轴心轨迹图分析-机械故障诊断

机械故障诊断技术实验报告

E(:,1:4)=[]; %去掉 1 到 4 列
PJ=mean(E);%平均值
YXZ=sqrt(sum(E.^2)/length(E));%有效值
JF= YXZ^2;%均方值
YD= YXZ /PJ;%裕度指标
WD=sum((abs(E)-PJ).^3)/length(E)/(YXZ.^3);%歪度指标
2.转子实验台转速测量磁电式传感器实质上是电涡流传感器，通过电涡流效应进行工作。当轮齿接
近传感器和离开传感器时，都会产生大小不同的脉冲信号，通过采集这些信号就可以进行后续的数据分析，进而测量出回转系统的运行速度。
将磁电传感器安装在转子试验台上专用的传感器架上，使其探头对准测速用 15 齿齿轮的中部，调节探头与齿顶的距离，使测试距离为 1mm。在已知发讯齿轮齿数的情况下，测得的传感器输出信号脉冲的频率就可以计算出测速齿轮的转速。如设齿轮齿数为 N，转速为 n，脉冲频率为 f，则有：n=f/N 。
机械故障诊断技术实验
图 4 转子实验台轴心轨迹测量图 5 转子实验台转速测量
图 6 转子实验台转子振动噪声测量
6
图 1 基于速度的振动测量的幅频谱图
转子实验台转子振动噪声测量
1、噪声测量结果计算如下
Matlab 程序代码：
首先把测量的数据拷入 Matlab 中安装目录下的 bin 文件下的以文件名为
data 的.txt 格式中。然后直接调用其中的数据进行构成矩阵。
clear all %清楚变量
E=importdata('data.txt');%提取 data.txt 的数据构成矩阵 E
QD=sum((abs(E)-PJ).^4)/length(E)/(YXZ.^4);%峭度指标

故障诊断的常用图谱

故障诊断的常用图谱5.1常规图谱（又称稳态图，不含开停车信息）5.1.1机组总貌图——显示机组总貌，查看探头的位置及位号。

5.1.2单值棒图——显示实时振动值，并可知低报、高报警值及转速。

5.1.3多值棒图¬——显示实时通频值及各主要振动分量的振动值，可大致了解机组运行是否正常。

①通频值——通频值即总振动值，为各频率下振动分量相互迭加后的总和。

②一倍频——又称基频、工频，为转子实际工作转速的频率，f = n /60 [Hz]；转子动不平衡、轴承工作不良、热态对中不良等均会引起一倍频增大，发生概率依次降低。

③二倍频——二倍工频，转子热态对中不良、裂纹、松动等都会引起二倍频增大，主要是对中不良。

④0.5倍频——0.5倍工频，油膜失稳会引起该频率段增大，轴承工作不良（如间隙、紧力、接触、摇摆、油档等）也会引起该段频率增大；旋转失速（喘振的先兆）的频率为(0.4~0.8)倍工频，也有可能。

⑤可选频段——用户根据机组的特点，自己定义的频段。

⑥残余量——剩余频率成分振动分量的总和。

该部分振值高时，转子有可能发生摩擦、气流脉动等。

正常运转状态下的多值棒图通常是，一倍频最大，二倍频小于一倍频的一半，0.5倍频微量或无，残余量不大。

5.1.4波形图——显示通频振动位移（总振值）与时间(周期)的关系，又称幅值时域图。

在正常的状态下，波形图应为较平滑的正弦波，且重复性好。

a．动不平衡时，在一个周期内为典型的正弦波；b．中不良时，在一个周期内为波峰翻倍，波形光滑、稳定、重复性好；c．摩擦时，波峰多，波形毛糙、不稳定、或有削波；d．自激振荡（油膜涡动，旋转脱离）时，波形杂乱、重复性差、波动性大。

