)生油膜振蕩的失穩(wěn)轉(zhuǎn)速也越高。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征實(shí)例：帶滑動(dòng)軸承的機(jī)械的頻譜特點(diǎn)不對(duì)中松動(dòng)引起的諧波不平衡油膜渦動(dòng)、碰摩02468101214FREQUENCYINORDER七、轉(zhuǎn)軸裂紋〔轉(zhuǎn)軸裂紋的總體振動(dòng)特征〕各階臨界轉(zhuǎn)速較正常時(shí)要小，尤其在裂紋嚴(yán)重時(shí)；由于裂紋呵斥剛度變化且不對(duì)稱，轉(zhuǎn)子的共振轉(zhuǎn)速擴(kuò)展為一個(gè)區(qū)；裂紋轉(zhuǎn)子軸系在強(qiáng)迫呼應(yīng)時(shí)，一次分量的分散度比無裂紋時(shí)大；轉(zhuǎn)速超越臨界轉(zhuǎn)速后，普通各高階諧波振幅較未超越時(shí)??；恒定轉(zhuǎn)速下，各階諧波幅值1倍，2倍和3倍及其相位不穩(wěn)定，且尤以2倍突出；裂紋引起剛度不對(duì)稱，使轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡發(fā)生困難，往往多次試重也達(dá)不到所要求的平衡精度。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征八、流體動(dòng)力激振泵、風(fēng)機(jī)和緊縮機(jī)統(tǒng)稱為流體動(dòng)力機(jī)械，它們?cè)谕ㄓ迷O(shè)備中占有重要位置，因此有必要對(duì)其異常的振動(dòng)方式——流體動(dòng)力激振作一討論。在流體動(dòng)力機(jī)械中，葉片經(jīng)過頻率〔轉(zhuǎn)子葉片經(jīng)過頻率或靜子葉片經(jīng)過頻率〕總是有的，通常不成為缺點(diǎn)。然而，假設(shè)泵中旋轉(zhuǎn)葉片和靜止的擴(kuò)壓器之間的間隙在圓周方向上不均勻，那么能夠產(chǎn)生大幅值的葉片經(jīng)過頻率及其諧波頻率，如下圖。圖5.19流體動(dòng)力激振第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征而且，有時(shí)葉片經(jīng)過頻率或其諧波頻率與系統(tǒng)的某自然頻率一致，即產(chǎn)生大的振動(dòng)。假設(shè)葉輪摩擦環(huán)卡住軸承，或者焊接固定的擴(kuò)壓器葉片損壞，那么能夠產(chǎn)生大的葉片經(jīng)過頻率振動(dòng)。管道的忽然彎曲、妨礙流體流動(dòng)的妨礙物、阻尼器或者假設(shè)泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與其殼體中心不重合都會(huì)引起葉片經(jīng)過頻率的大的振動(dòng)。圖5.19流體動(dòng)力激振第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征1．紊流〔又稱旋轉(zhuǎn)失速〕紊流時(shí)緊縮機(jī)葉片遭到一種周期性的激振力，如紊流的頻率與葉片的固有頻率相吻合，那么將引起劇烈振動(dòng)，使葉片疲勞損壞呵斥事故。幾種特別的流體動(dòng)力激振方式：紊流、喘振、氣穴、渦動(dòng)等圖5.20紊流第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征旋轉(zhuǎn)失速發(fā)生在壓氣機(jī)上；振動(dòng)幅值隨出口壓力的添加而添加；振動(dòng)發(fā)生在流量減小時(shí)，且隨著流量的減小而增大；振動(dòng)頻率與工頻之比為小于1的常值；轉(zhuǎn)子的軸向振動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)速和流量非常敏感；普通排氣端的振動(dòng)較大；排氣壓力有動(dòng)搖景象；機(jī)組的壓比有所下降，嚴(yán)重時(shí)壓比突降。紊流的振動(dòng)特征：第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征2．喘振紊流使壓氣機(jī)中的流動(dòng)情況惡化，壓比下降，流量及壓力隨時(shí)間動(dòng)搖。在一定轉(zhuǎn)速下，當(dāng)入口流量減少到某一值Qmin時(shí)，機(jī)組會(huì)產(chǎn)生劇烈的紊流。劇烈的紊流會(huì)進(jìn)一步引起整個(gè)緊縮機(jī)組系統(tǒng)的一種危險(xiǎn)性更大的不穩(wěn)定的氣動(dòng)景象，即喘振。

第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征緊縮機(jī)總是和管網(wǎng)結(jié)合任務(wù)的。為了保證一定的流量經(jīng)過管網(wǎng)，必需維持一定壓力，用來抑制管網(wǎng)的阻力。機(jī)組正常任務(wù)時(shí)的出口壓力是與管網(wǎng)阻力相平衡的。但當(dāng)緊縮機(jī)的流量減少到某一值Qmin時(shí)，出口壓力會(huì)很快下降，然而由于慣性作用，管網(wǎng)中的壓力并不馬上降低，于是，管網(wǎng)中的氣體壓力反而大于緊縮機(jī)的出口壓力，因此，管網(wǎng)中的氣體就倒流回緊縮機(jī)，不斷到管網(wǎng)中的壓力下降到低于緊縮機(jī)出口壓力為止。這時(shí)，緊縮機(jī)又開場(chǎng)向管網(wǎng)供氣，緊縮機(jī)的流量增大，恢復(fù)到正常的任務(wù)形狀。但當(dāng)管網(wǎng)中的壓力又回到原來的壓力時(shí)，緊縮機(jī)的流量又減少，系統(tǒng)中的流體又倒流。如此周而復(fù)始產(chǎn)生了氣體劇烈的低頻脈動(dòng)景象——喘振。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征喘

振

的

振

動(dòng)

