不对中,不平衡振动诊断要点

不对中的故障诊断要点1）频域：①确认轴向和径向在1、2、3倍频处有稳定的高峰，特别注意2倍频分量。

②径向振动信号以1倍频和2倍频分量为主，轴系不对中越严重，其2倍频分量就越大，多数情况下会超过1倍频。

③轴向振动以1倍频分量幅值较大，幅值和相位稳定。

④联轴节两侧相临轴承的油膜压力反方向变化，一个油膜压力变大，另一个则变小。

相位基本上成180度。

⑤4-10倍频分量较小。

2) 时域：确认以稳定的周期波形为主，每转出现1个、2个或3个峰，没有大的加速度冲击现象。

如果轴向振动径向振动一样大或者比径向还大，则说明情况非常严重。

3）振动信号的原始波形是畸变的正弦波。

4）轴心轨迹呈香蕉形或8字形，正进动。

5）振动对负荷变化较为敏感，一般振动幅值随负荷的增大而升高。

提示：1)在确认不对中的若干特征时，如果出现：轴向振动小且4-10倍频分量较大，则有可能是机械松动。

2)在诊断不对中时，如果1倍频分量比其他分量占优势，可能存在角不对中；2倍频分量比其他分量占优势，可能存在平行不对中。

3)如果时域波形不稳定或出现较大的冲击现象，可能是其他故障。

4)对于电机，如果基频及其他倍频分量大的同时，其振动时域波形有调制现象，或基频处出现边频，可能存在机电故障，如转子断条或轴承倾斜导致的偏心。

5)对于齿式联轴器在2倍频下，还可能出现3、4、5等倍频分量。

6)对于目前使用较多的膜片联轴器可出现N倍频（N为螺栓的个数）。

不平衡的振动诊断1)频域：i.确认频谱中以稳定的基频分量为主，其它倍频幅值很小。

ii.轴向振动比径向小得多。

iii.必要时可以改变转速，在升速过程中当转速小于临界转速时，确认工频幅值随转速升高而增大；当转速大于临界转速后，振幅随转速增大反而减小，并趋向一个较小的稳定值。

当转速接近临界转速时，将产生共振，此时振幅将有最大峰值。

2)时域：i.波形以稳定的单一频率为主，轴每转一周出现一个峰值。

振动信号的原始波形为正弦波。

ii.轴向振动比径向小得多。

iii.轴心轨迹呈椭圆形。

iv.转子的进动特征为同步正进动。

提示：1.造成径向振动基频幅值大的其他故障还有：轴弯曲、机械松动及机械共振。

要加以区分，在检测不平衡前应予以纠正。

2.如果1、2、3倍频等分量大，而且垂直方向振动明显大于水平方向振动，有可能是基础松动。

3.如果轴向振动较大，并且径向和轴向的1、2、3倍频分量较大，有可能存在轴弯曲或角度不对中。

4.稍微改变转速，如果基频幅值变化很大，可诊断为机械共振。

5.对于电机，如果基频幅值大的同时，其振动时域波形有缓慢的调制现象，可能存在机电故障，如转子断条或裂纹。

6.轴弯曲与不平衡有相似的频谱特征。

区分的方法是：低转速下测量转子不同部位的径向跳动量，即可以判断转子是否存在初始弯曲；如果有条件，可以测试轴两端的相位，也可以帮助判断轴是否存在弯曲。

在一定的转速下改变机组负荷，如果振动随负荷和时间而变化，则可能存在局部的摩擦、受热或冷却不均匀引起的热弯曲。

转子动不平衡确认步骤（翻译+个人经验）1、信号录取方法：（1）最好使用6通道仪器同时记录1V、2V、1H、2H、1A、2A振动；（2）也可以使用2通道仪器分别同时记录1V、2V；1H、2H；1A、2A 振动。

2、分析1V、2V相位差3、分析1H、2H相位差：若1V、2V相位差与1H、2H相位差接近，则可能存在动不平衡4、分析1V、1H相位差5、分析2V、2H相位差：若1V、1H相位差与2V、2H相位差分别接近90度（或分别接近270度），则可能存在动不平衡（若1V、1H相位差为90度，而2V、2H相位差不是90度，则可能在1点发生局部动不平衡，如电机端部冷却风扇的动不平衡。