5.1.5频谱图——显示了在各振动分量的频率及其振幅值。

横坐标可选择“阶比”或“频率”，一般用阶比。

各种频率所对应的故障可参照前面在多值棒图中的介绍。

正常运转状态下的频频图通常是，一倍频最大，二倍频次之、约小于一倍频的一半，三倍频、四倍频…x倍频逐步参差递减，低频（即小于一倍频的成份）微量。

轴心轨迹 - 2. 图形解读

轴心轨迹- 2. 图形解读轴心轨迹的本身能够提供很多重要的信息。

概括来说有下列的6项：1.X和Y方向的各种变量的振动幅值，包括通频幅值、过滤分量幅值等2.X和Y方向的各种过滤分量的绝对相位角3.X和Y方向的同频各种过滤分量的相对相位角4.X和Y方向包含的频率分量组成和阶次5.进动方向6.形状先说振动幅值。

从Orbit图中看到的幅值，与组成Orbit的波形有关，而波形长度、分辨率等是由采样定义决定的；采样又分为同步采样和异步采样，它们各有各的不同，各有各的用途。

根据这些不同的样本得到的幅值，甚至与波形或者Orbit图形的题头显示的幅值不同，很多人为此困惑，甚至怀疑系统的可靠性。

其实，只要明白了这些不同的值来源- 采样的方式不同，因为信号的复杂性，特别是存在低频和冲击信号时，它们之间的差异就好理解了，并进而能利用它们发现机器的某些特定故障。

关于不同硬件、软件系统对同一对象为什么读数不同的问题，以后再行详细讨论。

总之，善于综合利用不同的数据源和不同的图形，是一个合格振动分析师的基本技能。

上图是对于一个简单的Orbit计算/测量其X方向的振动幅值的步骤，很容易理解，这里就不多解释了。

再说说绝对相位角和相对相位角。

凡是谈到相位角，都是指的跟踪窄带滤波后的单频率波形的相位角，也就是所谓的过滤波形的相位角。

通频或者多频率合成波形是没有相位角意义的。

另外，在Orbit 中去看相位关系，无论是绝对相位还是相对相位角，并不直接和精确，下图是示意方法、步骤。

精确的测量还是用时基图更好些。

通过Orbit图分别看X/Y方向包含的频率分量也不是很方便的，用频谱图更好。

但对于某些应用，比如要确定振动频率是否是精确的半倍频，以便确认是摩擦还是流体诱导失稳，但现有的频谱图的分辨率不高，又没有机会，或者因其它原因，以高频率分辨率去重采数据（同步采样：减小每转采集的点数；异步采样：增加线数和/或减小分析频率范围，或细化分析），可以看Orbit图键相标记点是否“锁定”不失为一个好的方法。

旋转设备故障诊断轴心轨迹分析

旋转设备故障诊断轴心轨迹分析
轴心位置分析：
1、轻微不对中,轴心轨迹则呈椭圆形;
2、在不对中方向上加一个中等负载,轴心轨迹变为香蕉形;
3、严重不对中故障会使转子的轴心轨迹图呈现外“8”字形,这种具有8字形的轴心轨迹,一般表现为二倍频或四倍频的成分较大。

4、轴心轨迹呈“8”字型,是典型的不对中故障所致。

最大的可能是2号轴承附近的发电机与同步机之间的联轴器对中超差。

转子存在动、静不平衡,存在初始弯曲或热弯曲或轴系不平衡。

而引起轴振动二次谐波幅值高的主要原因是各段轴对中不良,联轴器精度低,轴和轴瓦不同心,轴瓦歪斜等。

机械故障诊断-轴心轨迹

实验项目（实验名称）轴心轨迹测量实验实验日期（年月日）实验地点（楼和门牌号）同组人(不含本人）实验台号（型号和序号）实验类型□验证性□综合性□√设计性□研究性□其他（在相应处画“√”）一、预习内容在回转机械状态监测与诊断中,常利用轴系同一截面上两路相互垂直的振动信号合成轴心轨迹来监测其运行状态和故障类型。

轴心轨迹直观地反映了转子瞬时运动状态,其形状和动态特性包含了丰富的故障征兆信息。

由于它可以直观、形象地表达出设备的运行状况,因而在诊断系统中得到广泛的应用。

几种常见故障的转子轴心轨迹如图1所示。

图1是在理想状况下常见的转子轴心轨迹图,它们分别对应着一种或者几种故障类型。

(a)是椭圆形图,它代表的是转子不平衡故障;(b)是芭蕉图,它代表的是转子不平衡和转子不对中综合故障;(c)是八字图,它代表的是转子不对中故障;(d)是内环图,它代表的是油膜涡动故障;(e)是无规则图,它代表的是油膜振动故障。

