振动分析案例(48个实例)
机械振动案例分析(专业材料)
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一种吸声型的声屏障结构
利用声屏障将声源 和保护目标隔开
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高架桥上的吸声屏障
高架桥上的吸声 与隔振组合屏障
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在坦克炮塔内，陀螺仪、加速度计及角度传 感器不断地测定各种运动载荷，车载计算机根 据这些信息计算并发出抵消这些运动的控制指 令，通过伺服系统使炮塔相对于底盘水平转动、 火炮相对于炮塔高低俯仰，从而使坦克即使在 不断颠簸的运动中也能将火炮准确地对准目标。
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振动的利用
“振动利用工程学” 是20世纪后半期逐渐形成和发展起来的一 门新学科，振动利用工程的发展使世人瞩目。就振动机械来说， 目前已成功应用于工矿企业中的振动机器已发展到数百种之多， 在许多部门，如采矿、冶金、煤炭、石油化工、机械、电力、水 利、土木、建筑、建材、铁路、公路交通、轻工、食品和谷物加 工、农田耕作以及在人类日常生活过程中。
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战国初期为了防御敌国的地道战术在《墨子．备学篇》记载 了一种防御方式 ，守军在城内沿城墙根约每隔6米挖一口井。 深约3米左右。让陶工烧制坛子，有耳朵灵敏的人日夜值班， 并将耳朵贴在坛口侦听。如果敌人正在挖地道，通过坛中的 声音就能觉察。这种方法不仅能判断敌人否在挖洞，还能从 不同的坛口的声音确定声源方向。即地道的大致方位。这个 方法很有振动学理论根据。因为敌人挖地道的声波经同地下 传到坛子，坛子内空气柱发生共鸣，再引起坛口蒙皮的振动， 因此声音就大了
车载火炮稳定系统
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振动引起的转子系统破坏
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如果在加工时有强迫振动，又称为激励振动，它是由周期变 化的激振力所引起的，例如主轴回转不平衡、电机振动、传 动部件有缺陷，以及周围有振动源通过地基传给加工设备的 振动等，都会产生振纹。电机是主要动力源，也是振动源， 电机的振动对加工的影响很大。
振动诊断分析案例(十四)
振动故障分析诊断案例某公司动力厂新建1台25 MW抽凝式汽轮发电机组，汽轮机型号为C25-3．43／0．49-6，配套发电机型号为QrW一30-2C型。
汽轮发电机轴系临界转速设计值为1690r／min，汽轮机与发电机采用刚性联轴器连接，轴系结构示意图如图1所示。
1 汽轮发电机组调试运行过程中的异常振动情况汽轮发电机组安装基本完成以后，2010年5月2日晚上22：38，机组首次冲转，工作转速稳定运行时，机组#l一#4轴瓦3个方向最大振幅仅11um，所有测点振幅都在优良范围内。
5月3日10：56，第二次冲转，机组进行超速试验，超速试验过程中，机组振动平稳，最高转速3 270 r／min时，#1一#4轴瓦垂直振幅分别为8．4、14．4、6、5．8um。
5月12日机组带负荷正常运行时两次出现异常振动，情况如下：(1)12日10：38，发电机并网，11：09，负荷4 700 kW时振动突增，汽轮机轴瓦振动l1、2 V达134、170um，11：10停机，降速过程轴瓦振幅为35—40um。
(2)机组DCS振动曲线记录了一次异常振动发生过程，具体数据见表1。
从表1中可见：12日22：50，机组带负荷正常运行时，汽轮机#1、#2轴瓦振动正常，分别为11、15um；23：08，#2轴瓦振幅首先增加到30 um，23：09，#1、#2轴瓦振幅同时增加到87、106 um，23：10，#1、#2轴瓦振幅迅速增加到115、133um，23：12，停机前#1、#2轴瓦振幅分别达126、170um；转速降低到2960 r／min时，汽轮机#1、#2轴瓦振幅仍然较大。
汽轮机振动突变的整个过程中，发电机#4轴瓦振幅变化不大。
2 汽轮发电机组异常振动原因分析及处理2．1汽轮发电机组异常振动原因排查2．1．1汽轮发电机组静态检查12日停机后检查#1、#2、#3瓦，轴瓦金属乌金有磨损痕迹。
厂家给定：#1轴瓦顶隙为0．28—0．32mm，舵轴瓦顶隙为0．30—0．40 mm。
振动分析案例(48个实例)
实例No.7某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断
实例No.8某循环气压缩机管道振动和噪声故障
实例No.9某原油泵进口管道共振故障的诊断和排除
实例No.10某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断
实例No.11某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断
实例No.12某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断
1996年11月2日某大型裂解气压缩机中压缸两端轴承座振动突 增数倍，诊断为转子严重不平衡!开缸检查证实，因进口过滤 器支承块断裂，刮下大量积精品焦课件，堆积在转子上造成严重不11 平 衡!经清焦处理，开车证实：振动恢复正常。
Case History #2 Rotor Unbalance
实例NO.2 30万吨/年乙烯装置裂解 气压缩机组转子动不平衡故障
Typical Spectrum典型的频谱
严重不平衡的典型频谱
Typical spectrum shows dominant GMF典型频谱表明转 子转速频率突增，这是精典品课型件 的转子不平衡的特征12!