特

征診斷對(duì)象為壓氣機(jī)組或其它帶長(zhǎng)導(dǎo)管、容器的流體動(dòng)力機(jī)械；振動(dòng)發(fā)生時(shí)，機(jī)組的入口流量小于相應(yīng)轉(zhuǎn)速下的最小流量；振動(dòng)的頻率普通在0-10Hz之內(nèi)，也能夠出現(xiàn)隨機(jī)的寬帶高頻振動(dòng)〔見圖5-20〕；機(jī)組及與之相連的管道都發(fā)生劇烈振動(dòng)；有倒流景象；出口壓力〔壓力表〕呈大幅度的動(dòng)搖；機(jī)組的功率〔表指針〕呈周期性的變化；振動(dòng)前有失速景象；振動(dòng)時(shí)有周期性的吼叫聲；機(jī)組的任務(wù)點(diǎn)在喘振區(qū)〔或附近〕。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征3．氣穴氣穴通常指示進(jìn)口壓力不夠、缺乏流體的景象。假設(shè)不采取措施排除，氣穴對(duì)泵內(nèi)部能夠非常有害，它能夠部分侵蝕葉輪的葉片。存在氣穴時(shí)，經(jīng)常發(fā)出象“卵石〞經(jīng)過泵時(shí)的聲音。氣穴通常是進(jìn)口流量不夠引起的，能夠這次丈量時(shí)出現(xiàn)，下次丈量時(shí)沒有了，假設(shè)改動(dòng)進(jìn)口閥門的設(shè)定的話。氣穴通常產(chǎn)生隨機(jī)的較高頻率寬帶能量，有時(shí)疊加葉片經(jīng)過頻率的諧波頻率。如下圖：圖5.21氣穴頻譜第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征迷宮密封是一種常見的密封方式。當(dāng)轉(zhuǎn)子因撓曲、偏磨、安裝偏心或旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，密封腔內(nèi)周向的間隙不均勻，即使密封腔內(nèi)入口處的壓力周向分布是均勻的，在該腔的出口處卻構(gòu)成了不均勻的周向壓力分布構(gòu)成了一個(gè)作用于轉(zhuǎn)子上的合力，此力在與轉(zhuǎn)子偏心位移相垂直方向上的切向分力相互作用，就將鼓勵(lì)轉(zhuǎn)子作進(jìn)一步的渦動(dòng)，成為轉(zhuǎn)子一個(gè)不穩(wěn)定的鼓勵(lì)力，能夠?qū)е罗D(zhuǎn)子失穩(wěn)。失穩(wěn)時(shí)的頻率因不同的氣體形狀及迷宮幾何外形而不一樣。4．迷宮密封氣流激振〔渦動(dòng)〕第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征迷宮密封氣流渦動(dòng)的振動(dòng)特征：渦動(dòng)頻率普通為0.6～0.9倍工頻；軸心軌跡呈橢圓形，正進(jìn)動(dòng)；強(qiáng)振時(shí)有能夠激發(fā)轉(zhuǎn)子的一階自振頻率，表現(xiàn)為自激振動(dòng)；轉(zhuǎn)速存在一個(gè)“閥門值〞，在其值附近可導(dǎo)致劇烈振動(dòng)；負(fù)荷也存在一個(gè)“閥門值〞，在其值附近可導(dǎo)致劇烈振動(dòng)；強(qiáng)振時(shí)的主頻為轉(zhuǎn)子的一階固有頻率，頻帶較寬；振動(dòng)的再現(xiàn)性強(qiáng)；普通在轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中、偏心時(shí)易發(fā)生。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征振動(dòng)頻率為0.6~0.9倍工頻；轉(zhuǎn)子有偏心彎曲呵斥的間隙不均；振動(dòng)對(duì)氣流壓力、流量的改動(dòng)非常敏感；負(fù)荷存在一個(gè)“閥門值〞，在其值附近可導(dǎo)致猛烈振動(dòng)；在一個(gè)由多個(gè)轉(zhuǎn)子組成的軸系中，氣流渦動(dòng)常發(fā)生在氣流壓力高的轉(zhuǎn)子上，如在汽輪發(fā)電機(jī)組中，蒸汽振蕩主要發(fā)生于高壓轉(zhuǎn)子。5．不均勻氣流渦動(dòng)〔不均勻氣流渦動(dòng)的振動(dòng)特征〕第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征九、拍頻振動(dòng)拍頻振動(dòng)簡(jiǎn)稱拍振，是兩個(gè)頻率非常接近、振幅近似一樣的簡(jiǎn)諧波疊加時(shí)，彼此同步進(jìn)入和退出的結(jié)果。寬帶頻譜通常將表示為一個(gè)尖峰脈沖幅值上下動(dòng)搖。當(dāng)對(duì)這個(gè)尖峰進(jìn)展細(xì)化譜分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)踐上有兩個(gè)很接近的尖峰，這兩個(gè)尖峰頻率之差就是拍振。在平常頻率范圍的丈量中經(jīng)常看不到這個(gè)拍頻，由于拍頻都是低頻的。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征右圖中，兩簡(jiǎn)諧波的合成包絡(luò)波形即拍振，其振幅隨時(shí)間作周期性的緩慢變化，在寬帶頻譜中顯示其本身，并且當(dāng)一個(gè)頻率的時(shí)域波形與另一個(gè)頻率的時(shí)域波形同相位進(jìn)入時(shí)產(chǎn)生最大振動(dòng)，而當(dāng)這兩個(gè)頻率相位差180度時(shí)產(chǎn)生最小振動(dòng)。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征揚(yáng)州某石油化工廠主緊縮機(jī)組在超負(fù)荷20%任務(wù)條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，整體出現(xiàn)較強(qiáng)噪音，噪音表達(dá)為低頻的“嗡—嗡〞聲和高頻的延續(xù)噪音。測(cè)點(diǎn)布置如圖5.23所示：實(shí)例：拍頻振動(dòng)P1P4P6P9P12P15P18P2P3P5P7P8P10P11P13P14P16P17P19P20電機(jī)增速器緊縮機(jī)圖5-23揚(yáng)州某石油化工廠主風(fēng)機(jī)測(cè)點(diǎn)布置圖P4測(cè)點(diǎn)的時(shí)/頻域波形如下圖。