二、实验目的1、了解和掌握电涡流传感器测量的原理和方法，2、熟悉仪器及软件操作；3、观察转子台在转动时，转轴所产生的径向振动时域波形图；4、掌握回转机械轴心轨迹测量方法。

三、实验仪器设备1、计算机一台2、DRVI快速可重组虚拟仪器平台一套3、打印机一台4、转子实验台一套5、USB数据采集仪一台四、实验原理电涡流传感器采集到转轴的径向振动信号，将信号通过信号电缆送入转子台控制器，转子台控制器对信号调理后，将信号送入动态数据采集分析仪，在数据采集仪内实现模拟信号抗混滤波、A/D转换等步骤，最终转换为上层分析软件可处理的数字信号，最后将数字信号上传到计算机的分析软件，实现用户所需的各种分析功能。

电涡流传感器探头是系统的一个必要组成部分，它是采集、感受被测体信号的重要部分，它能精确地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的变化。

通常探头由线圈、头部保护罩、不锈钢壳体、高频电缆、高频接头组成。

线圈是探头的核心部分，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的电气参数和物理几何尺寸决定传感器系统的线性量程及传感器的稳定性。

机械故障诊断技术习题参考答案

1参考答案教材设备故障诊断沈庆根、郑水英化学工业出版社2006.3第1版2010.6.28 于电子科技大学1 第1章概论1.1 机械设备故障诊断包括哪几个方面的内容答机械设备故障诊断所包含的内容可分为三部分。

第一部分是利用各种传感器和监测仪表获取设备运行状态的信息即信号采集。

采集到的信号还需要用信号分析系统加以处理去除无用信息提取能反映设备状态的有用信息称为特征信息从这些信息中发现设备各主要部位和零部件的性能是处于良好状态还是故障状态这部分内容称为状态监测它包含了信号采集和信号处理。

第二部分是如果发现设备工作状态不正常或存在故障则需要对能够反映故障状态的特征参数和信息进行识别利用专家的知识和经验像医生诊断疾病那样诊断出设备存在的故障类型、故障部分、故障程度和产生故障的原因这部分内容称为故障诊断。

第三部分称为诊断决策根据诊断结论采取控制、治理和预防措施。

在故障的预防措施中还包括对设备或关键零部件的可靠性分析和剩余寿命估计。

有些机械设备由于结构复杂影响因素众多或者对故障形成的机理了解不够也有从治理措施的有效性来证明诊断结论是否正确。

由此可见设备诊断技术所包含的内容比较广泛诸如设备状态参数力、位移、振动、噪声、裂纹、磨损、腐蚀、温度、压力和流量等的监测状态特征参数变化的辨识机器发生振动和机械损伤时的原因分析故障的控制与防治机械零部件的可靠性分析和剩余寿命估计等都属于设备故障诊断的范畴。

1.2 请简述开展机械设备故障诊断的意义。

答1、可以带来很大的经济效益。

①采用故障诊断技术可以减少突发事故的发生从而避免突发事故造成的损失带来可观的经济效益。

②采用故障诊断技术可以减少维修费用降低维修成本。

2、研究故障诊断技术可以带动和促进其他相关学科的发展。

故障诊断涉及多方面的科学知识诊断工作的深入开展必将推动其他边缘学科的相互交叉、渗透和发展。

2 第2章故障诊断的信号处理方法2.1 信号特征的时域提取方法包括哪些答信号特征的时域提取方法包括平均值、均方根值、有效值、峰值、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、偏度指标或歪度指标、偏斜度指标、峭度指标。

机械故障诊断案例分析

六、诊断实例例1：圆筒瓦油膜振荡故障的诊断某气体压缩机运行期间，状态一直不稳定，大部分时间振值较小，但蒸汽透平时常有短时强振发生，有时透平前后两端测点在一周内发生了20余次振动报警现象，时间长者达半小时，短者仅1min左右。