实例No.41一次风机电动机转子与定子之间气隙变化故障的诊断
实例No.42某离心式冷水机(约克)电动机定子偏心或定子绝缘层短路故障诊断
实例No.43某干燥机排风机电动机转子条松动故障的诊断
实例No.44某变速交流感应电动机转子条松动故障的诊断
实例No.45某离心式冷水机(约克)电动机相位故障的诊断
实例No.46某电厂大型引风机电动机多根转子条断裂故障的诊断
实例No.19某驱动箱伞齿轮高噪声和振动故障的诊断
实例No.20某电动机转子条故障
实例No.21某纸机滚动轴承外环故障
实例No.22某纸机滚动轴承外环故障
实例No.23某纸机滚动轴承内环故障
振动诊断分析案例(十五)
振动故障分析诊断案例一、概述某热电装置有两台CFB锅炉，每台各配有I台一次风机、I台二次风机和1台引风机。
一次风机的转速1460 r／min，额定功率2500 kW，全压为22 kPa，流量335610 n13／h。
风机结构型式为双吸单出双支撑单级离心风机，风机与电机间采用带加长节的膜片联轴器联接，风机轴承采用带座滑动轴承，风机前后轴承各有一个bentlyl900测振探头。
二、存在问题2010年的一次风机在检修后运行过程中非驱动端轴承振动增大，从开机时<3 mm／s增大到4．5 mm／s，振动绝对值虽然还未超出允许值，但风机轴承尤其是非驱动端轴承基础平台及平台周边2-3 m范围内地面振感强烈，而2#CFB锅炉一次风机轴承振动在2 mn/s以下，可以确定一次风机存在某种机械故障。
三、故障诊断及处理道奇轴承在顶部有一个调整螺丝用以调整轴瓦紧力(图1)．按照风机厂家说明书要求，轴承安装时需将力矩扳手调整至2500 in．lb(约282 N·m)拧紧调整螺丝。
发现轴承振动增大后，将力矩扳手调整至280 N·m重新上紧，调整螺丝不动。
对机组振动进行监测，以进一步分析故障原因，风机测点布置。
见图2。
由表l可知。
风机测点4水平方向振动最大，振动值为4．7 mm ／s。
从测点4水平方向测点的时域波形(图3)和振动速度频谱(图4)可以看出，振动频谱主要表现为1倍频，同时伴随较丰富的谐频，从时域波形来看，有周期性冲击碰摩现象；而测点3的振动速度频谱有丰富谐频及整分数倍频率(图5)。
分析认为可能原因为：①轴瓦磨损或轴瓦间隙偏大；②机组动静部分间隙不均造成周期性的碰摩，可能是风机轴封碰摩或叶轮与机壳处气隙过小引起摩擦；③转子的运行过程出现不平衡或不对中。
锅炉停炉进行年度例行检修，借此机会对风机进行检查，重点是针对状态监测分析的原因做相应检查。
①检查风机轴瓦，风机轴瓦完好。
根据厂家图纸要求重新调整风机轴瓦间隙、找正对中。
振动大实例与原因分析PDF
1倍频振动大除了动平衡还应检查什么750KW异步电机3000V工频2极轴长2M6轴瓦档轴颈80mm端盖式滑动轴承中心高500mm。
检修后空载试车垂直4.6mm/s水平6.5mm/s轴向1.2mm/s振动较大振感很强。
振动频谱1倍频4-5mm/s2倍频1-2mm/s断电后1倍频2倍频值一点点降下来的。
据维修技师反应3年前空载试车也是振动大到现场连上机械接手在转就好了于是到现场安装试车结果振动还是大。
重新拆回车间转子在动平衡机上做了动平衡装配时轴瓦间隙也重新复测了。
再试车振动比原来还大了点频谱和原来一样。
我问了维修人员动平衡配重2面都加了轴瓦间隙都在标准里面。
请问做动平衡时是在1300-1500左右做的有无可能在3000转时平衡改变了除了动平衡还要检查其他什么可能是共振问题这个规格的电机转子固有频率接近5ohz 本案例中应大于50hz 动平衡后单机试转仍大是由于加重后固有频率下降更接近转频所以振动有升无减请注意动平衡的速度不是工频平衡本身可能是合格的联合运行振动值更大是由于连接上了被驱动设备形成转子副电机转子带载后固有频率下降较多更接近工频。
所以振动愈发的大其实就一句话组合转子的固有频率小于原来单体的好像这么说的原话不记得了据统计有19的设备振动来自动不平衡即一倍频而产生动不平衡有很多原因。
现场测量的许多频谱结果也多与机器的一倍频有关系下面仅就一倍频振动增大的原因进行分析。
一、单一一倍频信号转子不平衡振动的时域波形为正弦波频率为转子工作频率径向振动大。
频谱图中基频有稳定的高峰谐波能量集中于基频其他倍频振幅较小。
当振动频率小于固有频率时基频振幅随转速增大而增大当振动频率大于固有频率时转速增加振幅趋于一个较小的稳定值当振动频率接近固有频率时机器发生共振振幅具有最大峰值。
由于通常轴承水平方向的刚度小振动幅值较大使轴心轨迹成为椭圆形。
振动强烈程度对工作转速的变化很敏感。
1力不平衡频谱特征为振动波形接近正弦波轴心轨迹近似圆形振动以径向为主一般水平方向幅值大于垂直方向振幅与转速平方成正比振动频率为一倍频相位稳定两个轴承处相位接近同一轴承水平方向和垂直方向的相位差接近90度。
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倍频幅值显著，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。
设备故障的振动识别方法及其实例分析(doc 71页)
设备故障的振动识别方法及其实例分析(doc 71页)内部学习资料之一设备故障的振动识别方法与实例牛明忠王葆华王桂亮合著上海华阳检测仪器有限公司资料汇编2003年4月前言振动分析是设备故障诊断最重要最常用的方法。