從電機(jī)機(jī)身程度及垂直方向拾取的振動(dòng)數(shù)據(jù)分析，“嗡—嗡〞噪音的振動(dòng)頻率應(yīng)為1Hz，其振動(dòng)是由于電機(jī)的電磁力矩頻率〔99.9Hz〕與電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率的二倍頻〔98.9Hz〕之間構(gòu)成的一種拍頻振動(dòng)景象。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征分析引起拍頻的緣由，一是電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間氣隙不均勻、磁場(chǎng)中心偏移、定子繞組松動(dòng)、轉(zhuǎn)子斷條等呵斥磁場(chǎng)不平衡，引起電磁力矩加大，二是轉(zhuǎn)子的不平衡、不對(duì)中、彎曲引起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率的二倍頻成分振動(dòng)增大。處理方案一是對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡、矯直，調(diào)整對(duì)中，二是檢查定子繞組及轉(zhuǎn)子鼠籠條，調(diào)整定子、轉(zhuǎn)子同心等。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征十、機(jī)器軟腳及與之相關(guān)的共振1．軟腳固定螺栓松動(dòng)到可以用手動(dòng)擰緊程度，機(jī)器的底腳大大翹曲，這時(shí)便出現(xiàn)軟腳。這不總是會(huì)引起大的振動(dòng)增大。然而，假設(shè)軟腳影響了對(duì)中或電動(dòng)機(jī)氣隙、同心度，那么會(huì)引起明顯的振動(dòng)增大。2．彈性腳彈性腳會(huì)引起大的框架變形，導(dǎo)致振動(dòng)和力增大，框架中軸承座等應(yīng)力增大。在試圖調(diào)整底腳程度度時(shí)，強(qiáng)迫把彈性腳的固定螺栓向下擰緊，會(huì)出現(xiàn)這種情況。3．相關(guān)腳與把固定螺栓或螺栓組合松開到可手動(dòng)擰緊程度時(shí)相比較，相關(guān)腳的共振可以使振動(dòng)幅值猛烈增大五倍到十倍甚至更大。擰緊時(shí)，這個(gè)固定螺栓可明顯改動(dòng)該底腳或機(jī)器框架本身的自然頻率。第一節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型缺點(diǎn)的機(jī)理和特征第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)有資料顯示僅有10%～20%的軸承到達(dá)或接近設(shè)計(jì)壽命。其他部分由于如下各種緣由達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命：光滑不當(dāng)，運(yùn)用錯(cuò)誤的光滑劑；光滑劑或軸承內(nèi)混入贓物或雜質(zhì)；運(yùn)輸或存放不當(dāng)；選型不當(dāng)、安裝錯(cuò)誤等?？傮w來講，滾動(dòng)軸承異常的根本方式有六種。一、滾動(dòng)軸承異常的根本方式1．疲勞剝落在滾動(dòng)軸承中，滾道和滾動(dòng)體外表既接受載荷，又相對(duì)滾動(dòng)。由于交變載荷的作用，首先在外表一定深度處構(gòu)成裂紋，繼而擴(kuò)展到使表層構(gòu)成剝落坑，最后開展到大片剝落。這種疲勞剝落景象呵斥了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的沖擊載荷，使振動(dòng)和噪聲加劇。2．磨損滾道和滾動(dòng)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及雜質(zhì)異物的侵入都引起外表磨損，光滑不良加劇了磨損。磨損導(dǎo)致軸承游隙增大，外表粗糙，降低了機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)精度，增大了振動(dòng)和噪聲。3．塑性變形軸承因遭到過大的沖擊載荷、靜載荷、落入硬質(zhì)異物等在滾道外表上構(gòu)成凹痕或劃痕，而且一旦有了壓痕，壓痕引起的沖擊載荷會(huì)進(jìn)一步使臨近外表剝落。由載荷的累積作用或短時(shí)超載會(huì)引起軸承的塑性變形。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)4．腐蝕光滑油、水或空氣中水分引起外表銹蝕，軸承內(nèi)部有較大電流經(jīng)過呵斥的電腐蝕，以及軸承套圈在座孔中或軸頸上微小相對(duì)運(yùn)動(dòng)呵斥的微振腐蝕。5．?dāng)嗔殉Ｒ蜉d荷過大或疲勞引起軸承零件破裂。熱處置、裝配引起的剩余應(yīng)力，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱應(yīng)力過大也會(huì)引起斷裂。6．膠合在光滑不良，高速重載下，由于摩擦發(fā)熱，軸承零件可以在極短時(shí)間內(nèi)到達(dá)很高的溫度，導(dǎo)致外表燒傷，或某處外表上的金屬粘附到另一外表上。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)二、滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷方法1．有效值和峰值判別法——有效值適用于磨損這類異常，但不宜用于剝落、壓痕這類具有瞬變沖擊振動(dòng)的異常，此時(shí)峰值比有效值適用。2．峰值因數(shù)法——優(yōu)點(diǎn)是不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的影響，也不受振動(dòng)信號(hào)絕對(duì)程度的影響，但這種方法對(duì)磨損這類異常幾乎無檢出才干。3．概率密度分析法——軸承由于磨損、疲勞、腐蝕、斷裂、壓痕、膠合等要素會(huì)使軸承振幅增大，振動(dòng)諧波增多，高密度區(qū)增高，而兩旁的低密度區(qū)向外擴(kuò)展。此時(shí)利用峭度作為診斷特征量將很有效。4．低頻信號(hào)接納法——直接丈量因精加工外表外形誤差或疲勞剝落而出現(xiàn)的脈沖頻率。由于很難發(fā)現(xiàn)軸承早期缺點(diǎn)，僅在簡(jiǎn)單機(jī)器中采用。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)5．中頻帶通濾波法——設(shè)定相應(yīng)帶通濾波頻帶，檢測(cè)軸承外環(huán)一階徑向固有振動(dòng)頻率，根據(jù)其出現(xiàn)與否作出診斷。6．諧振動(dòng)信號(hào)接納法——此法以〔30—40〕kHz作為監(jiān)測(cè)頻帶，捕捉軸承其它元件的固有振動(dòng)信號(hào)作為診斷根據(jù)。此法對(duì)傳感器頻響特性要求很高。值得一提的是，合理利用加速度傳感器系統(tǒng)的一階諧振頻率作為監(jiān)測(cè)頻帶，同樣可以到達(dá)診斷滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)的目的。7．包絡(luò)法——美國(guó)ENTEK公司開發(fā)的g/SE技術(shù)即采用包絡(luò)法。8．高通絕對(duì)值頻率分析法——將1kHz高通濾波后的波形作絕對(duì)值處置，再進(jìn)展頻率分析，即可判明各種缺點(diǎn)緣由。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)三、滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)開展的四個(gè)階段1．第一階段滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)初始階段滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)的最早的指示出如今從約20K到60K赫茲頻率范圍內(nèi)的超聲頻率，后來，滾動(dòng)軸承磨損增大時(shí)，通常頻率下降到約1K到8K赫茲，這些可以用振動(dòng)尖峰能量g/SE、高頻加速度〔HFD〕g和沖擊脈沖SPM來評(píng)定這些頻率。例如，在滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)第一階段中，振動(dòng)尖峰能量值首先出現(xiàn)為0.25g/SE，實(shí)踐的值與丈量位置和機(jī)器的轉(zhuǎn)速有關(guān)。采集g/SE譜可提示和證明滾動(dòng)軸承能否處于滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)開展的第一階段中。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)2．第二階段滾動(dòng)軸承細(xì)微缺點(diǎn)階段細(xì)微的滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)開場(chǎng)“瞬態(tài)擾動(dòng)〞滾動(dòng)軸承的零件的自然頻率，這些自然頻率主要出如今500到2K赫茲頻率范圍內(nèi)。這些自然頻率也能夠是滾動(dòng)軸承支承構(gòu)造的自然頻率。在滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)的第二階段末期，在自然頻率的左側(cè)和右側(cè)出現(xiàn)邊帶頻率。振動(dòng)尖峰能量的總量值增大，例如，從0.25g/SE增大到0.5g/SE。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)3．第三階段滾動(dòng)軸承宏觀缺點(diǎn)階段在滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)的第三階段中，出現(xiàn)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)頻率及其諧波頻率。當(dāng)滾動(dòng)軸承的磨損擴(kuò)展時(shí)，出現(xiàn)更多階次的滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)頻率的諧波頻率，邊帶頻率數(shù)量增多，在軸承缺點(diǎn)頻率的諧波頻率和軸承零件的自然頻率的兩側(cè)的邊帶數(shù)量都增多，振動(dòng)尖峰能量的總量值繼續(xù)增大。例如從0.5g/SE增大到5g/SE，這時(shí)，曾經(jīng)可以看到滾動(dòng)軸承的磨損，并且，磨損擴(kuò)展到滾動(dòng)軸承的周圍，尤其是伴隨在軸承缺點(diǎn)頻率兩側(cè)有許多明晰的邊帶時(shí)。g/SE譜、高頻解調(diào)和包絡(luò)頻譜協(xié)助證明滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)的第三階段。這時(shí)，應(yīng)該改換滾動(dòng)軸承了，與振動(dòng)頻譜中滾動(dòng)軸承的缺點(diǎn)頻率的幅值無關(guān)。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)4．第四階段滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)最后階段朝著滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)開展的最后階段開展，甚至影響轉(zhuǎn)速頻率的振動(dòng)幅值。該頻率的幅值增大，通常還引起轉(zhuǎn)速頻率的許多諧波頻率的幅值增大。離散的滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)頻率和軸承零件自然頻率實(shí)踐上開場(chǎng)“消逝〞，被隨機(jī)的寬帶高頻“噪聲地平〞替代。此外，高頻噪聲地平和振動(dòng)尖峰能量?jī)烧叩姆惮F(xiàn)實(shí)上能夠減小，但是，恰好到損壞之前，振動(dòng)尖峰能量和高頻加速度值通常增大到過大的幅值。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)案例一滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)的診斷軸承每一種零件有其特殊的缺點(diǎn)頻率。隨著缺點(diǎn)開展，它的幅值添加，并有諧波；諧波兩邊產(chǎn)生邊頻。還可用非頻率域的診斷方法，如共振解調(diào)。電機(jī)離心泵PIPO1X2X頻率缺點(diǎn)根本頻率6.71X根本頻率的四個(gè)諧波帶滾動(dòng)軸承的機(jī)械的頻譜特點(diǎn)不平衡不對(duì)中松動(dòng)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)頻率四、g/SE技術(shù)在滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷中的運(yùn)用1．根本原理美國(guó)ENTEK公司開發(fā)的g/SE技術(shù)提供了滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷的一個(gè)便利平臺(tái)，首先簡(jiǎn)單引見一下其根本原理：由于軸承元件的缺陷，滾動(dòng)體依次滾過任務(wù)面缺陷遭到反復(fù)沖擊而產(chǎn)生的低頻脈動(dòng)，稱為軸承的“經(jīng)過振動(dòng)〞，滾動(dòng)軸承異常而在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生脈動(dòng)時(shí)，不但引起高頻沖擊振動(dòng)，而且此高頻振動(dòng)的幅值還遭到脈動(dòng)激發(fā)力的調(diào)制；第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)g/SE實(shí)踐是一種濾波器，它運(yùn)用包絡(luò)法將上述經(jīng)調(diào)制的高頻分量拾取，經(jīng)放大，濾波后送入解調(diào)器，即可得到原來的低頻脈動(dòng)信號(hào)，再經(jīng)快速傅立葉變換〔FFT〕即可獲得g/SE譜；包絡(luò)法把與滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)有關(guān)的信號(hào)從高頻調(diào)制信號(hào)中解調(diào)出來，從而防止與其它如不平衡、不對(duì)中等低頻干擾的混淆，故有很高的診斷可靠性和靈敏度，可根據(jù)包絡(luò)信號(hào)的頻率成份識(shí)別出產(chǎn)生缺點(diǎn)的元件〔如內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾動(dòng)體〕來。因此，當(dāng)測(cè)試滾動(dòng)軸承時(shí)，我們運(yùn)用g/SE濾波器丈量g/SE總值和頻譜，可以發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)軸承的早期缺點(diǎn)并跟蹤其開展趨勢(shì)。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)2．軸承缺點(diǎn)頻率計(jì)算從軸承頻率項(xiàng)數(shù)據(jù)庫中查詢出案例中各軸承的缺點(diǎn)頻率，見下表。軸承號(hào)軸承型號(hào)轉(zhuǎn)速基頻滾動(dòng)體外環(huán)內(nèi)環(huán)1#SKF2318489rpm1.485.8813.6617.452#SKF63261308rpm21.8047.8768.28106.083#NSK6309Z1752rpm29.2058.4289.23144.35第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)案例二軸承綜合〔內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾動(dòng)體〕缺點(diǎn)左圖可見明晰的內(nèi)環(huán)缺點(diǎn)頻率17.98Hz諧頻成份、外環(huán)缺點(diǎn)頻率13.47Hz成份及滾動(dòng)體缺點(diǎn)頻率5.46Hz成份，闡明1#軸承存在嚴(yán)重缺點(diǎn)。右圖那么是改換軸承后的gSE譜，可見缺點(diǎn)已排除。1#軸承g(shù)/SE缺點(diǎn)譜圖改換1#軸承后g/SE譜圖1#軸承實(shí)踐損壞情況見以下圖，其內(nèi)環(huán)已產(chǎn)生一向穿裂紋，且外滾道沿圓周方向約120°范圍存在大量疲勞剝落。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)案例三軸承外環(huán)缺點(diǎn)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，其g/SE譜〔左圖〕中外環(huán)缺點(diǎn)頻率68.51Hz成份占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，闡明2#軸承外環(huán)存在缺點(diǎn)病癥。這一缺點(diǎn)隱患自發(fā)生以來，分別于2004年3月5日給軸承加注光滑脂，于3月19日對(duì)該處聯(lián)軸節(jié)進(jìn)展找正，每次處置后振動(dòng)幅值均有明顯下降，但很快便即復(fù)升，察看右圖中的形狀趨勢(shì)線已可以得出這樣的結(jié)論：其趨勢(shì)峭度越來越大，該設(shè)備缺點(diǎn)的最終表現(xiàn)方式——軸承缺點(diǎn)已開展至后期。3月24日，我們對(duì)該軸承勝利進(jìn)展了改換，修后恢復(fù)正常。軸承損傷情況主要表現(xiàn)為外滾道、內(nèi)滾道外表產(chǎn)生一圈凹痕，其中外滾道損傷情況尤為嚴(yán)重，凹痕最深處約0.3mm左右。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)案例四軸承滾動(dòng)體缺點(diǎn)3#(P71)軸承存在滾動(dòng)體缺點(diǎn)頻率57.86Hz成份，判別能夠是滾動(dòng)體產(chǎn)生磨損。光滑脂發(fā)黑失效是引起滾動(dòng)體磨損的主要緣由。五、采用沖擊脈沖法診斷滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)沖擊脈沖法是瑞典SPM公司的專利技術(shù)。從20世紀(jì)80年代起，我國(guó)企業(yè)廣泛運(yùn)用沖擊脈沖法診斷滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)，獲得顯著的效果。由于采用沖擊脈沖法診斷滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)便有效，最受企業(yè)歡迎。即使到了跨入21世紀(jì)的今天，沖擊脈沖法依然是用于現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易診斷的有效手段之一。1．沖擊脈沖法的根本原理沖擊脈沖法從本質(zhì)上來說仍屬于振動(dòng)診斷的范圍，但它又與普通的振動(dòng)診斷在實(shí)施步驟和判別方法上都有很大的差別。

