利用VIB07振动分析仪的频谱图来判断设备故障类型

振动是回传机械运转时的重要特性。利用数据采集器，如VIB07多功能型机械振动分析仪对机械设备运行状态的振动信息进行采集，然后通过振动频谱分析，可以快速、准确地诊断出如转子不平衡、转轴弯曲、轴承损坏与松动、轴系不对中等故障存在的原因，从而做到故障早期发现、诊断迅速及时、结论定点定量、机理清楚明白之目的。

那怎样才能利用多功能型机械振动分析仪VIB07中的频谱图来判断设备的具体故障类型呢？下面举例来简单介绍下。

旋转设备最常见的故障

包括：●共振●不平衡●不对中●轴弯曲●机械松动

●电动机问题●滑动轴承问题●滚动轴承问题●齿轮问题●皮带问题

●风机问题●泵的问题●压缩机的问题●透平的问题

1.共振

共振是旋转机械常见的问题。旋转部件如转轴的共振通常叫做临界转速。共振存在于一个结构的所有部件，甚至在管路和水泥地板等，重要的是要避免机器运行在导致共振的频率上。识别共振的简单方法是比较同一轴承三个方向水平、垂直和轴向的振动值，如果某一方向的振动大于其它方向的振动三倍以上，机器则可能在该方向存在共振。

频谱如图：

解决共振问题的方法是在可能的条件下改变机器的转速，常用的解决方法是改变机器结构的质量或刚度。

2.不平衡

当旋转部件的重心与旋转中心不一致，即质量偏心时产生不平衡。不平衡的转子产生离心力使轴承损坏，导致轴承寿命降低。仅仅百分之几毫米的重心位移可引起非常大的推动力。不平衡引起明显的转频振动。

频谱如图：

3.不对中

不对中是指两个耦合的轴的中心线不重合，如果州中心线平行称为平行不对中，如果轴中心线在一点相交则称为角不对中，现实中的不对中是两种类型的结合。

频谱如图：

4.轴弯曲

轴弯曲引起的振动类似不对中，轴弯曲可能是电动机转子笼条故障引起的转子受热不均导致的。如果弯曲发生在轴中心位置，主导振动是1 x RPM，如果弯曲发生在接近、连轴器，主导振动频率会是2 x RPM。

频谱如图：

5.机械松动

有两种机械松动，旋转和非旋转，旋转松动指在机器旋转和固定部件间存在太大的空间；非旋转松动指两个固定部件之间间隙太大。二者都在三个测量方向产生过大的 1x RPM 谐频振动。

频谱如图：

6.电动机故障

电动机具有与其它旋转机械相同的故障，但是也有一些故障是电动机特有的。如转子热弯曲、气隙偏心、转子松动、偏心转子、线圈松动、转子笼条故障等。

7. 滑动轴承问题

滑动轴承的问题是经常在小于1 x RPM 的频率产生振动峰值，称作亚同步峰。有时甚至存在这些峰的谐频，指示磨损非常严重的轴承。

油膜涡动：油膜涡动是激起 0.38 x RPM 至 0.48 x RPM 间频率振动的油膜，振动由异常大的裕量和小的径向载荷导致，它对油膜施加一个压力，驱使轴沿轴承运动。油膜涡动可导致油不对轴润滑。改变油的粘度和压力，和有关负荷也会影响油膜涡动。

频谱如图：

8. 滚动轴承故障

轴承引起的振动叫做轴承音调，所有滚动轴承产生一定程度的音调，轴承磨损越严重，轴承音调的程度越高。

各故障轴承产生的振动不是准确的 1 x RPM 的谐频，也就是异步振动成分，除了这些成分，轴承故障产生宽带噪声。

9. 齿轮故障

在无缺陷的齿轮箱，相对主导的音调出现在啮合频率，即齿轮的齿数乘以转速(RPM 频率)。当齿轮箱使用过一段时间齿轮啮合成分降低，因为齿的边缘被稍微磨圆。然而，继续磨损会使啮合振动水平再次增加。这个振动水平也受到齿轮轴的对中的影响。

频谱如图：

磨损或松的皮带产生皮带频率及其谐频的振动，在一个具有两个皮带轮的系统中，二倍频通常占主导。基本皮带通过频率 FBF 按如下公式计算：

FBF = π (D/L) RPM

FBF = 基本皮带通过频率

D = 皮带轮直径

L = 皮带长度 RPM = 皮带轮 D 的转速(Hz)

频谱如图：

基本皮带频率总是小于 1x RPM。

皮带轮偏心产生高的径向 1x 成分振动，特别在与皮带平行的方向 (径向指从传感器到皮带轮中心的方向)。

皮带轮对中不良产生轴向 1xRPM 振动和皮带基本波动频率 FBF 的轴向谐频。

如果皮带的张力不正确，皮带产生固有频率的振动，这个频率在一个大的范围内取值。

11.风机问题

风机通常在叶片上产生不均颗粒附着，特别是风机工作的介质空气或气体具有高颗粒浓度的场合，这些不均附着导致不平衡。如果叶片变形，裂纹或断裂，叶片通过频率峰值将增加。如果叶片数量很多，叶片通过频率有时会出现边频带。

叶片通过频率 , bpf = 叶片数乘以转速

频谱如图：

离心泵的一个显著的振动成分发生在叶片通过频率，BPF (叶片数乘以转速)。如果 BPF 振动值增加，可能是由于泵的内部问题，如对中不良或损坏的叶片， BPF 谐频也可能出现。

下面的FFT 包含高频宽带噪声，表明存在由于低出口压力引起气蚀。

频谱如图：

齿轮泵通常在齿轮啮合频率具有突出的振动成分，即齿数乘以转速。如果啮合频率振动大水平变化，例如谐频或边带出现，可能是断或齿损坏的信号。