但在设备现场的实际工作中,常常遇到的最困难的也是最关键的问题是，在使用简易诊断仪器〈如振动计〉已经发现设备存在故障的情况下，如何根据各种振动分析仪〈频谱分析仪〉提供的振动波形和频谱，诊断出设备的故障类型、部位及严重程度，以便据此采取相应的措施。
为满足从事设备管理、状态监测、故障诊断和设备维修工作的工程技术人员这方面的需要,我们编写了这本小册子。
本书紧紧围绕设备故障的识别问题，介绍了故障诊断的一般方法和步骤；为了方便查阅，按照故障类型，分别详细地列出了其波形和频谱特征及诊断要点，说明了如何区分不同故障的方法，引用的大量工程实例与方法介绍相互印证，以求具有更大的参考价值。
1.4.4随机信号 (12)2识别故障的一般方法和步骤 (14)2.1搜集和掌握有关的知识和资料 (14)2.2振动数据采集 (14)2.2.1仪器配置 (14)2.2.2参数设置 (15)2.2.3辅助测试 (16)2.3故障分析与诊断 (16)2.3.1注意发展和变化 (16)2.3.2分析振动的频率成分 (16)2.3.3分析振动的方向性和幅值稳定性 (17)2.3.4分析各频率成分的相位 (18)2.3.5边频分析 (18)2.3.6分析波形变化 (19)2.3.7分析轴心轨迹 (20)2.3.8全息谱分析 (23)2.3.9观察随转速的变化 (24)3常见故障的识别及实例 (27)3.l不平衡 (28)实例l 离心压缩机不平衡 (30)实例2 压缩机不平衡 (31)3.2不对中 (32)实例l 压缩机组对中不良 (33)实例2 电机——发电机组对中故障 (35)3.3机械松动 (36)实例l 电机不平衡及支承松动 (38)实例2 发电机组汽轮机支承松动 (39)3.4转子或轴裂纹......................................................（40 ）实验裂纹转子的振动特性及诊断....................................( 41) 实例合成气压缩机轴裂纹 (42)3.5滚动轴承 (43)实例l 压缩机轴承损伤 (45)实例2 煤气排送机故障 (47)实例3 挖土机滚动轴承损坏 (48)3.6滑动轴承 (50)实例l 离心压缩机油膜振荡 (52)实例2 二氧化碳压缩机停车事故 (54)3.7齿轮箱 (56)实例l JCF.500齿轮箱的边频分析 (58)实例2 大型水泥磨齿轮箱故障 (60)实例3 立式车床变速箱故障 (61)3.8传动皮带 (62)3.9叶轮、叶片和旋翼 (63)实例叶片断裂故障 (64)3.10电机 (65)实例冷凝液泵驱动电机故障 (68)3.11共振 (70)实例变速风机的共振故障 (70)1振动信号的波形和频谱不同的振动信号具有不同的波形和频谱。
振动分析实例
旋转机械诊断监测管理系统（TDM）在电厂的应用摘要：介绍了应用旋转机械诊断监测管理系统（TDM）的硬件及软件组成；深入分析了#4汽轮机组9瓦轴振异常的原因，获取包括转速、波德图、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，从而为专业的故障诊断人员提供数据及专业的图谱，协助机组诊断维护专家深入分析机组运行状态，并成功处理了9瓦的轴振异常。
关键词：应用旋转机械诊断监测管理系统（TDM），组成，异常振动，分析，解决The Application of the Turbine Diagnosis Management (TDM) on Shanxi Zhangshan Electric Power co., LtdLi Gang He Xiao Ming Kou Delin(The College of Power and Mechanical Engineering Wuhan University Wuhan 430072)Abstract: Introduce the hardware and software of the Turbine Diagnosis Management (TDM). Analysis the reasons of #9 bearing’s abnormal vibration of unit 4.Receives the characteristic data of the speed, Bode diagram, frequency phase, mult-frequency’s value and phase.Offers the professional data ,charts to the experts. Helps the experts diagnosis deeply the status of the unit 4. And solve the problem successfully.Key words：Turbine Diagnosis Management (TDM), Composition, abnormal vibration, Analysis, solution引言汽轮机轴系监测系统(TSI)可以对汽轮机轴系参数起到基本的监测和安全保护作用，但TSI 缺少对机组振动数据的深入挖掘，使得许多振动方面的问题停留在表面,如在机组冲转、在负荷变化，主、调汽阀门进行切换和单/顺阀切换等工况变化时振动的分析研究。
振动常见问题和实例
实例1-4725RPM多级离心式给水泵加速度谱