第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的滾動(dòng)軸承，接受著整個(gè)轉(zhuǎn)子的動(dòng)、靜負(fù)荷，任務(wù)條件極其嚴(yán)酷，因此，對(duì)軸承的質(zhì)量、運(yùn)轉(zhuǎn)條件都有很高的要求。軸承上的每一點(diǎn)缺陷，如滾動(dòng)體疲勞剝蝕、滾道磨損，堅(jiān)持架變形或者斷裂，內(nèi)外圈與軸、孔配合松動(dòng)而產(chǎn)生摩擦，以及缺乏光滑油或油中混入雜質(zhì)等，都會(huì)在軸承振動(dòng)信號(hào)中反映出來。滾動(dòng)體的沖擊會(huì)產(chǎn)生寬帶高頻沖擊脈沖振動(dòng)，沖擊脈沖構(gòu)成高頻緊縮波在金屬內(nèi)部傳送給軸承座。這種高頻緊縮波一旦被安頓在軸承座上的傳感器所接納，經(jīng)丈量?jī)x器處置后，顯示出軸承的高頻沖擊脈沖，就可以據(jù)此判別軸承處于何種形狀。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)沖擊脈沖計(jì)是沖擊脈沖法原理診斷滾動(dòng)軸承的公用儀器。其加速度傳感器〔即沖擊脈沖探頭〕對(duì)輸出信號(hào)的處置有別于普通的振動(dòng)法。它對(duì)振動(dòng)信號(hào)不作寬頻帶丈量，而只是在傳感器的固有頻率上丈量。圖5-38CMJ-1型沖擊脈沖計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖1—?dú)んw2—揚(yáng)聲器3—發(fā)光二極管4—預(yù)置撥盤5—任務(wù)撥盤6—探頭〔加速度傳感器〕軸承的沖擊振動(dòng)經(jīng)軸承座傳播到加速度傳感器上，激起其固有頻率的減幅振蕩，這個(gè)振動(dòng)的幅度與軸承缺點(diǎn)的嚴(yán)重程度成正比。在我國(guó)企業(yè)得到廣泛運(yùn)用的國(guó)產(chǎn)CMJ-1型沖擊脈沖計(jì)就屬于這類儀器，圖5-38就是它的構(gòu)造表示圖。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)由于這種沖擊脈沖計(jì)把軸承轉(zhuǎn)速和軸承大小〔內(nèi)徑〕兩個(gè)要素在儀器中歸一到同一個(gè)尺度上，使得儀器的指示值僅與軸承損傷程度有關(guān)，各種類型、各種尺寸的滾動(dòng)軸承只需憑沖擊脈沖值〔即地毯值dBc和規(guī)范值dBN〕就可以直接判別被測(cè)軸承能否存在缺點(diǎn)以及缺點(diǎn)和程度。即使在測(cè)試前不掌握被測(cè)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)檔案，也只需知道軸承轉(zhuǎn)速和內(nèi)徑就可以實(shí)行診斷了。而了解軸承的轉(zhuǎn)速和內(nèi)徑是比較容易做到的。到了20世紀(jì)90年代，雖然又有電腦軸承分析儀之類的儀器問世，但操作條件都比CMJ-1沖擊脈沖計(jì)繁瑣得多，僅了解軸承各項(xiàng)參數(shù)這一條在現(xiàn)場(chǎng)就難于作到，因此給現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用帶來很大的費(fèi)事，遠(yuǎn)沒有操作CMJ-1型脈沖計(jì)簡(jiǎn)便。

