振动故障特征汇总表

合集下载

机械振动故障及其特征频谱

机械振动故障及其特征频谱15类常见的振动故障及其特征频谱:不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。

一、不平衡不平衡故障症状特征：◎振动主频率等于转子转速◎径向振动占优势◎振动相位稳定◎振动随转速平方变化◎振动相位偏移方向与测量方向成正比1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征：◎同一轴上相位差180°◎存在1X转速频率而且占优势◎振动幅值随提高的转速的平方变化◎可能引起很大的轴向及径向振动幅值◎动平衡需要在两个修正面内修正2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征：◎径向和轴向方向存在1X转速频率◎轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定◎悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：◎特征是轴向振动大◎联轴器两侧振动相位差180°◎典型地为1X和2X转速大的轴向振动◎通常不是1X，2X或3X转速频率占优势◎症状可指示联轴器故障2、平行不对中平行不对中症状特征：◎大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率◎2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状◎联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：◎振动症状类似于角向不对中◎试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题◎产生相位偏移约180°的侧面◎对侧面或顶部对底部的扭动运动三、偏心转子偏心转子症状特征：◎在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动◎相对相位差为0°或180°◎试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大四、弯曲轴弯曲轴症状特征：◎弯曲的轴产生大的轴向振动◎如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势◎如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势◎轴向方向的相位差趋向180°五、机械松动1、机械松动(A)机械松动(A)症状特征：◎机器底脚结构松动引起的◎基础变形将产生“软底脚”问题◎相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°2、机械松动(B)机械松动(B)症状特征：◎由地脚螺栓松动引起的◎可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时，由裂纹的结构或轴承座引起的3、机械松动(C)机械松动(C)症状特征：◎相位经常是不稳定的◎将产生许多谐波频率六、转子摩擦转子摩擦症状特征◎振动频谱类似于机械松动◎通常产生一系列可能激起自激振动的频率◎可能出现转速的亚谐波频率振动◎摩擦可能是部分圆周或整圆周的七、共振共振症状特征：◎当强迫振动频率与自振频率一致时，出现共振◎轴通过共振时，相位改变180°，系统处于共振状态时，将产生大幅值的振动八、皮带和皮带轮1、皮带共振皮带共振症状特征：◎如果皮带自振频率与驱动转速或被驱动转速频率一致，则可能出现大幅值的振动◎改变皮带张力可能改变皮带的自振频率2、皮带磨损、松动或不匹配皮带磨损、松动或不匹配症状特征：◎往往2X转速频率占优势◎振动幅值往往是不稳定的，有时是脉冲、频率或是驱动转速频率，或是被驱动转速频率◎齿形皮带磨损或不对中，将产生齿轮皮带频率大幅值的振动◎皮带振动频率低于驱动转速或被驱动转速频率3、偏心皮带轮偏心皮带轮症状特征：◎偏心或不平衡的皮带轮，将产生1x转速频率的大幅值的皮带轮振动◎在皮带一致方向上的振动幅值最大◎试图动平衡偏心皮带轮要谨慎4、皮带/皮带轮不对中皮带/皮带轮不对中症状特征：◎皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动◎电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率九、流体动力激振1、叶片通过频率流体动力激振症状特征：◎如果叶片与壳体之间的间隙不均匀，叶片通过频率(BPF)振动的幅值可能很高◎如果摩擦环卡在轴上，可能产生高幅值的叶片通过频率(BPF)振动◎偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率(BPF)振动2、流体紊流流体紊流症状特征：◎在风机中，由于流道内气流的压力变化或速度变化，往往会出现气流紊流流动◎将产生随机的，可能在0到30赫兹频率范围的低频振动3、气穴气穴症状特征：◎气穴将产生随机的，叠加在叶片通过频率(BPF)上的高频宽带能量振动◎通常说明进口压力不当◎如果任凭气穴现象存在，将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀◎声音听起来像砂石经过泵的声音十、拍振拍振症状特征：◎拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果◎宽带谱将显示为一个尖峰上下，波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频十一、偏心转子◎电源频率FL（中国为50赫兹=3000转/分）◎极数P◎转子条通过频率Fb=转子条数*转子转速◎同步转速NS=2XFL/P◎滑差频率FS=同步转速-转子转速1、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征：◎定子问题产生高幅值的电源频率，二倍(2FL)电磁振动◎定子偏心产生不均匀的气隙，其振动的单向性非常明显◎软底脚可能导致定子偏心2、同步电动机同步电动机症状特征：◎同步电动机的定子线圈松动产生◎高幅值的线圈通