加速度频谱图中7倍转速频率（动叶数量为7片）及其2、3倍频都很明 显，相比之下一倍转速处几乎可以忽略。使用加速度频谱容易导致忽 略转子平衡问题！
问题2
为什么电机的滚动轴承已经严重损坏，而瓦 振位移或者速度值仍然很小？应该采用什么 方法来早期发现滚动轴承的损坏？
？
答案2
通常电动机的壳体非常坚固厚重，所以其滚动轴承损 坏造成的常规振动位移和速度值增长很小。 对于电动机的滚动轴承应该采用gSE尖峰能量测试技 术来测试和早期发现滚动轴承的故障信号。
解释2
滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 四 个 阶 段
第一阶段
只是 g SE有明显指示
第二阶段
g SE明显增大，开始出现轴 承零件共振频率并伴有1X转 速频率边带
实例5-低谱线数和高谱线数频谱对比
400线频谱图中显示频谱成份为 一倍频和二倍频，但是振动总值 不大，电机运行正常，无故障征 兆。
高谱线数的频谱图表明普通频谱图中 一倍频的一根谱线其实为三根谱线的 合成，左右两根高幅值边带表明电机 严重转子条故障。
问题5
使用动圈式速度传感器和压电晶体加速度型
传感器测试的振动频谱、波形有差异吗？如
齿轮啮合频率Fm=N0Z0 =N1 Z =4341.3赫兹
齿轮边带频率Fb=Fm±i N0或 Fm ±i N1
振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息
电动机转子动平衡 电动机与大齿轮轴联轴器对中
齿轮箱
电机转速N0=1480转/分=24 . 6667赫兹 压缩机转速N1=6854 .7转/分=114 . 245赫兹
问题11
总线等通讯方式集成振动数据到DCS应用现状 和前景如何？
振动大实例与原因分析
振动大实例与原因分析 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】1倍频振动大除了动平衡还应检查什么据统计，有19％的设备振动来自动不平衡即一倍频，而产生动不平衡有很多原因。
现场测量的许多频谱结果也多与机器的一倍频有关系，下面仅就一倍频振动增大的原因进行分析。
一、单一一倍频信号转子不平衡振动的时域波形为正弦波，频率为转子工作频率，径向振动大。
频谱图中基频有稳定的高峰，谐波能量集中于基频，其他倍频振幅较小。
当振动频率小于固有频率时，基频振幅随转速增大而增大；当振动频率大于固有频率时，转速增加振幅趋于一个较小的稳定值；当振动频率接近固有频率时机器发生共振，振幅具有最大峰值。
由于通常轴承水平方向的刚度小，振动幅值较大，使轴心轨迹成为椭圆形。
振动强烈程度对工作转速的变化很敏感。
1．力不平衡频谱特征为振动波形接近正弦波，轴心轨迹近似圆形；振动以径向为主，一般水平方向幅值大于垂直方向；振幅与转速平方成正比，振动频率为一倍频；相位稳定，两个轴承处相位接近，同一轴承水平方向和垂直方向的相位差接近90度。
2．偶不平衡频谱特征为振动波形接近正弦波，轴心轨迹近似圆形；在两个轴承处均产生较大的振动，不平衡严重时，还会产生较大的轴向振动；振幅与转速平方成正比，振动频率以一倍频为主，有时也会有二、三倍频成分；振动相位稳定，两个轴承处相位相差180度。
3．动不平衡频谱特征为振动波形接近正弦波，轴心轨迹近似圆形；振动以径向为主，振幅与转速平方成正比，频率以一倍频为主；振动相位稳定，两个轴承处相位接近。
4．外力作用下（旋转）产生的共振各个零部件、结构件在外力作用下所产生的固有共振为自激振动，其频率与不同的结构对应，即刚度不同引起的不同共振。
频谱特征为时域波形为正弦波，振动频率以一倍频为主。
二、相关一倍频信号1．转子永久弯曲振动类似于动不平衡和不对中，以一倍转频为主，也会产生二倍转频振动；振动随转速增加很快；通常振幅稳定，轴向振动较大，两支承处相位相差180度。
振动故障机理及案例资料PPT课件
振动故障机理及案例
东北电力科学研究院 常强 2009年8月
转子质量不平衡
机理：转子残余质量不平衡过大，产生 较大离心激振力，转子——轴承系统振 动响应较大。 对于挠性转子来说，低阶不平衡响应对 高转速下的振动响应影响较小 不平衡故障可以通过动平衡试验消除
动静碰磨故障的一般处理原则
如果观察到转子在较低转速下振动过大，尤其 是瓦振偏大，且在固定转速下持续增大时，发 生碰磨故障的可性能很大，应及时停机，不能 再尝试升速越过临界转速区。
机组在启动（尤其是冷态）过程中应严格控制 各项参数，各项保护均应投入，当因振动大跳 机后，不能立即挂闸再次启动
动静碰磨故障的一般处理原则
转子裂纹
转子裂纹
转子裂纹出现早期，机组的振动不会发 生显著的变化。 转子裂纹的扩展周期较长。 在机组振动显著增大后，转子裂纹已经 扩展至较大范围。
油膜振荡
故障机理： 轴承设计不合理，轴系稳定性较差，在 机组受到外界扰动后，轴系振动失稳。 振动迅速增大。 可倾瓦稳定性最好，应用较广。圆筒瓦、 3油楔瓦稳定性较差，目前以很少应用。
转子裂纹
案列：600MW机组小轴裂纹
转子裂纹
2009年2月底至3月中旬，该机组7瓦振动 持续小幅增长。 3月19日，6、7瓦振动突然发生大幅阶跃 式增长 。此后，7瓦振动快速增大。 7瓦振动信号中有明显的二倍频成分。
基于振动分析的船舶螺旋桨鸣音故障诊断
第37卷第2期技术交流中国修船基于振动分析的船舶螺旋桨鸣音故障诊断叶文荣，于忠杰，王婉莹，高洪滨（92601部队，广东湛江524000）摘要：文章针对某船在试航过程中艉部区域出现的不明金属敲击异响，通过测量异响区域船体的振动信号，分析异响出现和消失时振动频谱结构特征，确定故障原因是螺旋桨鸣音。