图1-7是透平1＃轴承的频谱趋势，图1-8、图1-9分别是该测点振值较小时和强振时的时域波形和频谱图。

经现场测试、数据分析，发现透平振动具有如下特点。

图1-7 1*轴承的测点频谱变化趋势图1-8测点振值较小时的波形与频谱图1-9测点强振时的波形和频谱(1)正常时，机组各测点振动均以工频成分(143.3Hz）幅值最大，同时存在着丰富的低次谐波成分，并有幅值较小但不稳定的69.8Hz（相当于0.49×）成分存在，时域波形存在单边削顶现象，呈现动静件碰磨的特征。

(2)振动异常时，工频及其他低次谐波的幅值基本保持不变，但透平前后两端测点出现很大的0.49×成分，其幅度大大超过了工频幅值，其能量占到通频能量的75%左右。

(3)分频成分随转速的改变而改变，与转速频率保持0.49×左右的比例关系。

(4)将同一轴承两个方向的振动进行合成，得到提纯轴心轨迹。

正常时，轴心轨迹稳定，强振时，轴心轨迹的重复性明显变差，说明机组在某些随机干扰因素的激励下，运行开始失稳。

(5)随着强振的发生，机组声响明显异常，有时油温也明显升高。

诊断意见：根据现场了解到，压缩机第一临界转速为3362r/min，透平的第一临界转速为8243r/min，根据上述振动特点，判断故障原因为油膜涡动。

根据机组运行情况，建议降低负荷和转速，在加强监测的情况下，维持运行等待检修机会处理。

生产验证：机组一直平稳运行至当年大检修。

检修中将轴瓦形式由原先的圆筒瓦更改为椭圆瓦后，以后运行一直正常。

例2：催化气压机油膜振荡某压缩机组配置为汽轮机十齿轮箱＋压缩机，压缩机技术参数如下：工作转速：7500r/min出口压力：1.OMPa 轴功率：1700kW 进口流量：220m3 /min 进口压力：0.115MPa转子第一临界转速：2960r/min1986年7月，气压机在运行过程中轴振动突然报警，Bently 7200系列指示仪表打满量程，轴振动值和轴承座振动值明显增大，为确保安全，决定停机检查。

机械故障诊断-轴心轨迹

实验项目（实验名称）轴心轨迹测量实验实验日期（年月日）实验地点（楼和门牌号）同组人(不含本人）实验台号（型号和序号）实验类型□验证性□综合性□√设计性□研究性□其他（在相应处画“√”）一、预习内容在回转机械状态监测与诊断中,常利用轴系同一截面上两路相互垂直的振动信号合成轴心轨迹来监测其运行状态和故障类型。

轴心轨迹直观地反映了转子瞬时运动状态,其形状和动态特性包含了丰富的故障征兆信息。

由于它可以直观、形象地表达出设备的运行状况,因而在诊断系统中得到广泛的应用。

几种常见故障的转子轴心轨迹如图1所示。

图1是在理想状况下常见的转子轴心轨迹图,它们分别对应着一种或者几种故障类型。

(a)是椭圆形图,它代表的是转子不平衡故障;(b)是芭蕉图,它代表的是转子不平衡和转子不对中综合故障;(c)是八字图,它代表的是转子不对中故障;(d)是内环图,它代表的是油膜涡动故障;(e)是无规则图,它代表的是油膜振动故障。

二、实验目的1、了解和掌握电涡流传感器测量的原理和方法，2、熟悉仪器及软件操作；3、观察转子台在转动时，转轴所产生的径向振动时域波形图；4、掌握回转机械轴心轨迹测量方法。

三、实验仪器设备1、计算机一台2、DRVI快速可重组虚拟仪器平台一套3、打印机一台4、转子实验台一套5、USB数据采集仪一台四、实验原理电涡流传感器采集到转轴的径向振动信号，将信号通过信号电缆送入转子台控制器，转子台控制器对信号调理后，将信号送入动态数据采集分析仪，在数据采集仪内实现模拟信号抗混滤波、A/D转换等步骤，最终转换为上层分析软件可处理的数字信号，最后将数字信号上传到计算机的分析软件，实现用户所需的各种分析功能。