过频率振动◎线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带3、电源相位故障电源相位故障症状特征：◎相位问题将引起二倍电源频率◎(2FL)伴有(1/3)FL的边带◎如果不修正电源故障，二倍电源频率(2FL)的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值◎如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障4、偏心转子偏心转子症状特征：◎偏心转子产生旋转的、可变的气隙，它产生脉冲振动◎经常要求进行细化谱分析，以分离二倍电源频率(2F)与旋转转速的谐波频率5、转子断条转子断条症状特征：◎旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障◎在转子条通过频率(RBPF)两侧，伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动◎往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍(2XRBPF)和三倍(3XRBPF)幅值很高，而转子条通过频率(RBPF)的基频(1XRBPF)的幅值很小十二、直流电机直流电动机故障症状特征：◎利用可控硅整流器频率(SCR)高于正常的幅值可检测直流电动机故障◎这些故障包括：绕组线圈断裂，保险丝和控制板故障，可产生1X 到5X电源频率的高幅值振动十三、齿轮故障正常状态频谱：◎正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF◎齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带◎所有的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征：◎齿轮啮合频率往往对载荷很敏感◎高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障◎每次分析都应该在最大载荷下进行2齿磨损齿磨损症状特征：◎激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损◎边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示◎当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征：◎齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明，齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行◎有故障的齿轮将调制边带◎不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征：◎齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率，并伴有旋转转速频率边带◎齿轮啮合频率基频(1XGMF)的幅值较小，而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高◎为了捕捉至少2XGMF频率，设置足够高的最高分析频率Fmax很重要5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征：◎断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动◎它将激起自振频率振动，并且在其两侧伴有旋转转速基频边带◎利用时域波形最佳指示断齿或裂齿故障◎两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数6、齿磨损摆动的齿症状特征：◎摆动的齿轮的振动是低频振动，经常忽略它十四、滚动轴承1、滚动轴承故障发展的第一阶段滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：◎超声波频率范围(>250K赫兹)内的最早的指示，利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱2、滚动轴承故障发展的第二阶段滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：◎轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动◎故障频率出现在500-2000赫兹范围内◎在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率3、滚动轴承故障发展的第三阶段滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：◎出现滚动轴承故障频率及其谐波频率◎随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多◎在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展4、滚动轴承故障发展的第四阶段滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：◎离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之◎朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值◎事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小十五、滑动轴承1、油膜振荡不稳定性油膜振荡症状特征：◎如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡◎当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴◎油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。