研究发现，附着在螺旋桨上的海生物发展到一定程度后，会改变桨叶的随边形状，流体在螺旋桨背后形成卡门涡街，作用于桨叶发出金属敲击声。
关键词：船体振动；卡门涡街；金属敲击声；螺旋桨鸣音中图分类号：U672文献标志码：Adoi ：10.13352/j.issn.1001-8328.2024.02.002Abstract ：In response to the abnormal metallic sound in the stern area of a certain ship during its sea trials ，this paper measures the vibration signals of the hull in the area of the noise and analyzes the frequency spectrum struc⁃ture changes of the vibration velocity at the measurement point when the abnormal sound occurred and disappeared.It determines that the propeller singing creates the sound.The study finds that when marine organisms attached to pro⁃pellers develop to a certain extent ，they change the trailing edge shape of the blades ，causing the fluid to form a Kar⁃man vortex street behind the propeller ，which acts on the blades to produce a metallic sound.Key words ：hull vibration ；Karman vortex street ；metallic sound ；propeller singing作者简介：叶文荣（1982-），男，江西万安人，工程师，硕士，主要从事船舶振动噪声控制及机械设备故障诊断工作。
振动大实例与原因分析
1 倍频振动大除了动平衡还应检查什么摇统计.有19%的设备振动来自动不平衡即一倍频・而产生动不平桂有很多原因.现场測曼的许多频语结奧也多与机髀的一倍频有关系.下面仅就一倍頻振动增大的僚因进行分析.一、单一一倍频信号转子不平衡振动的时域波形为正弦波.频率为转子工作频率.径向振动大.频谱BS中基频有稳定的高峰.谐液能呈農中于基频.其他倍頻振福较小.当振动頻率小于固有頻車时.基频⅛∏S½转速增大而培大・当振动頻率大于固有頻率时.转速帝垃振IS趋于一个较小的稳定值，当振动頻牢接近固有频率时机器发生共振.扳幅具有SlK峰值.由于通常轴承水平方向的刚哎小.振动備值较大.使轴心轨违成为楠BS形.振动理烈程皮对工作转速的变化很緻感・1 -力不平衡频语特征为振动波％接近正弦波.轴心轨迹近似IH形•振动以径向为主.一般水平方向咽值大于垂克方向；振常与转速平方成正比.振动频率为一倍频•相位Ig定.两个轴承处相位接近.同一轴承水平方向和垂直方向的相位乏接近90 ¢.2偶不平衡频语特征为振动波％接近正弦波.轴心轨迹近似IH形；在两个轴承处均产生较大的振动.不平衡严重时.还会产生较大的轴向振动•振幅与转速平方成正比.扳动频率以一倍頻为主.有时也会有二、三倍频成分，振动相位稳定.两个轮承处相位相差ISOJS-3.动不平衡频语特征为振动液％接近正弦波.轴心轨迹近似圆形，振动以径向为主.扳福与转速平方成正比.頻率以一倍频为主；振动相位稳定.两个轴承处相位接近.4 .外力作用下（旋转）产生的共振各个零部件、结构件在外力作用下所产生的固有共振为自激振动.其频率与不同的结构对应.即刚皮不同引起的不同共振•频谄特征为时域液形为正弦液.振动频率以一倍频为主.二、相关一倍频信号1-转子永久穹曲振动类似于动不平衡和不对中.以一倍转频为主.也会产生二倍转頻振动；振动随转速垣加很快；通常振備憩定.轴向振动较大.两支承处相位相差180皮•2.转子存在鬟纹使挠皮帝大转子系统的转轴上岀现橫向疲劳裂纹.可能引发斷轴爭故.危实很大.及时确定裂纹可防止突爲断裂的灾难性爭故.转轴裂纹常用的诊新方法是眩测机卷开停抓过程中通过“半临界转速”的振幅变化.以及监测转于运行中振福和相位的变化.转轴的橫向疲劳裂纹为半月状的W形裂纹.由于裂纹区所受的应力状态不同.转轴的横向裂纹呈现张开、闭合、时张时闭三种情况.当裂纹区转轴总受拉应力时.裂纹处于张开或具有张开倾向的状态.轴刚皮小于无裂纹时的刚皮・挠皮大于无裂纹时的挠皮.在一定工作转速下振常及相位都发生变化•当裂纹区转轴总受压应力时.裂纹处于闭合状态.轴的刚皮略小于无裂纹时.裂纹对转于的振动特性基本没有影响.当裂纹区转轴受交受应力时.裂纹周期性时闭时开・对振动的影咆比较复杂.出现橫向疲劳裂纹时.轴的刚哎呈各向异性.扳动带有非线性性质• 一倍频和二倍频分星随时间逐渐填大.转别是二倍频分塑.随裂纹床皮的增加而明昱増大・3.淆动轴承间隙变大轴与轴承间隙过大.类似于不对中和机械松动.应注倉区别.此时径向振动较大.特別是垂直径向・可能有较大的轴向振动.