）说明：90度、270度，并非精确值，一般在正负30度以内即可.6、计算1V、2V幅值比，取整数7、计算1H、2H幅值比，取整数。

若这两个整数接近，则可以确认存在动不平衡8、计算1A、1H幅值比9、计算2A、2H幅值比：若1A、1H幅值比与2A、2H幅值比分别小于1/3，则可以确认存在动不平衡10、分析1V、2V；1H、2H；1A、2A相位关系若1V、2V；1H、2H；1A、2A分别同相位或分别180度反同相，则可以确认存在动不平衡机械松动的诊断要点1）频域a)确认径向振动有较大的1倍频分量，特别是3-10倍频分量。

b)可能有1/2、3/2、5/2等分数倍频分量，它们随时间增大。

c)确认轴向振动小或正常。

2）时域a)不稳定的非周期信号占优势，可能有大的冲击信号。

b)比较垂直和水平方向的振动，可以发现振动具有高度的方向性。

提示：1）故障严重，还会出现1/3、1/4倍频等分量。

2）机械松动也可在达到工作温度且部件已经热膨胀后出现。

3）水平固定的机器，如果基座松动，则垂直方向会出现很大的一倍频振动，一般比水平方向振动还大。

所以，这一点要特别注意和转子不平衡相区分。

4）具有松动故障的典型频谱特征是以工频为基频的各次谐波，并在谱图中常看到10X。

国外有人认为，若3X处峰值最大，是轴和轴承间有松动，若4X处有峰值，表明轴承本身、松动。

电机转子故障诊断要点1）确认1、2、3倍频振动分量大且有边频带，若边频带间隔为p·s·f，表明有转子断条或裂纹。

2）出现电源频率振动分量表明转子弯曲或转子偏离磁场中心。

3）确认时域波形有强烈的调制，周期为1/（p·s·f），表明有转子断条问题。

4）检查轴向振动，轴向振动应很小。

若轴向振动有较大的1倍频分量，而径向振动1倍频分量没有明显的边频带，，则可能是轴承倾斜或不对中，转子弯曲，或转子偏离磁场中心叶轮/叶片和旋翼故障诊断要点1）确认1、2、3倍叶片通过频率分量大；2）确认叶片通过频率及其谐波有显著的边带成分，测量其频率间隔，有调制频率确定故障部位。

3）确认1倍叶轮转速有较大峰值及存在边频带，表明叶片损伤、摩擦、污物附着或可能是入口或出口压力波动。

4）确认1/2谐波分量及3/2、5/2谐波分量，表明转子与机壳间有摩擦。

5）叶片通过频率=轴转速·叶片数6）如果流场中有静叶片，可激发较高频振动，其频率是：叶片通过频率·静叶片数。

动压滑动轴承油膜涡动诊断要点诊断a)确认径向振动频谱中有显著而稳定的（0.42-0.48）倍频分量（有时看起来很象1/2倍频，要仔细辨别）。

可能有较大的高次谐波分量。

最近研究报道倍频范围可以达到0.42-0.8倍频，甚至在实验室测试观察到了1倍频。

b)确认轴向振动在涡动频率处分量较小。

c)轴心轨迹呈双椭圆或紊乱不重合，模拟轴心轨迹呈内“8”字形。

d)确认时域波形中稳定的周期信号占优势，每转一周少于一个峰值，没有大的加速度冲击。

提示：为区分涡动频率(0.42-0.48) 倍频分量与机械松动或轴承摩擦产生的1/2倍频分量，必须使用高分辨率频谱和峰值标记。

为此，要设置足够大的谱线数、使频率分辨率达到转速的（2-5）%。

分析频率/采样点数/谱线数的设置要点1．最高分析频率：Fm指需要分析的最高频率，也是经过抗混滤波后的信号最高频率。

根据采样定理，Fm与采样频率Fs之间的关系一般为：Fs=2.56Fm；而最高分析频率的选取决定于设备转速和预期所要判定的故障性质。

2．采样点数N与谱线数M有如下的关系：N=2.56M 其中谱线数M与频率分辨率ΔF及最高分析频率Fm有如下的关系：ΔF=Fm/M 即：M=Fm/ΔF 所以：N=2.56Fm/ΔF★采样点数的多少与要求多大的频率分辨率有关。