转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析

转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析一、不平衡转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。

结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。

转子不平衡的主要振动特征：1、振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动；2、波形为典型的正弦波；3、振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90度。

案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2 mm／s，垂直11.8mm／s，轴向12.0 mm／s。

各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。

再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。

诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。

解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4 mm／s。

二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。

轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。

轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。

通常所讲不对中多指轴系不对中。

不对中的振动特征：1、最大振动往往在不对中联轴器两侧的轴承上，振动值随负荷的增大而增高；2、平行不对中主要引起径向振动，振动频率为2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主；3、平行不对中在联轴节两端径向振动的相位差接近180度；4、角度不对中时，轴向振动较大，振动频率为工频，联轴器两端轴向振动相位差接近180度。

案例：某卧式高速泵振动达16.0 mm／s，由振动频谱图(图3)可以看出，50 Hz（电机工频）及其2倍频幅值显着，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。

机械设备典型故障的振动特性

机械设备典型故障的振动特性1. 引言机械设备在正常运行过程中，可能会出现各种故障，其中振动故障是一种常见的故障类型。

振动特性是用来描述机械设备振动状态的重要参数，通过对振动特性的分析，可以确定故障的类型和严重程度，并采取相应的维修措施。

本文将介绍机械设备典型故障的振动特性，包括离心机械设备的不平衡振动、齿轮传动的故障振动、轴承的故障振动以及主轴的故障振动。

2. 离心机械设备的不平衡振动离心机械设备的不平衡振动是一种常见的故障类型。

当离心机械设备的转子存在不平衡时，会导致设备产生振动。

不平衡振动的特点是振动频率较低，振动幅值较大。

不平衡振动的振动特性可以通过振动传感器进行监测和分析。

常见的振动特性参数包括振动幅值、振动频率和相位。

3. 齿轮传动的故障振动齿轮传动是机械设备中常用的传动方式之一，但是在使用过程中会出现齿轮的故障，导致振动增大。

齿轮传动的故障振动可以分为齿轮啮合故障和轴承故障两种情况。

•齿轮啮合故障振动：齿轮啮合故障会导致传动系统产生周期性振动，其频率与齿轮的啮合频率有关。

常见的齿轮啮合故障包括齿轮齿面磨损、齿轮齿面脱落等。

•轴承故障振动：轴承是机械设备中常见的零部件之一，当轴承出现故障时，会导致传动系统产生高频振动。

轴承故障的振动特点包括高频率、小幅度的振动，振动信号中常含有谐波成分。

轴承是机械设备中常见的关键零部件之一，其故障会导致设备振动增大。

轴承的故障振动可以分为内圈故障、外圈故障和滚动体故障三种情况。

•内圈故障振动：内圈故障会导致轴承产生低频振动，其振动频率一般较低，并且振动幅值较大。

•外圈故障振动：外圈故障会导致轴承产生高频振动，其振动频率一般较高，并且振动幅值较小。

•滚动体故障振动：滚动体故障会导致轴承产生特定频率的振动，其频率与滚动体的旋转频率有关。

主轴是机械设备中常见的关键部件之一，其故障会导致设备振动增大。

主轴的故障振动特点与轴承的故障振动类似，包括低频振动、高频振动以及特定频率的振动。

15类39个机械振动故障及其特征频谱讲解的非常详细你学会了吗

15类39个机械振动故障及其特征频谱讲解的非常详细你学会了吗学会了。

机械振动故障是指机械设备在运行中出现的振动异常现象，它是机械设备磨损、松动、不平衡、共振等问题的表现。

了解机械振动故障及其特征频谱对于检测和预防故障具有重要意义。

下面将详细介绍15类39个机械振动故障及其特征频谱。

1.不平衡故障：当旋转部件不平衡时会引起振动，其特征频谱多在主轴转速及其倍频处出现。

2.轴承故障：常见的轴承故障有滚动体故障、内外圈故障和滚道故障。

其特征频谱包含滚动体抛出频率、倒流频率、内圈通过、外圈通过频率等。

3.齿轮故障：齿轮故障主要包括齿轮缺陷、齿根断裂和齿面磨损。

特征频谱包括齿轮传动频率及其倍频、齿轮包络谱等。

4.松动故障：机械设备过程中的松动故障会导致振动异常。

特征频谱一般包括主共振频率及其倍频。

5.磨损故障：磨损故障是机械设备使用时间过长导致的故障，其特征频谱一般包括零件接触频率、偏心频率等。

6.传动带故障：传动带在工作中容易出现断裂、脱落等故障，其特征频谱包括带速频率、杂音频率等。

7.轴弯曲故障：轴弯曲会引起振动异常，其特征频谱一般包括弯曲频率及其倍频。

8.泵故障：泵故障常见的有叶轮裂纹、泵轴弯曲等，特征频谱包括泵叶轮频率、泵叶片共振频率等。

9.电机故障：电机故障主要有轴承故障、定子故障等，特征频谱包括电机1倍频、整周期故障频率等。

10.切削形状异常：机械设备切削形状异常也会导致振动异常，特征频谱包括刀具频率、零件频率等。

11.错位故障：轴同步装置故障会导致振动异常，特征频谱包括传动带频率等。

12.泄漏故障：机械设备泄漏故障会导致振动异常，特征频谱包括泄漏频率等。

13.气动故障：气动系统故障会引起振动异常，特征频谱包括气体脉动频率等。

14.液压故障：液压系统故障会导致振动异常，特征频谱包括液压湍流频率等。

15.电控故障：电控系统故障会引起机械设备振动异常，特征频谱包括开关频率、电机倍频等。

以上是15类39个机械振动故障及其特征频谱的详细介绍。

转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析

案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2 mm／s，垂直11.8mm ／s，轴向12.0 mm／s。