止推轴承可能有较高次谐波分曼；径向和轴向时域为稳定的周期波形占优势.每转一圈有13个峰值；段有较大的iflS®冲击现僉.若轴向振动与径向扳动大小按近.衣明问JS严垂一4.釉承圧茧松动振动频率为转频.并有高次谐液和分数谐玻.扳动具有方向性.Oa值強定・5.轴系同轻哎差适成轴系不对中的原因很多.如安装误差、调整不够.承裁后的变形、机器基础的沉降不均匀等.转子径向振动以一倍頻和二倍频为主.轴向振动在一倍频、二倍频和三倍频处有稳定的高峰.一般可达径向振动50%以上.若与径向振动一样大或更大.农明情况严垂.三.其它与一倍频有关的成因1-电机、风机等底座龟裂.引起刚皮交化.易产生共振•2-联W器制造安装偏差造成的戾损；不配套的连按理和/理绘訣坂.：联轴碾堆陌曳损.3.转于湿皮境皮影迫.I润淆油温皮交化引起的失稳.5.转于或轴承刚性交化.6.电谥异常・7 -齿轮机构中齿轮的累积钊造误差.k质冕不平衡所谄不平衡即是质星和几何中心线不垂合所导致的一科故璋状态.当转予旋转时.其”重心“产生一个3S心力作用在轴承上.该力的大小随若转子的旋转而稳定的交化.不平衡的类型有三种静不平衡或力不平衡、力矩不平極或倜不平衡和动不平衡.不平衡时频语的表象玻形为正弦波；轴心轨迹为圆或怖El; IX频牢为主；径向（水平和垂直）振动为主.振幅随转速升高而増大；过临界转速有共振峰；悬倚转于不平衡水平和垂直轴向振动都很大・另外.如果淆轮、齿轮、紬承或转子的旋转中心偏离几何中心线就会岀现偏心.2、不对中不对中的现象较为咎追・且非常垂妾.因为它而增加的詭转力会对轻承和密封件笊加异常的应力.不对中的类型有：平行不对中、角皮不对中、平行和角皮不对中•典型的不对中主妾虫以下僚因引起原部件的不精确装配•如电机、泵等；安装后原部件间的相对位筈发生移动■因为管道系统的压力而造成的扭曲变形；白于扭矩而引起的卖性支挣扭曲变形■湿度变化引起的机強变形；痢合面与轴线不垂直；由于地基柔性太大.在旋痿固定写栓时机恭发生移动.实际上大多数不对中実例都是轴线角皮不对中和平行不对中的组合・一般原則是：诊斷应该根抿轴向和垂直（或水平）方向上頤若IX转速的增加. 对应的2X处的振动级的变化情况来判断.对于齿轮联铤辭.一般认为存在以下振动特征：D对中不良引起转予2倍频振动分曼.不对中越严垂.2倍频分呈所占比例越大；2）不对中呈和或轻器内阻尼越大.倍频振动的懾值越大；3）不对中产生的振动帳值.随着转速的升恵而增大；4）对中不良引起的穹曲振动中有工頻的2・4. 6. 3…等偶数倍频振动分呈.且靠近联轴舉处的轴承的穹曲振动振懾大于远書联轴昂处的轴承振常；扭转振动有工频的1・3. 5. 7…等奇数倍频振动分宦.靠近联轴器处的轴承的穹曲娠动振Iffl小于远离联轴舉处的轴承振福.3、机城松动由于松动会产生非常明显的IX基频液峰-在实际中存在有两种类型的松动：旋转松动和非旋转松动.轴承戌损可錢会导致出现族转松动.此故障在拴测时苜先会测到轴承空损的迹馥.然后才能出现轴承松动.当滑动轴承岀现间隙问題时.它的频语上会显示出与旋转松动非常相似的特征：出现很强的IX谐镇.在大多数情况下.其垂玄方向上的振动妾高于水平方向上的振动.对于结构松动（弹性地基）非旋转松动.机眾与堆基之间的松动会使其踐小刚性方向上的IX振动升高•通常在水平方向上.同时还取决于机眾的安装和布局方式.松动匿可能导致机器的其他故璋也可能因其它故障所引起.抓械巒件的彦IS交％、轴系的不对中、不平衡等与松动相互影响.因为松动引发的振动多为中低頻振动.一般在IOOOHz以下.振动頻率通常为转頻或转频的分数谐玻及高次谐波.4、轴承故璋轴承故璋的分类：D滚动轴承疲劳剥落、虔损、塑性变形、铁迪.胶合和保持架损坏等・2）滑动轴承巴士合金松脱、巴士合金损坏、轴承壳悴配合松动和轴承间隙过大等.。
《振动分析案例》课件
因此，对航空器的振动进行分析和减振设计至关重要。
航空器的模态分析
01
模态分析用于确定航空器结构的固有频率和振型。
02
通过模态分析，可以了解航空器在不同频率下的振 动特性，为后续的减振设计提供依据。
03
模态分析通常采用有限元方法进行计算，需要建立 航空器的有限元模型。
制造业
用于检测生产线上各种机械设备的运行状态 ，提高生产效率。
交通运输
用于监测铁路、地铁、高速公路等基础设施 的振动情况，保障交通安全。
02
振动分析基础知识
振动的基本概念
振动
物体在平衡位置附近做周期性往复运动的过程。
振动频率
单位时间内振动循环的次数，表示振动物体往复 运动的快慢程度。
振动幅度
振动物体偏离平衡位置的最大距离，表示振动的 强弱程度。
采用有限元法对建筑结构进行模态分 析，得到了结构的固有频率和模态振 型。
模态分析结果
通过模态分析，发现该高层建筑的低 阶模态频率较低，容易受到外部激励 的影响。
建筑结构的振动响应分析
振动响应分析方法
采用时域法和频域法对建筑结构进行振动响应分析，得到了结构的位移、速度 和加速度响应。
振动响应分析结果
航空器的减振设计
01
根据模态分析的结果，可以针对性地进行航空器的减振设计。
02
常见的减振措施包括改变结构布局、增加阻尼材料、优化连接
方式等。
减振设计需要综合考虑性能、重量、成本等多方面因素，以达
03
到最优的设计效果。
THANKS。
具体控制策略
根据车辆模态分析结果，选择合适的控制方法，设计合理的控制装置和算法，实现对车辆振动的有效控制。例如 ，在悬挂系统、座椅等关键部位安装减震器、阻尼器等装置，优化车辆的动力学特性，提高乘坐舒适性和安全性 。