第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)該當(dāng)指出，采用沖擊脈沖法診斷滾動(dòng)軸承，只能判明軸承的總體形狀是正常還是異常，以及損傷的嚴(yán)重程度，但不能如頻譜分析一樣確定其中哪個(gè)元件損壞。不過，這在消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維修中能做到這一點(diǎn)也曾經(jīng)夠了。由于對(duì)滾動(dòng)軸承這樣的易損件，只需其中任何一個(gè)元件損壞，都得進(jìn)展整個(gè)軸承改換，從來沒有修復(fù)的先例，所以無需將缺點(diǎn)定位到某個(gè)元件上。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)2．沖擊脈沖法實(shí)施要點(diǎn)采用沖擊脈沖法診斷滾動(dòng)軸承，為獲得最正確效果，必需掌握幾個(gè)要點(diǎn)：⑴選擇測(cè)點(diǎn)為了準(zhǔn)確地判別軸承的形狀，必需掌握準(zhǔn)確的信息。因此在選擇軸承測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)遵守以下幾條原那么：①測(cè)點(diǎn)要選在軸承的承載區(qū)，普通為軸承的下部，對(duì)著軸的轉(zhuǎn)向位置，如圖5-40所示。

第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)沖擊脈沖計(jì)的傳感器探頭抵住軸承座的不同部位，其檢測(cè)的靈敏度差別很大，如圖5-41所示。假設(shè)在承載區(qū)內(nèi)靈敏度為100%，那么在偏離承載區(qū)方向±45°的部位處那么下降為95%，而在軸向那么降為22%～25%。所以測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡能夠選在承載區(qū)±45°的區(qū)間內(nèi)。圖5-40運(yùn)用CMJ-1測(cè)點(diǎn)位置表示圖1—滾動(dòng)軸承2—軸承座3—沖擊脈沖探頭n—軸承轉(zhuǎn)速d—軸承內(nèi)徑A—測(cè)點(diǎn)圖5-41滾動(dòng)軸承不同丈量部位脈沖衰減情況第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)②選擇測(cè)點(diǎn)必需思索傳送通道對(duì)信號(hào)的影響。滾動(dòng)軸承引起的沖擊振動(dòng)，由沖擊點(diǎn)以半球面波的方式向外傳播，經(jīng)過軸承零件、軸承座傳送到箱體或機(jī)架。應(yīng)該保證在軸承和探頭間有直線傳送途徑，且測(cè)點(diǎn)離軸承外圈的間隔越短、越直越好，其間隔普通不超越75mm。振動(dòng)信號(hào)每經(jīng)過一次零件界面，其能量損失達(dá)80%。因此，要盡量減少傳送通道上的中間界面，只需一個(gè)界面最理想，如圖5-40中之測(cè)點(diǎn)A即是理想丈量部位。此外，在信號(hào)傳送途中，還應(yīng)該盡量避開空腔、水套、填料、螺栓之類的中間介質(zhì)或機(jī)器零件，以防止信號(hào)衰減。從左圖所舉例子中，我們可以得到這方面的啟示。另外，凡設(shè)置有防護(hù)罩遮蓋的測(cè)點(diǎn)位置，丈量時(shí)應(yīng)拆離防護(hù)罩〔如丈量電動(dòng)機(jī)尾部軸承時(shí)〕，或者事先在測(cè)點(diǎn)處將防護(hù)罩開一個(gè)能安頓傳感器探頭的圓孔。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)③探頭抵住軸承部位的曲率半徑〔r〕要大于探頭頂端的球面半徑〔對(duì)于CMJ-1型沖擊脈沖計(jì)r>8mm〕。這樣，才可以保證探頭與被測(cè)面有良好的接觸，如右圖所示。④被測(cè)面要光潔，去掉厚實(shí)的油漆表層或其他綁涂物，讓探頭與金屬直接接觸，防止緊縮波受阻尼衰減。圖5-42沖擊脈沖測(cè)試測(cè)點(diǎn)選擇正誤舉例a)脈沖波應(yīng)直線傳播；b)傳送通道界面越少越好圖5-43探頭接觸面正誤舉例第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)⑵留意測(cè)試條件在測(cè)試過程中，應(yīng)使軸承有充分的光滑，并使之接受一定的載荷，以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而且每次測(cè)試都在大致一樣的工況條件下，運(yùn)用一樣的儀器進(jìn)展，以保證測(cè)值的真實(shí)性和可比性。⑶排除沖擊干擾劇烈的外來沖擊干擾源的存在，是實(shí)施沖擊脈沖法的最大妨礙，會(huì)使測(cè)值嚴(yán)重失真，呵斥誤判誤診。因此要擅長(zhǎng)識(shí)別和排除干擾：①作用于軸承的沖擊干擾的來源：沖擊干擾主要是由機(jī)器本身的機(jī)械缺點(diǎn)或本身的構(gòu)造特點(diǎn)所引起的，有時(shí)還會(huì)遭到流體動(dòng)力噪聲的干擾。轉(zhuǎn)動(dòng)部件與定子間的碰擦、銜接部位松動(dòng)、聯(lián)軸器不對(duì)中、水泵汽蝕等均會(huì)產(chǎn)生沖擊干擾，直接或間接地改動(dòng)測(cè)值的真實(shí)性。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)②判別和尋覓沖擊干擾源的方法：判別和尋覓沖擊干擾源的簡(jiǎn)易方法，可在軸承附近的非測(cè)區(qū)選幾個(gè)測(cè)點(diǎn)〔最好是先有界面隔開的地方〕，測(cè)取其脈沖值，如測(cè)值等于甚至大于軸承測(cè)點(diǎn)部位的沖擊脈沖值，很能夠有干擾源存在，該當(dāng)進(jìn)一步確認(rèn)，必要時(shí)須借助其他方法進(jìn)展測(cè)定分析，并予以排除，然后再實(shí)施沖擊脈沖法診斷。該當(dāng)留意，有的沖擊干擾源并非由設(shè)備缺點(diǎn)產(chǎn)生，而是機(jī)械本身的構(gòu)造特點(diǎn)所固有的特性表現(xiàn)。比如有些精度不高的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，都是構(gòu)成沖擊的發(fā)源地。每碰到這種情況，就不能采用常規(guī)的判別方法了。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)⑷準(zhǔn)確判讀dBc和dBN采用CMJ-1沖擊脈沖計(jì)測(cè)取沖擊脈沖值〔dBc和dBN〕，都不是數(shù)字顯示，要靠區(qū)分聲光信號(hào)去判讀，丈量時(shí)，經(jīng)過調(diào)理任務(wù)撥盤：假設(shè)從揚(yáng)聲器里聽到的是延續(xù)聲與延續(xù)之間的欲斷而未斷的聲音，其時(shí)測(cè)得的值為dBc值；假設(shè)從揚(yáng)聲器里聽到的是延續(xù)聲，相隔約10s才干聽到一次發(fā)聲，其時(shí)發(fā)光二極管與聲音同步閃爍，這時(shí)測(cè)得的就是dBN值，聲音間隔不規(guī)那么也不要緊。參看圖5-44。圖5-44判讀dBc和dBN第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)⑸建立判別規(guī)范