各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。

再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。

诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。

解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4 mm／s。

二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。

轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。

轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。

通常所讲不对中多指轴系不对中。

案例：某卧式高速泵振动达16.0 mm／s，由振动频谱图(图3)可以看出，50 Hz（电机工频）及其2倍频幅值显著，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。

常见的15种振动故障与特征频谱

常见的15种振动故障及其特征频谱以下十五种常见的振动故障及其特征频谱: 不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。

一、不平衡不平衡故障症状特征：●振动主频率等于转子转速；●径向振动占优势；●振动相位稳定；●振动随转速平方变化；●振动相位偏移方向与测量方向成正比。

1、力偶不平衡●力偶不平衡症状特征：●同一轴上相位差180°；●存在1X转速频率而且占优势；●振动幅值随提高的转速的平方变化；●可能引起很大的轴向及径向振动幅值；●动平衡需要在两个修正面内修正。

2、悬臂转子不平衡●悬臂转子不平衡症状特征：●径向和轴向方向存在1X转速频率；●轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定；●悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正。

二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：特征是轴向振动大；联轴器两侧振动相位差180°；典型地为1X和2X转速大的轴向振动；通常不是1X，2X或3X转速频率占优势；症状可指示联轴器故障。

2、平行不对中●平行不对中症状特征：●大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率；●2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状；●联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值。

3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：振动症状类似于角向不对中；试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题；产生相位偏移约180°的侧面；对侧面或顶部对底部的扭动运动。

三、偏心转子●偏心转子症状特征：●在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动；●相对相位差为0°或180°；●试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大。

四、弯曲轴●弯曲轴症状特征：●弯曲的轴产生大的轴向振动；●如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势；●如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势；●轴向方向的相位差趋向180°。

振动故障特征

振动故障特征1转子质量不平衡（1）转子的振动是一个与转速同频的强迫振动，振动幅值随转速按振动理论中的共振曲线规律变化，在临界转速处达到最大值。

因此，转子不平衡故障的突出表现为一倍频率振动幅值大。

同时，出现较小的高次谐波，整个频谱呈所谓的“枞树形”，如图。

（2）在一定的转速下，振动的幅值和相位基本上不随时间发生变化。

（3）轴心运动轨迹为圆型或椭圆型。

（4）动态下，轴线弯曲成空间曲线，并以转子转速绕静态轴心线旋转。

2 转子初始弯曲有初始弯曲的转子具有与质量不平衡转子相似的振动特征，所不同的是初弯转子在转速较低时振动较明显，趋于弯曲值。

在一定的转速下振动特征稳定，振幅和相位受机组参数影响不大，与升速时或带负荷的时间延续没有直接的关联，也不受启动方式的影响。

3转子热态不平衡(1)转子的振动频谱与质量不平衡时的振动频谱类似。

(2)振动的幅值和相位随负荷发生变化。

(3)在一定负荷下，振动的幅值和相位随时间发生变化。

(4)轴心运动轨迹与质量不平衡时的轴心运动轨迹类似。

4转子部件脱落转子部件脱落的主要特征有：(1)转子部件脱落后，转子的振动频谱与质量不平衡时的振动频谱类似。

(2)转子部件脱落的前后，振动的幅值和相位突然发生变化。

(3)部件脱落一段时间后，振动的幅值和相位趋于稳定。

(4)轴心运动轨迹与质量不平衡时的轴心运动轨迹类似。

5转子部件结垢特征分析主要特征：（1）转子的振动频谱与质量不平衡时的振动频谱类似。

（2）轴心运动轨迹与质量不平衡时的轴心运动轨迹类似。

（3）振动的幅值和相位随时间发生极为缓慢的变化，这种变化有时需要一个月甚至数个月才能发现明显的差别。

辅助特征：（4）机组的出力和效率逐渐下降。

（5）各监视段的压力随时间的变化而缓慢增加。

6动静碰磨故障发生动静碰磨故障转子振动特征有：(1)振动的时域波形特征当转子发生碰磨故障时，振动的时域波形发生畸变，出现削波现象。

另外，在振动信号中有奇异信号。

(2)振动的频谱特征由动、静部分碰磨而产生的振动，具有丰富的频谱特征。

转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析

案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2 mm/ s,垂直11.8mm/ s,轴向12.0 mm/s。