振动案例讲解_张学延_
【案例12-1】某电厂300MW机组启停机过程中低压转子#3轴承轴振动大问题分析和处理１机组简介和振动情况某电厂5号机组系哈尔滨汽轮机厂和哈尔滨电机厂引起美国西屋公司技术生产的300MW机组。
机组配备美国本特利公司生产的3500型汽轮机安全监视系统（TSI），其中在每个轴承垂直中分面左、右45各装有两个涡流传感器测量转子相对振动，各轴承处的涡流传感器通过长套筒安装，套筒的前端是固定传感器的螺纹，后端固定在轴承盖上，引线从套筒中心孔引出。
1995年1月，5号机组在新机调试中首次启机过程中，当转速在2650～2700r/min时，#3轴承X方向轴振超过254μm，引发跳机。
后解除该测点的保护继续冲转，仍在该转速范围出现明显峰值、且峰值较陡，达到470μm，相位变化近180，基本为基频成分。
图12-3所示机组启停机过程#3轴承X方向轴振动波特曲线。
图１２－３启停机过程#3轴承X方向轴振动波特曲线２振动原因分析和处理由于机组低压转子临界转速在１６１０r/min左右，显然2650～2700r/min不是临界转速频率。
而且，在2650～2700r/min转速范围#3轴承Y方向轴振测点和座振都没有振动响应峰值，说明该转速频率也不是#3轴承座结构的固有频率。
考虑到涡流传感器的固定方式，判断该转速频率可能是#3轴承X方向轴振动传感器固定套筒的固有频率。
因此，振动峰值不是轴系的真实振动状态。
鉴于振动是由于传感器固定套筒发生了结构共振引起的，所以现场对原固定套筒进行加固处理，以增加套筒的刚度，提高固有频率。
通过两次加固，在随后的启机过程中再未出现类似的振动峰值现象。
３结论和评述本机组启、停机过程中#3轴承X方向轴振动出现响应峰值是由于测振传感器套筒发生结构共振引起的，并不是真实的轴系振动，通过现场加固以增加套筒固有频率，使其数值提高到工作转速以上可以避免这种现象的发生。
事实上，国内已有十多台300MW机组启停机过程中都发生过类似的测振套筒结构共振故障。
旋转机械振动分析案例资料
本例的特点在于，齿轮故障的频率特征很明显， 随着故障的排除，故障特征频率发生了很大的变化， 有的消失，有的减弱。这再一次证明利用频率分析 诊断齿轮故障是很有成效的。本例的另一个特点是 将故障处理前后的振动值及其频率特征作对比分析，
这是故障诊断中应当坚持的基本原则，值得借鉴。
●振动故障识别方法
－主频识别法 实例1 某钢铁厂化铁炉除尘风机，型号D28，电动机功 率800Kw，转速750 rpm ，结构简图如下。
滚动轴承故障的振动诊断及实例
a.外环损坏： b.内环损坏：
f (Hz)fi nfr (1 d cos / D) / 2 f (Hz) nfr (1 d cos / D) / 2
c.滚动体损坏： f (Hz ) fr (D / d ){1 [d (cos ) / D]2}/ 2
d.保持架故障： f (Hfz0 ) { fi [1 d (cos) / D] fo[1 d (cos) / D]} / 2
（26Hz）
V 5.5 3.4 1.0 － 4.5
A 3.7 2.4 1.6 － －
H、V、A分别代表水平、垂直和轴向
测点①水平方向频谱
从频率结构看，测点 ①水平方向的频率结 构非常简单，几乎只 存在风机的转速频率 （26Hz近似于转频）。 对比表中测点①、② 振值，可见测点②的 振值比测点①要小得 多。测点①最靠近风 机叶轮，其振动值最 能反映风机叶轮的振 动状态。据此判断风 机叶轮存在不平衡故 障。
停机检查时发现汽轮机后轴承的一侧有两颗 地脚螺栓没有上紧，原因在于预留热膨胀间隙过 大。后来按要求旋紧螺母，振幅则从85μm下降 至27μm，其余各点的振动值也有所下降，实现 了平稳运行。
这个实例的振动过程完整，它给我们的启示 在于，判断松动故障，频率特征仍是最重要的信 息。此例中因为轴承一侧的螺栓没有上紧，却表 现出水平振动大的现象，这再一次证明，振动的 方向特征是有条件的，只能作为判断时的参考， 应用时必须小心。
振动大实例与原因分析
振动⼤实例与原因分析1 倍频振动⼤除了动平衡还应检查什么摇统计.有19%的设备振动来⾃动不平衡即⼀倍频?⽽产⽣动不平桂有很多原因.现场測曼的许多频语结奧也多与机髀的⼀倍频有关系.下⾯仅就⼀倍頻振动增⼤的僚因进⾏分析.⼀、单⼀⼀倍频信号转⼦不平衡振动的时域波形为正弦波.频率为转⼦⼯作频率.径向振动⼤.频谱BS中基频有稳定的⾼峰.谐液能呈農中于基频.其他倍頻振福较⼩.当振动頻率⼩于固有頻⾞时.基频?∏S?转速增⼤⽽培⼤?当振动頻率⼤于固有頻率时.转速帝垃振IS趋于⼀个较⼩的稳定值，当振动頻牢接近固有频率时机器发⽣共振.扳幅具有SlK峰值.由于通常轴承⽔平⽅向的刚哎⼩.振动備值较⼤.使轴⼼轨违成为楠BS形.振动理烈程⽪对⼯作转速的变化很緻感?1 -⼒不平衡频语特征为振动波％接近正弦波.轴⼼轨迹近似IH形?振动以径向为主.⼀般⽔平⽅向咽值⼤于垂克⽅向；振常与转速平⽅成正⽐.振动频率为⼀倍频?相位Ig定.两个轴承处相位接近.同⼀轴承⽔平⽅向和垂直⽅向的相位乏接近90 ￠.2偶不平衡频语特征为振动波％接近正弦波.轴⼼轨迹近似IH形；在两个轴承处均产⽣较⼤的振动.不平衡严重时.还会产⽣较⼤的轴向振动?振幅与转速平⽅成正⽐.扳动频率以⼀倍頻为主.有时也会有⼆、三倍频成分，振动相位稳定.两个轮承处相位相差ISOJS-3.动不平衡频语特征为振动液％接近正弦波.