旋转机械常见故障各项参数及解释

旋转机械常见故障各项参数及解释

1. 频率参数

表1振动位移、速度和加速度之间的关系

频谱就是频率的分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。

倍频程是指使用频率f与基准频率f0之比等于2的n次方，即f/f0=2^n 次方，则f称f0的n次倍频程。

将时域信号变换至频域加以分析的方法称为频谱分析。

时域

时域是真实世界，是惟一实际存在的域。因为我们的经历都是在时域中发展和验证的，已经习惯于事件按时间的先后顺序地发生。而评估数字产品的性能时，通常在时域中进行分析，因为产品的性能最终就是在时域中测量的。

频域

非真实的，是一个数学构造。时域是惟一客观存在的域，而频域是一个遵循特定规则的数学范畴。

时域频域的关系

时域分析与频域分析是对模拟信号的两个观察面。时域分析是以时间轴为坐标表示动态信号的关系；频域分析是把信号变为以频率轴为坐标表示出来。一般来说，时域的表示较为形象与直观，频域分析则更为简练，剖析问题更为深刻和方便。目前，信号分析的趋势是从时域向频域发展。然而，它们是互相联系，缺一不可，相辅相成的。

时域和频域的转换

动态信号从时间域变换到频率域主要通过傅立叶级数和傅立叶变换实现。周期信号靠傅立叶级数，非周期信号靠傅立叶变换。时域越宽，频域越短。

s(f) = ∫-∞+∞(s(t)·e)dt

s D(t)= dS(t)/dt

s D(f)= ∫-∞(s D(t)·e-j2∏ft)dt=j·2∏f· s(f)

（附件1 pp 9-11,34,37-45）（附件2 第一节，第三节）

2. 振动稳定性

通常稳定性是指测量仪器的计量特性（振动频率，振幅，相位）随时间不变化的能力。依靠频谱分析来判断。

3. 振动方向

3个振动方向：径向，轴向，水平。

4. 相位特征

相位(phase)是对于一个波，特定的时刻在它循环中的位置：一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。描述讯号波形变化的度量，通常以度（角度）作为单位，也称作相角。

5. 轴心轨迹

当转轴旋转时，它会绕转轴中心点振动，运动的轨迹就是轴心轨迹。正常的轴心轨迹应该是一个较为稳定的、长短轴相差不大的椭圆。

轴心轨迹图有原始、提纯、平均、一倍频、二倍频、0.5倍频等多种轴心轨迹，主要看提纯、一倍频、二倍频的轴心轨迹图。这是因为转子振动信号中不可避免地包含了噪声、电磁信号干扰等超高次谐波分量，使得轴心轨迹的形状变得十分复杂，有时甚至是非常地混乱。而提纯的轴心轨迹排除了噪声和电磁干扰等超高次谐波信号的影响，突出了工频、0.5倍频、二倍频等主要因素，便于清晰地看到问题的本质；一倍频轴心轨迹则可以更合理地看出轴承的间隙及刚度是否存在问题，因为不平衡量引起的工频振动是一个弓状回转涡动，工频的轴心轨迹就应该是一个圆或长短轴相差不大的椭圆，而如果轴承间隙或刚度存在方向上的较大差异，那么工频的轴心轨迹就会变成一个很扁、很扁的椭圆，从而把同为工频的不平衡故障和轴承间隙或刚度差异过大很简便地区别开来；二倍频轴心轨迹则可以看出严重不对中时的影响方向等。

通过轴心轨迹图，还可以判断转子的涡动是正进动、还是反进动。

6. 进动方向

转子一边进行旋转运动，同时自身发生转动（涡动），如果涡动方向与旋转方向一致，则是正向涡动，否则是反向涡动。

7. 矢量区域

从坐标原点O(平衡位置)画一矢量，使它的模等于谐振动的振幅A，并令t=0时A与x轴的夹角等于谐振动的初位相φ0，然后使A以等于角频率ω的角速度在平面上绕O点作逆时针转动，这样作出的矢量称为旋转矢量。显然，旋转矢量任一时刻在x轴上的投影x=Acos(ωt+φ0)就描述了一个谐振动。

当旋转矢量绕坐标原点旋转一周，表明谐振动完成了一个周期的运动。任意时刻旋转矢量与x轴的夹角就是该时刻的位相。

/ptwl/show.asp?id=351