采用CMJ-1型沖擊脈沖計(jì)診斷滾動(dòng)軸承，首先要調(diào)理預(yù)置撥盤，使軸承內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速兩個(gè)刻度值對(duì)齊，其時(shí)讀出軸承的初始值dBi，然后測(cè)取軸承的地毯值dBc和規(guī)范值dBN，據(jù)此二值即可按以下判別準(zhǔn)那么判別軸承的形狀：①當(dāng)dBc≤10dB，dBN≤20dB，軸承形狀良好。②當(dāng)20dB＜dBN≤35dB時(shí)，軸承有早期損傷，要親密監(jiān)視。③當(dāng)dBN＞50dB時(shí)，軸承損傷嚴(yán)重，應(yīng)檢查改換。第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)脈沖值dBN與軸承壽命關(guān)系如圖5-45所示。圖5-45沖擊脈沖值與軸承壽命的關(guān)系第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)④軸承光滑不良〔如缺乏光滑油或油中混有雜質(zhì)等〕，雖然不屬于軸承本身的缺點(diǎn)，但卻與軸承缺點(diǎn)有著親密的聯(lián)絡(luò)。現(xiàn)實(shí)上，許多軸承缺點(diǎn)就是由光滑不良引發(fā)的。所以在現(xiàn)場(chǎng)診斷中，經(jīng)常把對(duì)軸承光滑情況的檢測(cè)也當(dāng)作對(duì)軸承診斷的內(nèi)容之一。利用CMJ-1沖擊脈沖計(jì)，經(jīng)過丈量地毯值dBc和規(guī)范值dBN，從兩者的數(shù)值大小和相互比較中可以作如下判別：假設(shè)dBc和dBN增大〔普通dBC＞20dB〕，且兩者數(shù)值比較接近，dBN稍大于dBc，那么可判軸承光滑不良。當(dāng)軸承光滑不良時(shí)，dBc和dBN的關(guān)系可參看圖5-46。圖5-46軸承光滑不良時(shí)dBc和dBN值比較第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)3．診斷實(shí)例沖擊脈沖法廣泛運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)滾動(dòng)軸承的缺點(diǎn)診斷，特別適用于那些運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的機(jī)電設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、離心式水泵、離心式風(fēng)機(jī)等類設(shè)備。只需操作方法得當(dāng)，確診率可到達(dá)90%以上。下表列舉了幾個(gè)典型的實(shí)例。序號(hào)診斷對(duì)象沖擊脈沖值/dBc測(cè)值特征狀態(tài)判別結(jié)果驗(yàn)證dBcdBN1電動(dòng)機(jī)尾部軸承4752兩值均較大，且數(shù)值較接近潤(rùn)滑不正常潤(rùn)滑脂干涸油質(zhì)已發(fā)黑2風(fēng)機(jī)前軸承1542dBN值較大，且比dBc大得多軸承元件損傷保持架斷裂，內(nèi)圈滾道表面脫落，有凹坑3水泵軸承3856dBN嚴(yán)重超標(biāo)，且與