轴⼼轨迹近似圆形，振动以径向为主.扳福与转速平⽅成正⽐.頻率以⼀倍频为主；振动相位稳定.两个轴承处相位接近.4 .外⼒作⽤下（旋转）产⽣的共振各个零部件、结构件在外⼒作⽤下所产⽣的固有共振为⾃激振动.其频率与不同的结构对应.即刚⽪不同引起的不同共振?频谄特征为时域液形为正弦液.振动频率以⼀倍频为主.⼆、相关⼀倍频信号1-转⼦永久穹曲振动类似于动不平衡和不对中.以⼀倍转频为主.也会产⽣⼆倍转頻振动；振动随转速垣加很快；通常振備憩定.轴向振动较⼤.两⽀承处相位相差180⽪?2.转⼦存在鬟纹使挠⽪帝⼤转⼦系统的转轴上岀现橫向疲劳裂纹.可能引发斷轴爭故.危实很⼤.及时确定裂纹可防⽌突爲断裂的灾难性爭故.转轴裂纹常⽤的诊新⽅法是眩测机卷开停抓过程中通过“半临界转速”的振幅变化.以及监测转于运⾏中振福和相位的变化.转轴的橫向疲劳裂纹为半⽉状的W形裂纹.由于裂纹区所受的应⼒状态不同.转轴的横向裂纹呈现张开、闭合、时张时闭三种情况.当裂纹区转轴总受拉应⼒时.裂纹处于张开或具有张开倾向的状态.轴刚⽪⼩于⽆裂纹时的刚⽪?挠⽪⼤于⽆裂纹时的挠⽪.在⼀定⼯作转速下振常及相位都发⽣变化?当裂纹区转轴总受压应⼒时.裂纹处于闭合状态.轴的刚⽪略⼩于⽆裂纹时.裂纹对转于的振动特性基本没有影响.当裂纹区转轴受交受应⼒时.裂纹周期性时闭时开?对振动的影咆⽐较复杂.出现橫向疲劳裂纹时.轴的刚哎呈各向异性.扳动带有⾮线性性质? ⼀倍频和⼆倍频分星随时间逐渐填⼤.转别是⼆倍频分塑.随裂纹床⽪的增加⽽明昱増⼤?3.淆动轴承间隙变⼤轴与轴承间隙过⼤.类似于不对中和机械松动.应注倉区别.此时径向振动较⼤.特別是垂直径向?可能有较⼤的轴向振动.⽌推轴承可能有较⾼次谐波分曼；径向和轴向时域为稳定的周期波形占优势.每转⼀圈有13个峰值；段有较⼤的iflS?冲击现僉.若轴向振动与径向扳动⼤⼩按近.⾐明问JS严垂⼀4.釉承圧茧松动振动频率为转频.并有⾼次谐液和分数谐玻.扳动具有⽅向性.Oa值強定?5.轴系同轻哎差适成轴系不对中的原因很多.如安装误差、调整不够.承裁后的变形、机器基础的沉降不均匀等.转⼦径向振动以⼀倍頻和⼆倍频为主.轴向振动在⼀倍频、⼆倍频和三倍频处有稳定的⾼峰.⼀般可达径向振动50%以上.若与径向振动⼀样⼤或更⼤.农明情况严垂.三.其它与⼀倍频有关的成因1-电机、风机等底座龟裂.引起刚⽪交化.易产⽣共振?2-联W器制造安装偏差造成的戾损；不配套的连按理和/理绘訣坂.：联轴碾堆陌曳损.3.转于湿⽪境⽪影迫.I润淆油温⽪交化引起的失稳.5.转于或轴承刚性交化.6.电谥异常?7 -齿轮机构中齿轮的累积钊造误差.k质冕不平衡所谄不平衡即是质星和⼏何中⼼线不垂合所导致的⼀科故璋状态.当转予旋转时.其”重⼼“产⽣⼀个3S⼼⼒作⽤在轴承上.该⼒的⼤⼩随若转⼦的旋转⽽稳定的交化.不平衡的类型有三种静不平衡或⼒不平衡、⼒矩不平極或倜不平衡和动不平衡.不平衡时频语的表象玻形为正弦波；轴⼼轨迹为圆或怖El; IX频牢为主；径向（⽔平和垂直）振动为主.振幅随转速升⾼⽽増⼤；过临界转速有共振峰；悬倚转于不平衡⽔平和垂直轴向振动都很⼤?另外.如果淆轮、齿轮、紬承或转⼦的旋转中⼼偏离⼏何中⼼线就会岀现偏⼼.2、不对中不对中的现象较为咎追?且⾮常垂妾.因为它⽽增加的詭转⼒会对轻承和密封件笊加异常的应⼒.不对中的类型有：平⾏不对中、⾓⽪不对中、平⾏和⾓⽪不对中?典型的不对中主妾⾍以下僚因引起原部件的不精确装配?如电机、泵等；安装后原部件间的相对位筈发⽣移动■因为管道系统的压⼒⽽造成的扭曲变形；⽩于扭矩⽽引起的卖性⽀挣扭曲变形■湿度变化引起的机強变形；痢合⾯与轴线不垂直；由于地基柔性太⼤.在旋痿固定写栓时机恭发⽣移动.实际上⼤多数不对中実例都是轴线⾓⽪不对中和平⾏不对中的组合?⼀般原則是：诊斷应该根抿轴向和垂直（或⽔平）⽅向上頤若IX转速的增加. 对应的2X处的振动级的变化情况来判断.对于齿轮联铤辭.⼀般认为存在以下振动特征：D对中不良引起转予2倍频振动分曼.不对中越严垂.2倍频分呈所占⽐例越⼤；2）不对中呈和或轻器内阻尼越⼤.倍频振动的懾值越⼤；3）不对中产⽣的振动帳值.随着转速的升恵⽽增⼤；4）对中不良引起的穹曲振动中有⼯頻的2?4. 6. 3…等偶数倍频振动分呈.且靠近联轴舉处的轴承的穹曲振动振懾⼤于远書联轴昂处的轴承振常；扭转振动有⼯频的1?3. 5. 7…等奇数倍频振动分宦.靠近联轴器处的轴承的穹曲娠动振Iffl⼩于远离联轴舉处的轴承振福.3、机城松动由于松动会产⽣⾮常明显的IX基频液峰-在实际中存在有两种类型的松动：旋转松动和⾮旋转松动.轴承戌损可錢会导致出现族转松动.此故障在拴测时苜先会测到轴承空损的迹馥.然后才能出现轴承松动.当滑动轴承岀现间隙问題时.它的频语上会显⽰出与旋转松动⾮常相似的特征：出现很强的IX谐镇.在⼤多数情况下.其垂⽞⽅向上的振动妾⾼于⽔平⽅向上的振动.对于结构松动（弹性地基）⾮旋转松动.机眾与堆基之间的松动会使其踐⼩刚性⽅向上的IX振动升⾼?通常在⽔平⽅向上.同时还取决于机眾的安装和布局⽅式.松动匿可能导致机器的其他故璋也可能因其它故障所引起.抓械巒件的彦IS交％、轴系的不对中、不平衡等与松动相互影响.因为松动引发的振动多为中低頻振动.⼀般在IOOOHz以下.振动頻率通常为转頻或转频的分数谐玻及⾼次谐波.4、轴承故璋轴承故璋的分类：D滚动轴承疲劳剥落、虔损、塑性变形、铁迪.胶合和保持架损坏等?2）滑动轴承巴⼠合⾦松脱、巴⼠合⾦损坏、轴承壳悴配合松动和轴承间隙过⼤等.。