典型机械的振动监测与诊断
机械振动故障检测及智能化诊断技术研究
机械振动故障检测及智能化诊断技术研究随着工业化的快速发展，机械设备在生产运行过程中经常出现振动故障，这不仅会导致生产效率下降，还可能引发设备故障甚至危及人身安全。
因此，机械振动故障检测及智能化诊断技术的研究与应用显得尤为重要。
一、机械振动故障检测技术机械振动是机械设备在工作过程中产生的一种常见现象，通过对机械振动的监测和分析，可以判断设备是否存在故障，并提前采取相应的维修措施。
其中，振动传感器是机械振动故障检测技术的关键设备，通过安装在设备上获取振动信号，然后对信号进行分析处理，从而得到相应的故障信息。
目前，常用的机械振动故障检测技术主要包括频域分析、时域分析和时频域分析等方法。
频域分析通过将振动信号转换到频域中，可以获取到设备故障频率的信息，进而判断故障类型。
时域分析则是对振动信号进行波形分析，通过观察信号的震动幅值和变化规律来判断故障情况。
时频域分析是将振动信号同时转换到时域和频域中，结合频域分析和时域分析的结果，可以获得更加准确的故障诊断信息。
二、智能化诊断技术的研究智能化诊断技术是指通过机器学习、人工智能等先进技术，对机械振动信号进行自动分析和诊断，从而实现故障自动检测、智能化诊断的方法。
智能化诊断技术的发展，可以提高故障检测的准确性和效率，降低人力成本，并且可以实现实时在线监测。
在智能化诊断技术中，机器学习是一种常用的方法。
通过构建合适的特征提取和分类模型，利用机器学习算法对振动信号的故障特征进行学习和识别，从而实现故障的自动诊断。
传统的机器学习算法包括支持向量机、决策树和人工神经网络等，而近年来深度学习技术的发展，如卷积神经网络和循环神经网络等，也在机械振动故障诊断中取得了一定的成果。
此外，智能化诊断技术还可以结合其他传感器的数据，例如温度传感器、声音传感器等，综合多方面的信息对设备进行全面分析。
同时，随着物联网技术的迅猛发展，机械设备可以通过网络实现实时数据传输和远程监控，进一步提高故障检测与诊断的效率。
轧钢机械振动监测与故障诊断分析论文
轧钢机械的振动监测与故障诊断分析【摘要】轧钢机械作为轧钢厂中至关重要的设备，通过其运行状态的振动监测和故障诊断能够及时发现轧钢机械的运行故障先兆，避免意外事故的发生，确保轧钢机械安全、可靠运行。
本文主要对轧钢机械振动监测测点的选择、监测的方法、监测周期的选择进行了探讨，并根据振动监测技术地对轧钢机械的常见故障进行了相应的诊断与分析。
【关键词】轧钢机械;振动监测;故障诊断轧钢机械是轧钢厂中至关重要的机械设备，是一种大型的旋转机械。
人们在长期的实践与观察中发现，轧钢机械在发生故障之前会有异常的振动表现出来。
因此，为了及时发现轧钢机械的运行故障先兆，避免意外事故的发生，需要对轧钢机械的重点部位，如旋转轴、齿轮传动件、联轴器、滑动和滚动轴承等进行动态振动监测和故障诊断，以便准确地掌握故障发生的原因，从而更好地维护和检修轧钢机械设备，提高轧钢机械设备的使用率，确保轧钢机械安全、可靠运行。
1.轧钢机械的振动监测1.1测点的选择由于轧钢机械在运行时其转速处于不恒定状态中，功率则在空载与满负荷周期间不断地波动，因而可能出现的故障类型也相对较多。
因此检测设备、点检时间、点检方式及测点的选择对于故障诊断的正确性有着至关重要的作用。
为了确保监测数据具有一定的可比性，在测定数据时需要遵循以下的原则进行操作：第一，每次测量机器的工况需保持一致，且所使用的测量仪器及测量方法都应保持一致。
第二，每次需在同一点测点进行测量，这样不会由于激振源到测点的传递函数不同，而造成测量的结果存在很大的差距。
第三，测量的参数应保持一致，通常而言，频率超过1000hz的振动，其数据采集器的输出参数应以加速度为主，频率在100-1000hz范围内的振动，其数据采集器的输出参数应以速度为主，而频率在10-100hz范围内的振动，其数据采集器的输出参数应以位移为主。
在监测振动的过程中，轧钢机械的监测结果受测点的影响，因此在选择测点时应把握以下原则：第一，测点宜选择在信号反应相对敏感的部位，如机座，轴承座等部位。
机械设备振动分析在诊断中的应用有哪些
机械设备振动分析在诊断中的应用有哪些在现代工业生产中，机械设备的稳定运行对于保障生产效率和产品质量至关重要。
而机械设备在运行过程中，往往会不可避免地产生振动。
通过对这些振动信号的分析，我们能够获取大量关于设备运行状态的信息，从而实现对设备的故障诊断和预测性维护。
接下来，让我们详细探讨一下机械设备振动分析在诊断中的具体应用。
首先，振动分析可以用于检测机械部件的磨损和松动。
当机械设备中的零部件出现磨损时，其配合间隙会发生变化，从而导致振动特征的改变。
例如，轴与轴承之间的磨损会使轴的旋转中心发生偏移，产生异常的振动频率和振幅。
同样，连接部件的松动也会引起振动信号的变化，表现为振动幅度的增大和频率的不稳定。
通过对振动数据的采集和分析，工程师能够及时发现这些问题，并采取相应的维修措施，避免设备故障的进一步恶化。
其次，振动分析在诊断轴承故障方面具有重要作用。