电涡流传感器探头是系统的一个必要组成部分，它是采集、感受被测体信号的重要部分，它能精确地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的变化。

通常探头由线圈、头部保护罩、不锈钢壳体、高频电缆、高频接头组成。

线圈是探头的核心部分，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的电气参数和物理几何尺寸决定传感器系统的线性量程及传感器的稳定性。

机械故障诊断案例分析

六、诊断实例例1：圆筒瓦油膜振荡故障的诊断某气体压缩机运行期间，状态一直不稳定，大部分时间振值较小，但蒸汽透平时常有短时强振发生，有时透平前后两端测点在一周内发生了20余次振动报警现象，时间长者达半小时，短者仅1min左右。

图1-7是透平1＃轴承的频谱趋势，图1-8、图1-9分别是该测点振值较小时和强振时的时域波形和频谱图。

经现场测试、数据分析，发现透平振动具有如下特点。

图1-7 1*轴承的测点频谱变化趋势图1-8 测点振值较小时的波形与频谱图1-9 测点强振时的波形和频谱(1)正常时，机组各测点振动均以工频成分(143.3Hz）幅值最大，同时存在着丰富的低次谐波成分，并有幅值较小但不稳定的69.8Hz（相当于0.49×）成分存在，时域波形存在单边削顶现象，呈现动静件碰磨的特征。

(2)振动异常时，工频及其他低次谐波的幅值基本保持不变，但透平前后两端测点出现很大的0.49×成分，其幅度大大超过了工频幅值，其能量占到通频能量的75%左右。

(3)分频成分随转速的改变而改变，与转速频率保持0.49×左右的比例关系。

(4)将同一轴承两个方向的振动进行合成，得到提纯轴心轨迹。

正常时，轴心轨迹稳定，强振时，轴心轨迹的重复性明显变差，说明机组在某些随机干扰因素的激励下，运行开始失稳。

(5)随着强振的发生，机组声响明显异常，有时油温也明显升高。

诊断意见：根据现场了解到，压缩机第一临界转速为3362r/min，透平的第一临界转速为8243r/min，根据上述振动特点，判断故障原因为油膜涡动。

根据机组运行情况，建议降低负荷和转速，在加强监测的情况下，维持运行等待检修机会处理。

生产验证：机组一直平稳运行至当年大检修。

检修中将轴瓦形式由原先的圆筒瓦更改为椭圆瓦后，以后运行一直正常。

例2：催化气压机油膜振荡某压缩机组配置为汽轮机十齿轮箱＋压缩机，压缩机技术参数如下：工作转速：7500r/min出口压力：1.OMPa轴功率：1700kW进口流量：220m3 /min 进口压力：0.115MPa转子第一临界转速：2960r/min1986年7月，气压机在运行过程中轴振动突然报警，Bently 7200系列指示仪表打满量程，轴振动值和轴承座振动值明显增大，为确保安全，决定停机检查。

旋转机械故障诊断

电气绕组
铜线分布不均
转子不平衡故障
不平衡的原因
铸造缺陷
热膨胀
由于每个部件热膨胀率不同影响转子平衡
轴孔太大
转子不平衡故障机理与诊断
不平衡的种类
按发生不平衡的过程可分为：
• 原始不平衡 • 渐发性不平衡 • 突发性不平衡
按机理可分为：
• 静不平衡 • 偶不平衡 • 动不平衡
= 静不平衡 + 偶不平衡
转子转动一周，离心力方向改变一次。因此，不平衡振动的频率与转频相一致。
转子不平衡故障机理与诊断
旋转机械故障诊断转子不平衡
无阻尼时，O、O’、G三点成一直线
实际转子总存在阻尼
工作介质、轴承油膜的黏性阻尼，滑动面之间的摩擦阻尼，轴材料不完全弹性的内摩擦阻尼，转子轴承系统因变形能耗产生的结构阻尼
k m
由上式中解出x和y,并求得振幅r。
转子的临界转速
影响临界转速的因素
支承刚度
• 只有在支承完全不变形的条件下，支点才会在转子运动过程中保持不动。考虑支承的弹性变形时，就相当于弹簧与弹性转轴相串联。
• 支承与弹性转轴串联后，总的弹性刚度要低于转轴本身的弹性刚度，使转子的临界转速降低。
旋转机械故障诊断转子不平衡
静不平衡
偶不平衡
转子不平衡故障机理与诊断
旋转机械故障诊断转子不平衡
故障机理
如下图所示单盘转子系统，由于质心与旋转中心不重合而产生不平衡
F（t）
Fsint
e
t c
M
y( t)
k
c
(a) 转子系统
(b) 振动模型
交变的力(方向、大小周期性变化)会引起振动