例如：机器转速3000r/min=50Hz，如果要分析的故障频率估计在8倍频以下，要求谱图上频率分辨率ΔF=1 Hz ,则采样频率和采样点数设置为：最高分析频率Fm=8·50Hz=400Hz;采样频率Fs=2.56·Fm=2.56 ·400Hz=1024Hz;采样点数N=2.56·（Fm/ΔF）=2.56·（400Hz/1Hz）=1024=210谱线数M=N/2.56=1024/2.56=400条电机振动异常的识别与诊断⑴三相交流电机定子异常产生的电磁振动，三相交流电机在正常运转时，机座上受到一个频率为电网频率2倍的旋转力波的作用，而可能产生振动，振动大小与旋转力波的大小和机座的刚度直接有关。

定子电磁振动异常的原因：①定子三相磁场不对称，如电网三相电压不平衡。

因接触不良和断线造成单相运行，定子绕组三相不对称等原因，都会造成定子磁场不对称，而产生异常振动。

②定子铁心和定子线圈松动将使定子电磁振动和电磁噪声加大。

③电磁底脚线条松动，相当于机座刚度降低使定子振动增加。

定子电磁振动的特征：①振动频率为电源频率的2倍，F=2f②切断电源，电磁振动立即消失③振动可以在定子机座上和轴承上测得④振动强度与机座刚度的负载有关⑵气隙静态偏心引起的电磁力电机定子中心与转子轴心不重合时，定、转子之间气隙将会出现偏心现象，偏心固定在一个位置上，在一般情况下，气隙偏心误差不超过气隙平均值的上下10%是允许的，过大的偏心值产生很大的单边磁拉力。

气隙静态偏心产生的原因：①电磁振动频率是电源频率的2倍F=2f。

②振动随偏心值的增大在增加，随负载增大而增加。

③断电后电磁振动消失。

④静态偏心产生的电磁振动与定子异常产生的电磁振动非常相似，难以区别。

⑶气隙动态偏心引起电磁振动偏心的位置对定子是不固定的，对转子是固定的，因此偏心的位置随转子而转动。

气隙动态偏心产生的原因：①转子的转轴弯曲②转子铁心与转轴或轴承不同心。

③转子铁心不圆气隙动态偏心产生电磁振动的特征；①转子旋转频率和定子磁场旋转频率的电磁振动都可能出现。

②电磁振动的振幅随时间变化而脉动（振），脉动的频率为2sf,周期为1/2sf当电动机负载增加，S加大，其脉动节拍加快。

③电动机往往发生与脉动节拍相一致的电磁噪声。

④断电后，电磁振动消失，电磁噪声消失。

⑷转子绕组故障引起的电磁振动。

笼形电机笼条断裂，绕组异步电机由于转子回路电气不平衡都将产生不平衡电磁力。

转子绕组故障产生的原因：①笼条铸造质量不良，产生断条和高阻。

②笼形转子因频繁起动，电机负载大产生断条或高阻。

③饶式异步电动机的转子绕组回路电气不平衡，产生不平衡电磁力。

④同步电动机磁绕组匝间短路。

转子绕组故障引起电磁振动的特征：①转子绕组故障引起电磁振动与转子动态偏心产生的电磁振动，波形相似，现象相似，较难区别，振动频率为f/p ，振幅以2sf的频率在脉动、电动机发生与脉动节拍一致的电磁噪声。

②在空载或轻载时，振动与节拍噪声不明显，当负载增大时，这种振动和噪声随之增加，当负载超过50%时，现象较为明显。

③在定子的一次电流中，也产生脉动变化其脉动节拍频率为2sf。

④在定子电流波形作频谱分析，在频图图中，基频两边出现的边频。