dBc相差較大軸承損傷嚴(yán)重保持架松脫4水泵電機(jī)前軸承3545dBN值較大軸承存在故障內(nèi)圈松動(dòng)，并發(fā)生端部摩擦5

C616車床主軸承3035兩值大小較接近軸承狀態(tài)不好潤(rùn)滑不良影響了工件的加工精度，是剛購(gòu)進(jìn)的新軸承，因質(zhì)量差而退貨6深井泵軸承3032兩值相當(dāng)接近軸承潤(rùn)滑狀態(tài)不良軸承潤(rùn)滑油眼堵塞，清水進(jìn)入軸承第二節(jié)滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)診斷技術(shù)第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)齒輪傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中最常見的傳動(dòng)方式。齒輪異常又是誘發(fā)機(jī)器缺點(diǎn)的重要要素。由于齒輪制造、操作、維護(hù)以及齒輪資料、熱處置、運(yùn)轉(zhuǎn)形狀等要素的不同，會(huì)產(chǎn)生各種方式的異常。齒輪異常的根本方式有齒面磨損、齒面膠合和擦傷、齒面接觸疲勞〔點(diǎn)蝕〕、彎曲疲勞與斷齒、齒面塑性變形等，其中斷齒和點(diǎn)蝕是齒輪缺點(diǎn)的主要缺點(diǎn)方式。齒輪異常還可分為部分的和分布的，前者集中于某個(gè)或幾個(gè)齒上，后者分布在齒輪各輪齒上。如齒面磨損和點(diǎn)蝕就是分布缺陷，而斷齒那么是部分缺陷，或者說是集中缺陷。一、齒輪振動(dòng)監(jiān)測(cè)及頻域缺點(diǎn)診斷通常是在齒輪箱上測(cè)取振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過FFT處置后，作振動(dòng)信號(hào)的功率譜分析，借以監(jiān)測(cè)和診斷齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)工況。1．嚙合頻率及各次諧波的分析1S(f)23f圖5-47磨損的典型頻譜〔虛線為磨損后情況〕齒輪處于正?；虍惓Ｐ螤钕?，嚙合頻率振動(dòng)成分及其諧波總是存在的，但兩種形狀下的振動(dòng)程度是有差別的。嚙合頻率及其各階諧波成分和齒輪磨損有關(guān)。隨著齒輪的磨損，頻譜上嚙合頻率及其各階諧波幅值都會(huì)上升，見圖5-47。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)可見該設(shè)備Ⅱ級(jí)減速齒輪嚙合頻率178.8Hz成分存在一很高的以過橋軸工頻為間隔的下邊頻172.73Hz成分，闡明齒輪有偏載跡象。2．邊頻帶分析⑴當(dāng)齒輪偏心，齒距緩慢的周期變化及載荷的周期動(dòng)搖等缺陷存在時(shí)，齒輪每轉(zhuǎn)一周，缺陷反復(fù)作用一次，根據(jù)調(diào)制原理，在嚙合頻率及其諧頻的兩側(cè)將產(chǎn)生mfc±nfz〔m,n=1,2,3,…〕的邊帶。值得留意的是，與偏心有關(guān)聯(lián)的經(jīng)常是下邊頻帶，即它僅有fc－nfz的成分〔注：fc＋nfz的成分由于很矮，可以忽略不計(jì)〕，如下圖：第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)⑵轉(zhuǎn)軸上聯(lián)軸節(jié)不平衡、不對(duì)中等缺點(diǎn)會(huì)在嚙合頻率及其諧頻兩側(cè)產(chǎn)生mfc±2nfz〔m,n=1,2,3,…〕的邊帶。⑶齒面剝落、裂紋、斷齒會(huì)產(chǎn)生周期脈沖，產(chǎn)生部分缺點(diǎn)特有的瞬態(tài)調(diào)制，在嚙合頻率及其兩側(cè)產(chǎn)生一系列邊帶。其特點(diǎn)是：邊帶階數(shù)多而譜線分散，由于高階邊頻的相互疊加而使邊頻外形各異。⑷齒輪“點(diǎn)蝕〞等分布缺點(diǎn)其邊帶階數(shù)少、而集中在嚙合頻率及其諧頻的兩側(cè)。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)二、齒輪頻譜1．齒輪正常時(shí)的頻譜正常齒輪的頻譜表示高速齒輪和低速齒輪的轉(zhuǎn)速，齒輪的嚙合頻率和非常小的齒輪嚙合頻率的諧波頻率。齒輪嚙合頻率通常在它們的兩側(cè)有高、低速齒輪的轉(zhuǎn)速頻率邊帶。一切尖峰的幅值都很小，沒有激起齒輪的自然頻率。知齒輪的齒數(shù)時(shí)，建議數(shù)采時(shí)頻率范圍高限設(shè)定為至少3.25倍嚙合頻率，假設(shè)不知道齒輪的齒數(shù)，把頻率范圍設(shè)定為每根軸的轉(zhuǎn)速的100倍。2．齒磨損齒磨損的關(guān)鍵指示是激起齒輪的自然頻率和在此齒輪自然頻率兩側(cè)伴有磨損的齒的轉(zhuǎn)速頻率邊帶。當(dāng)齒輪磨損明顯時(shí)，雖然邊帶的幅值高并且有齒輪齒合頻率兩側(cè)出現(xiàn)的邊帶數(shù)量增多，但是齒輪嚙合頻率的幅值能夠變化也能夠不變化。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)3．齒的負(fù)載齒輪嚙合頻率往往對(duì)齒的負(fù)載非常敏感。齒輪嚙合頻率的幅值高未必一定指示有缺點(diǎn)，尤其是假設(shè)邊帶頻率幅值堅(jiān)持較小，沒有激起齒輪自然頻率的時(shí)候。為了頻譜比較有意義，每次丈量分析都應(yīng)該在系統(tǒng)處于最大負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)展。4．齒輪偏心和齒隙游移在齒輪嚙合頻率兩側(cè)非常高的邊帶幅值往往闡明齒輪偏心〔經(jīng)常是下邊頻帶更突出〕。齒隙游移或兩根齒輪軸不平行，使一個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速或另一個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速調(diào)制齒輪嚙合頻率的幅值，邊帶頻率的間隔指示哪個(gè)齒輪有缺點(diǎn)。假設(shè)齒輪偏心是占優(yōu)勢(shì)的缺點(diǎn)，那么偏心的齒輪的轉(zhuǎn)速頻率的幅值通常較高。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)邊帶是比齒輪嚙合頻率本身更好的齒磨損的指示。而且，雖然齒輪嚙合頻率的幅值是可以接受的，但是2倍嚙合頻率或3倍嚙合頻率，尤其是3倍嚙合頻率的幅值經(jīng)常很高。不適當(dāng)?shù)凝X隙游移通常要激起齒輪嚙合頻率的諧波頻率和齒輪的自振頻率。而且它們都伴有轉(zhuǎn)速頻率的邊帶。假設(shè)齒隙游移是缺點(diǎn)，那么隨著負(fù)載增大，齒輪嚙合頻率的幅值經(jīng)常隨負(fù)載增大而減小。圖5-49指示能夠存在齒輪偏心或齒隙游移。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)5．齒輪不對(duì)中齒輪不對(duì)中幾乎總是激起第二階或高階齒輪嚙合頻率諧波頻率，并且它們都伴有轉(zhuǎn)速邊帶。往往只顯示小的齒輪嚙合頻率的幅值，但是2倍嚙合頻率或3倍嚙合頻率的幅值較高，如圖5-50所示：設(shè)定足以采集至少3倍嚙合頻率諧波頻率的最高頻率范圍很重要，而且，2倍嚙合頻率兩側(cè)常伴有2倍轉(zhuǎn)速頻率邊帶。請(qǐng)留意，由于齒不對(duì)中，齒輪嚙合頻率及其諧波頻率的左側(cè)和右側(cè)的邊帶頻率的幅值不等，引起不均勻磨損。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)6．齒斷或齒裂齒斷或齒裂僅在時(shí)域波形中產(chǎn)生這個(gè)齒的轉(zhuǎn)速頻率的大幅值，另外，它激起齒輪自然頻率，并伴有斷的或裂的齒的齒輪的轉(zhuǎn)速邊帶。在時(shí)域波形中最好檢測(cè)，斷的齒或裂的齒每次試圖與跟它匹配的齒輪的齒相嚙合時(shí)，都出現(xiàn)一個(gè)明顯的尖峰，如圖5-51所示：第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)兩次沖擊之間的時(shí)間將相應(yīng)于斷的齒或裂的齒的齒輪轉(zhuǎn)速的倒數(shù)，時(shí)域中沖擊尖峰的幅值往往比譜中的轉(zhuǎn)速頻率的幅值高10到20倍。7．齒輪組合形狀問題齒輪組合形狀頻率可產(chǎn)生齒輪嚙合頻率的分?jǐn)?shù)倍頻率。假設(shè)齒輪有制造缺陷，那么將出現(xiàn)齒輪組合形狀頻率或其諧波頻率，假設(shè)污染顆粒經(jīng)過齒輪嚙合，導(dǎo)致吸入污染顆粒時(shí)嚙合的齒進(jìn)入和退出嚙合中或者重新定位齒輪時(shí)使嚙合的齒損壞，于是在定期監(jiān)測(cè)的頻譜中忽然出現(xiàn)齒輪組合形狀頻率必需留意。其中齒輪組合形狀頻率fa=fc／Na式中：fc——齒輪嚙合頻率；Na——齒輪組合形狀數(shù)〔即一對(duì)嚙合齒輪的最大公約數(shù)，例如：低速齒輪齒數(shù)為48，高速齒輪齒數(shù)為18，那么這對(duì)齒輪的組合形狀數(shù)為6〕。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)8．齒擺動(dòng)缺點(diǎn)大齒輪和小齒輪兩者存在缺點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)齒擺動(dòng)頻率，那么大、小齒輪的缺點(diǎn)能夠是在制造時(shí)呵斥的，或由于錯(cuò)誤的處置，或在現(xiàn)場(chǎng)呵斥的。它可引起非常大的振動(dòng)，但是由于它主要出如今低頻范圍內(nèi)，所以常被丈量不當(dāng)喪失。有這種齒反復(fù)缺點(diǎn)的齒輪安裝通常從松動(dòng)中發(fā)出“轟鳴〞聲。有缺點(diǎn)的小齒輪和大齒輪的兩者同時(shí)進(jìn)入嚙合時(shí)發(fā)生最大效應(yīng)，在某些傳動(dòng)中，能夠僅每轉(zhuǎn)到每?jī)赊D(zhuǎn)出現(xiàn)一次。其中齒輪擺動(dòng)頻率ftr=〔fc×Na〕／〔z1×z2〕式中：z1——高速齒輪齒數(shù)；z2——低速齒輪齒數(shù)。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)9．軸承配合松動(dòng)支承齒輪的軸承間隙過大不僅可激起許多轉(zhuǎn)速頻率的諧波頻率，還常引起齒輪嚙合頻率、2倍嚙合頻率或3倍嚙合頻率的大的振動(dòng)呼應(yīng)。這些大幅值的齒輪嚙合頻率及其諧波頻率，振動(dòng)實(shí)踐上是對(duì)支承齒輪的軸承內(nèi)松動(dòng)的呼應(yīng)，并且不是缺點(diǎn)的緣由。軸承過大的磨損或者在安裝時(shí)軸承裝到軸頸上的配合不當(dāng)可引起這種過大的間隙。假設(shè)不修正，它可引起過大的齒輪磨損和對(duì)其它零部件的損壞。第三節(jié)齒輪缺點(diǎn)及其診斷技術(shù)第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)在對(duì)三相感應(yīng)電機(jī)進(jìn)展電氣缺點(diǎn)診斷時(shí)，振動(dòng)傳感器應(yīng)盡能夠徑向安裝在電機(jī)的外殼上，而不是象診斷機(jī)械缺點(diǎn)時(shí)那樣安裝在軸承座上，如圖5-52所示。電機(jī)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷包括機(jī)械缺點(diǎn)診斷和電氣缺點(diǎn)診斷兩個(gè)方面。在工廠實(shí)踐中，我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣一類問題，那就是如何界別機(jī)械缺點(diǎn)和電氣缺點(diǎn)。這里我們引見一個(gè)識(shí)別電磁振動(dòng)的根本方法，即察看斷電前后振動(dòng)幅值的變化：如斷電后振動(dòng)立刻消逝，是電磁振動(dòng)；反之那么是機(jī)械振動(dòng)。第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)一、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)1．定子偏心，短路的鐵芯片或松動(dòng)的鐵芯定子缺點(diǎn)產(chǎn)生2倍電源頻率的大振動(dòng)，如以下圖所示。定子偏心在轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生不均勻的氣隙，產(chǎn)生非常定向的振動(dòng)。在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中氣隙差不應(yīng)該超越百分之五，在同步電動(dòng)機(jī)中，氣隙差不應(yīng)該超越百分之十。軟腳和翹曲的根底可產(chǎn)生偏心的定子。松動(dòng)的鐵芯是由于定子支承剛性弱或松動(dòng)呵斥的。短路的定子鐵芯片可引起不均勻的部分發(fā)熱，使定子本身變形。這會(huì)產(chǎn)生熱引起的振動(dòng)，熱引起的振動(dòng)隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延伸可明顯增大，呵斥定子變形和靜止氣隙缺點(diǎn)。第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)假設(shè)電機(jī)的輸入電壓是三相平衡的〔可以用電壓表確認(rèn)〕，那么其三相電流也應(yīng)該是平衡的。2．用平衡法診斷定子繞組缺點(diǎn)的根本原理第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)3．轉(zhuǎn)子偏心〔可變氣隙〕偏心的轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子與靜子之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的可變的氣隙，引起脈沖振動(dòng)，通常在電源頻率的2倍諧頻與最接近的轉(zhuǎn)速頻率的諧波頻率之間，經(jīng)常需求“細(xì)化〞譜分別2倍電源頻率與轉(zhuǎn)速頻率的諧波頻率。偏心的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生2倍電源頻率及其兩側(cè)的極經(jīng)過頻率〔FP〕邊帶(P44)、轉(zhuǎn)速頻率及其兩側(cè)的極經(jīng)過頻率邊帶，極經(jīng)過頻率本身出如今低頻處。軟腳或不對(duì)中由于變形實(shí)踐上是機(jī)械的而不是電氣的缺點(diǎn)，常會(huì)引起可變的氣隙。轉(zhuǎn)子偏心〔可變氣隙〕典型頻譜如以下圖所示：〔P84〕第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)4．轉(zhuǎn)子缺點(diǎn)右圖是交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造表示圖。由于轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的主要部件，因此研討其缺點(diǎn)特征非常必要。目前診斷轉(zhuǎn)子繞組缺點(diǎn)主要采用譜分析法，其原理是：假設(shè)轉(zhuǎn)子回路有缺陷〔如鼠籠斷條、端環(huán)開焊〕，那么轉(zhuǎn)子回路的電氣不平衡會(huì)經(jīng)過電磁巧合對(duì)定子電流進(jìn)展調(diào)制，并且調(diào)制度的大小與轉(zhuǎn)子電流的不平衡程度及電機(jī)負(fù)載大小成正比。第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)轉(zhuǎn)子會(huì)感應(yīng)出頻率為sf的三相電流