故障诊断的常用图谱

故障诊断的常用图谱5。

1常规图谱（又称稳态图，不含开停车信息）5。

1.1机组总貌图——显示机组总貌,查看探头的位置及位号。

5。

1。

2单值棒图-—显示实时振动值,并可知低报、高报警值及转速.5.1.3多值棒图¬——显示实时通频值及各主要振动分量的振动值，可大致了解机组运行是否正常。

①通频值——通频值即总振动值，为各频率下振动分量相互迭加后的总和。

②一倍频——又称基频、工频,为转子实际工作转速的频率，f = n /60 [Hz]；转子动不平衡、轴承工作不良、热态对中不良等均会引起一倍频增大，发生概率依次降低。

③二倍频—-二倍工频，转子热态对中不良、裂纹、松动等都会引起二倍频增大，主要是对中不良.④0。

5倍频——0.5倍工频,油膜失稳会引起该频率段增大，轴承工作不良（如间隙、紧力、接触、摇摆、油档等）也会引起该段频率增大；旋转失速（喘振的先兆）的频率为（0。

4~0.8）倍工频，也有可能.⑤可选频段——用户根据机组的特点，自己定义的频段。

⑥残余量——剩余频率成分振动分量的总和。

该部分振值高时,转子有可能发生摩擦、气流脉动等.正常运转状态下的多值棒图通常是，一倍频最大，二倍频小于一倍频的一半，0.5倍频微量或无，残余量不大.5。

1.4波形图——显示通频振动位移（总振值）与时间(周期)的关系，又称幅值时域图。

在正常的状态下，波形图应为较平滑的正弦波，且重复性好。

a．动不平衡时，在一个周期内为典型的正弦波；b．中不良时,在一个周期内为波峰翻倍,波形光滑、稳定、重复性好;c．摩擦时，波峰多,波形毛糙、不稳定、或有削波;d．自激振荡（油膜涡动，旋转脱离）时，波形杂乱、重复性差、波动性大.5.1.5频谱图——显示了在各振动分量的频率及其振幅值。

横坐标可选择“阶比”或“频率”，一般用阶比。

各种频率所对应的故障可参照前面在多值棒图中的介绍。

正常运转状态下的频频图通常是，一倍频最大，二倍频次之、约小于一倍频的一半，三倍频、四倍频 (x)倍频逐步参差递减，低频（即小于一倍频的成份）微量。

轴心轨迹图,频谱图在旋转机械故障分析中的应用

轴心轨迹图,频谱图在旋转机械故障分析中的应用
轴心轨迹图和频谱图是旋转机械故障分析中常用的工具，它们可以帮助工程师诊断和分析机械故障，采取相应措施修复或替换部件。