各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图 1 所示,水平振动波形如图 2 所示。

再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。

诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。

14H IQO 2tX) 400 5(XJ GOO 700 KOO 4U0 10<X>图1酮苯装逬泵屮3/2水平成功败请图2酮苯装■泵-113/2水平振勉波抠解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至 2.4 mm/s。

二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。

轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。

轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。

通常所讲不对中多指轴系不对中。

不对中的振动特征：1、最大振动往往在不对中联轴器两侧的轴承上，振动值随负荷的增大而增高;2、平行不对中主要引起径向振动，振动频率为 2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主；3、平行不对中在联轴节两端径向振动的相位差接近 180度；4、角度不对中时，轴向振动较大，振动频率为工频，联轴器两端轴向振动相位差接近180度。

转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析

案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2 mm／s，垂直11.8mm ／s，轴向12.0 mm／s。

各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。

再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。

诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。

解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4 mm／s。

二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。

轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。

轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。

通常所讲不对中多指轴系不对中。

常见故障和振动信号特征

常见故障振动分析11 Analysis Definitions: Unbalance 不平衡特征：1X 径向（V&H ）不平衡定义：转轴的几何中心线和质量中心线不重合时的一种状态。

或质量中心线不在旋转轴线上。

换句话说，转轴上有个重点。

两种类型的不平衡：静不平衡和力偶不平衡。

如果转子的跨度相比较直径不是太窄的话，通常是两种类型的组合，即动不平衡。

我们会在频谱中看到1X 转频幅值较高。

由于刚度不同，水平方向振值较垂直方向大。

时域波形：时域时域波形应该是正旋波；如果不是，可能是不对中，松动或其它故障（除了不平衡）。

尽量采用速度单位。

相位：相位是最好的指示。

同一轴承位置的垂直和水平方向间相位差应该是90°。

另请参阅静和偶不平衡，立式和悬臂设备不平衡。

1.1 Unbalance: Static imbalance 静不平衡Symptoms: 1X radial (V & H) 特征：1X 径向（V&H ）我们会在频谱中看到水平和垂直方向的1X 转频幅值较高，轴向1X 幅值较低。

最简单的不平衡相当于转子的重点在某个单点上。

由于转子停止时也会表现出来，故叫静不平衡。

如果转子放在无摩擦轴承上，会自动旋转，重点会在最低的位置。

静不平衡采用单面平衡校正。

静不平衡会在转子两侧轴承产生1X 力，两侧轴承的力方向总是一致的，所以两侧轴承同向振动信号是同相的也是一致的。

频谱：径向1X 幅值较高，轴向1X 较低时域波形：采用速度单位时，正旋波。

如果不是，可能是不对中，翘曲轴承，轴弯或其它故障。

幅值：对于卧式设备，比较垂直和水平方向上的振值。

如果水平>2倍的垂直方向，那么怀疑基础松动或共振。

（此处我觉得没写错了，基础松动譬如一侧地脚松动，机组产生摆动，此时水平方向就比垂直方向大很多作者应该写反了，应该是垂直>3X 水平）径向径向阶次相位：同一轴承位置的垂直和水平相位差90°。

振动分析-故障特征诊断

02 蒸汽激振产生的自激振动为转子的正向进动，发生严重蒸汽激振产生自激振动的振动频率通常与转子第一临界转速频率相吻合，在绝大多数情况下振动成份以接近工作转速一半的频率分量为主。此外，由于实际蒸汽力和轴承油膜力的非线性特性，有时会呈现其它一些谐波频率分量。
华能南京1号机组蒸汽激振波形频谱图
大不平衡
汽轮机低压转子末级、次末级叶片在运行过程中突然断裂飞脱，属于大不平衡响应问题。转子动力学响应为非线性特性，且大幅剧烈振动往往导致动静碰摩的发生，这是理论计算所不能真实模拟的。只有在线监测系统测量的数据真实地反映大不平衡状态下轴系的振动响应。
大不平衡—动静碰摩波形
大不平衡—动静碰摩频谱
振动诊断技术优点目录
01 多参性 03 可传递性
02 多维性 04 可实现性
应具备的相关学科知识
01
机械振动理论
02
转子动力学
03
传感器原理
04
动态信号采集分析
05
机组结构特点
06
安装检修工艺
07
运行规程
08
故障诊断知识
常见振动故障分类
01
质量不平衡、热不平衡、动静碰摩
05
转子弯曲、轴承座连接刚度不足
一台３００ＭＷ机组中压转子
轴承座连接刚度不足
基础—台板—轴承座之间的连接刚度不足，可导致在转轴振动不大的情况下，轴承座振动达到报警状态。可在开机状态下，进行轴承座外特性试验，测量各结合面的垂直方向振动，比较各结合面振动幅值，即可发现连接刚度不足的结合面。
轴承座外特性试验
轴瓦紧力不足
一台压缩机升速失稳三维频谱图
油膜振荡频谱图