〔s為轉(zhuǎn)差率，f為電源頻率〕在定子電流上會(huì)察看到調(diào)幅波,其載波頻率為電源頻率f,調(diào)制波頻率為2sf。在頻譜圖中同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)由2sf調(diào)制產(chǎn)生的譜峰，其頻率分別為f-2sf和f+2sf第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)定子電流頻譜中主峰與兩個(gè)旁辨的幅值差： 正常時(shí)：>50dB〔斷條率<2%〕 有斷條：<45dB〔斷條率>4%〕通常是用鉗型電流表〔帶信號(hào)輸出以便銜接儀器〕和數(shù)據(jù)采集器定期對(duì)電機(jī)定子電流進(jìn)展監(jiān)測(cè)，一旦上述幅值差小于50dB，或與正常時(shí)比較有較大幅度的下降，就應(yīng)引起高度留意。在丈量時(shí)需求留意:1)三相電源電壓應(yīng)比較穩(wěn)定和平衡;2)電機(jī)應(yīng)接近滿負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。假設(shè)發(fā)現(xiàn)三相定子電流有較大差別，那么應(yīng)疑心定子繞組有缺陷。最好先排除定子異常，然后再診斷鼠籠形狀。第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)下面，我們?cè)賮砜匆幌罗D(zhuǎn)子缺點(diǎn)的振動(dòng)頻譜特征。斷的或裂的轉(zhuǎn)子條或者短路環(huán)〔即端環(huán)〕、轉(zhuǎn)子條和短路環(huán)之間接觸不良、或者短路的轉(zhuǎn)子鐵芯片將產(chǎn)生轉(zhuǎn)速頻率的大振動(dòng)及其兩側(cè)的極經(jīng)過頻率邊帶。此外，這些缺點(diǎn)常產(chǎn)生轉(zhuǎn)速頻率的第二，第三，第四和第五階諧波頻率兩側(cè)的極經(jīng)過頻率邊帶。轉(zhuǎn)子條經(jīng)過頻率〔等于轉(zhuǎn)子條數(shù)目乘以轉(zhuǎn)速頻率〕或者它的諧波頻率、兩側(cè)的2倍電源頻率邊帶指示了轉(zhuǎn)子條松動(dòng)或者脫開。松動(dòng)的轉(zhuǎn)子條與端環(huán)之間電氣引起的電弧常表示出很高的幅值的2倍轉(zhuǎn)子條經(jīng)過頻率并且伴有2倍電源頻率邊帶，但是，轉(zhuǎn)子條經(jīng)過頻率的振動(dòng)幅值不增大。轉(zhuǎn)子條裂或斷的典型頻譜如以下圖所示：第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)5．交流電機(jī)相位問題〔接頭松動(dòng)〕由于松動(dòng)或者斷裂的接頭引起的相位問題可產(chǎn)生2倍電源頻率的過大的振動(dòng)，并且2倍電源頻率兩側(cè)伴有1/3倍、2/3倍電源頻率的邊帶，如以下圖所示：第四節(jié)電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)診斷技術(shù)假設(shè)不處理相位問題，2倍電源頻率處的振動(dòng)幅值能夠很高。假設(shè)有缺點(diǎn)的接頭只是偶爾接觸，那么它尤其成為問題。為了防止災(zāi)難性破壞，必