轴心轨迹图是通过在机械旋转轴上安装传感器并记录振动数据，然后将数据绘制成轨迹图。

通过观察轨迹图的形状和特点，可以判断机械旋转部件的偏心、松动、挠曲等故障情况。

例如，如果轨迹图呈现出椭圆形状，可能表示旋转部件存在偏心或松动等问题。

频谱图是通过将振动信号转换为频率域的图像来进行分析。

它可以提供振动信号在不同频率下的幅值信息，帮助工程师识别出故障频率所对应的谐波分量。

通过观察频谱图中的峰值和特征频率，可以判断机械故障类型，如轴承故障、齿轮故障等。

此外，频谱图还可以进行频谱包络分析，用于监测机械故障的进展情况。

综合使用轴心轨迹图和频谱图可以提高故障分析的准确性和效率，帮助工程师及时发现和解决旋转机械的故障问题，确保其正常运行。

转子轴心轨迹及测量方法

转子轴心轨迹及测量方法一、轴心轨迹当转轴旋转时，它会绕转轴中心点振动，其运动的轨迹就是轴心轨迹。

轴心轨迹可以用未过滤的和按照阶次过滤两种方式表示，振动幅值和轴心轨迹形状的突然改变是故障的早期指标。

轴心轨迹在故障诊断中的应用历史基本上与时间波形是相同的，正是有了轴心轨迹，人们对转子在轴承中的运动形态有了更直观的认识。

许多故障如摩擦、不平衡、预负荷等，在轴心轨迹中有明显的反映，因此成为主要的故障诊断手段之一。

图1 轴心轨迹图二、形成原理如下图所示，图中的参考线可以看做是采样点对应的线，依据键相点的角度，两个波形上同一采样时刻的点在平面上形成一个新的位置，如此类推，当一个周期内所有采样点画完，轴心轨迹就形成了。

如果没有键相信号，利用两信号的相位差，也可画出轴心轨迹图。

图2 轴心轨迹的形成原理三、不同故障对应的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。

不对中时，轴心轨迹一般为月牙状、香蕉状，严重时为8字形；发生摩擦时，会出现多处锯齿状尖角或小环；轴承间隙或刚度差异过大时，为一个很扁的椭圆；可倾瓦瓦块安装间隙相互偏差较大时，会出现明显的凹凸状。

表1给出了不同故障对应的轴心轨迹、频谱特征及其原因。

表1 不同故障对应的轴心轨迹、频谱特征及其原因如果轴心轨迹的形状及大小的重复性好，则表明转子的涡动是稳定的；否则，就是不稳定的。

转子发生亚异步自激振动时，其轴心轨迹往往很不稳定，不仅形状及大小时刻在发生较大的变化，而且还会出现大圈套小圈的情况。

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。

机械故障诊断技术5_设备状态判定

4-4 信号特征的时域提取方法包括哪些？ 4-5 阐述周期信号频谱和非周期信号频谱的区别。 √4-6 信号x(t)=sin(2πt）是否为周期信号，若是周期信号，求其周
期，并用公式求其平均和均方值。 4-7 什么是泄漏？为什么会产生泄漏？窗函数为什么能减少泄漏？ 4-8 什么是窗函数？描述窗函数的各项频域指标能说明什么问题？ 4-9 什么是栅栏效应？如何减少栅栏效应的影响？ 4-10 时域信号统计指标和频谱图在机械故障诊断系统中的作用分别
➢ 2）相对判定标准
相对判定标准是对同一设备，在同一部位定期测试，按某个时刻的正常值作为判定基准，而根据实测值与基准值的倍数，进行设备状态判定的方法。
由于是基于设备自身某时刻的测量值作为判定基准，所以称为相对判定标准。
➢ 3）类比判定标准
相对判定标准是建立在长期对某一设备的测量数据的基础上。若某个设备运行时间不长、或没有建立长期测量数据的基础，在对设备进行状态判定时，可以采用类比判定标准。
(4) 汽轮机及汽轮发电机组振动标准
汽轮机也属于旋转机械的类型。表5一7为我国水电部于1959年颁布的《电力工业技术管理法规》，其中规定1500r／min、3000r／min和 5000r／min之内的汽轮发电机组轴承的振动标准。
表5一7 水电部汽轮发电机组振动标准（轴承双振幅允许值）
转速 r/min
国际标准、国家标准、行业标准、企业集团标准都是根据某类设备长期使用、观测、维修及测试后的经验总结，并规定了相应的测试方法。因此在使用这些标准时，必需按规定的适用范围和测定方法操作。目前应用较广泛的是：
ISO 2372 《机器振动的评价标准基础》 ISO 3945 《振动烈度的现场测定与评定》 CDA/MS/NVSH 107 《轴承振动测量的判据》 VDI 2056 《震动烈度判据》（德国标准）等