机械设备典型故障的振动特性

➢ 相位是判断不对中旳最佳判据。
轴向
角不
不对对中中
经典旳频谱
相位关系
« 角不对中产生较大旳轴向振动，频谱成份为1X和2X；
A
还常见1X、2X 或3X 都占优势旳情况。
« 假如 2X或 3X超出 1X旳 30％到50％，则可以为是存
在角不对中。
« 联轴节两侧轴向振动相位相差180.
平
行
不
不
对中
齿轮故障 (1)
« 正常旳频谱出现全部转轴旳1X 和啮合频率(GMF)。
« 齿轮啮合频率旳两侧有转速边带，其峰值较小。
齿轮啮合频率(GMF)
« 齿磨损：齿轮固有频率出现，且有磨损齿轮所在轴旳转速边带
« 磨损明显时，啮合频率附近也会出现较高峰值旳边带。
正常齿轮旳频谱
齿轮自振频率
齿轮磨损时旳频谱
转子摩擦
严 • 轴径和滑动轴承钨金干摩轻
重 • 电动机转子与定子接触
微
摩 • 叶轮与扩压器口接触
摩
擦 • 汽轮机叶片与静叶
擦
• 轴与汽封摩擦 • 联轴器罩摩轴 • 皮带摩擦皮带罩 • 叶片摩擦外罩
径向共振
经典旳摩擦波形
« 转子在转动过程中与定子旳摩擦会造成严重旳设备故障
« 在摩擦过程中, 转子刚度发生变化从而变化转子系统旳固有频率, 可能造成系统共振。
围内；本阶段后期体现为在固
承
有频率附近出现边频（例：
第二阶段
共振
0.25gSE-0.5gSE）
频率
滚动轴承故障谱特征 (2)
« 第三阶段：轴承出现磨损故障频率友好波出现；磨损发展时出现更多故障频率谐波，而且边带数目增多，振动尖峰能量值继续增大。

汽轮机振动及事故处理

a = (A1-A0)/Pt = (140 mm∠269°- 97 mm∠277°)/ 781g∠135° = 0.0589(mm/g) ∠116.9°
– 计算最终加重量： P = 1646.9g∠340°
– 加重后的结果： A = 17 mm∠121°
编辑ppt
15
转子的弯曲
编辑ppt 16
转子热弯曲
汽轮发电机组振动故障特征汇总表(续)
序号
故障名称
频谱特征
其它特征
14 转子中心孔进油
1X、0.8X～0.9X 与启动次数有关，随定速、带负荷时间而逐渐增大
15 转轴截面刚度不对称
2X
1/2临界转速有2X振动峰
16 轴承座刚度不对称
2X
垂直、水平振动差别大
17 轴承磨损
1X、次同步 1X、1/2X、1.5X高
发电机转子也常会因为通风道堵塞引起转子一测温度高于对面一侧，转子发生类似于一阶振型的弯曲，它自然对一阶振动影响最大，表现最明显应该在过一阶临界转速时的工频振动增大。
编辑ppt
18
转子永久性弯曲
当转子最大内应力超过材料的屈服极限，使转子局部产生塑性变形，当外力和热应力消除后，变形不能消失，称为：塑性弯曲，也称永久性弯曲
– 具体所测的数据中，在同一转速，工况相差不大时，振幅波动约20％，相位在10°~20°范围内变化的工频振动均可以视为是稳定的。
对于新机组，原始不平衡在第一次升速就会显现出来，在对转子进行任何处理之前的升降速振动数据中，特征重复性很好。
编辑ppt
12
转动部件飞脱和松动
汽轮发电机组振动发生转动部件飞脱可能有叶片、围带、拉金以及平衡质量块；
第三章汽轮机几种典型运行事故

振动故障诊断要点汇总二[1]1

振动方向
相位特征
轴心轨迹
进动方向
矢量区域
<1×次谐波
1×
不稳
径向
杂乱
不稳定
正进动
改变
转子过盈配合件过盈不足振动随敏感参数的变化
1
2
3
4
5
6
随转速
随负荷
随油温
随流量
随压力
其它识别方法
有变化
有变化
不变
不变
不变
1.转子失稳涡动频率ωωn
2.振动大小与转子不平衡成正比
转子过盈配合件过盈不足的故障原因
故障来源
随负荷
随油温
随流量
随压力
其它识别方法
改变
改变
改变
明显改变
明显改变
1.振动剧烈
2.出口压力和进口流量波动大
3.噪声大,低沉吼叫,声音异常
喘振的故障原因
故障来源
1
2
3
4
设计、制造
安装、维修
运行、操作
机器劣化
主要原因
设计或制造不当,实际流量小于喘振流量,压缩机工作点离防喘振线太近
1.入口过滤器或级间冷却器堵塞2.叶轮流道或气体流道堵塞
振动特征频率与机器入口流量压力脉动频率
振动强烈程度随流量而变与工作流速频率相等
振动强烈程度不随流量而变与转子固有频率相近
注:ωs≈Ω为旋转分离角频率.
八.转子支撑系统联接松动
转子支撑系统联接松动的振动特征
1
2
3
4
5
6
7
8
特征频率
常伴频率
振动稳定性
振动方向
相位特征
轴心轨迹
进动方向

电机震动标准及异常的识别与诊断

第一章、电动机维护检修规范1、电动机完好标准1．1零部件质量1．1．1外壳完整，无明显缺陷，表面油漆色调一致，铭牌清晰。

1．1．2润滑油脂质量符合要求，油量适当，不漏油。

1．1．3电动机内部无积灰和油污，风道畅通。

1．1．4外壳防护能力或防爆性能良好，既符合电动机出厂标准，又符合周围环境的要求。

1．1．5定转子绕组及铁芯无老化、变色和松动现象，槽楔、端部垫块及绑线齐全紧固。

1．1．6定转子间的间隙符合要求。

1．1．7风扇叶片齐全，角度适合，固定牢固。

1．1．8外壳有良好而明显的接地(接零)线。

1．1．9各部件的螺栓、螺母齐全紧固，正规合适。

1．1．10埋入式温度计齐全，接线完整，测温表计指示正确。

1．1．1l起动装置好用，性能符合电动机要求。

1．1．12通风系统完整，防锈漆无脱落，风道不漏风，风过滤器、风冷却器性能良好，风机运行正常。

1．1．13励磁装置运行稳定可靠，直流电压、电流能满足电动机要求。

1．1．14操作盘油漆完好，部件齐全，接线正规，标示明显。

1．1．15保护、测量、信号、操作装置齐全，指示正确，动作灵活可靠。

1．1．16电动机基础完整无缺。

1．1．17 电源线路接线正确牢固，相序标志分明，电缆外皮有良好的接地(接零)线。

1．2运行状况1．2．1在额定电压下运行，能达到铭牌数据要求，各部位温升不超过表1所列允许值。

表1 电动机的最高允许温升(环境温度为40~C时) ℃绝缘等级A级绝缘E级绝缘B级绝缘F级绝缘H级绝缘测量方法温度计法电阻法温度计法电阻法温度计法电阻法温度计法电阻法温度计法电阻法与绕组接触的铁芯及其他部件60 —— 75 —— 80 —— 100 —— 125 ——集电环或整流子60 —— 70 —— 80 —— 90 —— 100 ——滑动轴承40 —— 40 —— 40 —— 40 —— 40 ——滚动轴承55 —— 55 —— 55 —— 55 —— 55 ——电动机绕组50 60 65 75 70 80 85 100 105 1251．2．2电动机的振动值（两倍振幅值），一般应不大于表2的规定。