轴承是机械设备中常见且关键的部件，其工作状态直接影响着整个设备的性能。
当轴承出现损伤，如疲劳剥落、裂纹、磨损等，会产生特定的振动信号。
通过对振动频谱的分析，可以识别出轴承故障的特征频率及其谐波。
例如，内圈故障会产生与内圈旋转频率相关的特定频率成分，外圈故障则对应着外圈的特征频率。
此外，还可以通过振动信号的时域分析，观察到轴承故障引起的冲击信号，从而准确判断轴承的故障类型和严重程度。
再者，齿轮故障的诊断也离不开振动分析。
齿轮在传动过程中，如果出现齿面磨损、断齿、齿根裂纹等问题，会导致振动信号的异常。
通过对齿轮振动信号的频谱分析，可以检测到与齿轮齿数、转速相关的频率成分及其变化。
同时，利用解调技术，能够提取出由于齿轮故障产生的调制信号，进一步确定故障的位置和程度。
另外，振动分析还能够帮助诊断旋转机械的不平衡和不对中问题。
旋转机械的不平衡是指旋转部件的质量分布不均匀，这会导致在旋转过程中产生离心力，引起较大的振动。
不对中则是指轴系之间的连接存在偏差，如平行不对中或角度不对中，这同样会引起异常的振动。
典型机械的振动监测与诊断
到泵安全运行的报警值。拆机修理发现一异物缠绕在叶轮上，
改变了质心。清除异物，工频处幅值仅为0.97μm，振幅明显
减小，泵运行正常。
返回
转子不对中
旋转机械一般是由多根转子所组成的多转子
系统，转子间一般采用刚性或半挠性联轴节联接。
由于制造、安装及运行中支承轴架不均匀膨胀、
趋势分析
停机门限值
280
240
报警门限值
200
160
120
80
40
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
日期 d
趋势分析是把所测得的特征数据值和预报值按一定的时间顺
序排列起来进行分析。这些特征数据可以是通频振动、1X振幅、
2X振幅、0.5X振幅、轴心位置等，时间顺序可以按前后各次采样、
按小时、按天等。
瀑布图
350
座不圆；轴圆度误差大；热裂纹发展，旋转爬
行；微动磨损和胶着现象的发展。
2.内、外圈内表面有轴向裂纹
发生旋转爬行或微动磨损
3.内、外圈上有周向裂纹
轴承座变形；装配不均匀；过载
4.动圈（内圈或外圈）端面上有径向裂纹
动圈运转期间与轴承座或轴肩发生碰撞或摩擦
5.滚子轴承座圈上挡边断裂
挡边上装配压力分布不均匀；装配时锤击力过
标准（m）
转速( r/min)
≤1000
1500
3000
3600
≥6000
轴承上
75
50
25
21
12
轴上
(靠近轴承)
150
振动状态监测及故障诊断技术应用
2.4.2 滑动轴承
滑动轴承可能有多种故障，其中包括间隙过大，油膜振荡以及摩擦。造成这些故障的原因是装配不当，润滑不良，负荷欠妥，长久磨损及轴承设计不当等。滑动轴承的故障一般在频谱图上表现为半频故障，间隙过大时（4~10）倍频分量较显著，类似于机械松动的现象，但轴向振动较大；油膜涡动有较大的径向振动，频谱图中有明显而稳定的涡动频率分量（42%~48%），可能有高次谐波分量。
a) 内环的频率为：fr=n/60
b) 保持架的旋转频率（或滚动体的公转频率）：fc=1/2{1-d/D(cosa)}fr
c) 外环故障频率：Zfc=Z/2{1-d/D(cosa)}fr
d) 内环故障频率：Zfi= Z/2{1+d/D(cosa)}fr
式中 Ｚ——轴承滚动体个数
D——轴承的节径
d——滚动体直径
D． 负荷变化导致振动值变化
E． 时域波形稳定，每转出现1个、2个或3个峰值
2.3 机械松动
机械松动分为结构松动和转动部件松动，造成机械松动的原因是：安装不良、长期磨损、基础或机座损坏、零部件破坏。机械松动故障的频谱图和波形特征：
A．强径向振动，特别是垂直方向，出现3~10倍频
B．径向振动较大，尤其垂直径向振动较大
轴承按其结构分为滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承在运转过程中由于各种原因引起损坏，如装配不当，润滑不良，水分和异物侵入，腐蚀和过载等可使轴承过早损坏。主要故障表现为：疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、断裂、胶合、保持架损坏。
2.4.1 滚动轴承
滚动轴承的特征频率与故障具体部位、滚动轴承零件几何尺寸、轴承工作转速等因素有关。如果不计轴承各元件弹性变形，并认为滚动与滚道之间为纯滚动，则各故障特征频率为：
振动监测参数及标准
机械设备振动监测参数及标准一、振动诊断标准的制定依据1、振动诊断标准的参数类型通常，我们用来描述振动的参数有三个：位移、速度、加速度。
一般情况下，低频振动采用位移，中频振动采用速度，高频振动采用加速度。
诊断参数在选择时主要应根据检测目的而选择。
如需要关注的是设备零部件的位置精度或变形引起的破坏时、应选择振动位移的峰值，因为峰值反映的是位置变化的极限值；如需关注的是惯性力造成的影响时，则应选择加速度，因为加速度与惯性力成正比；如关注的是零件的疲劳破坏则应选择振动速度的均方根值，因为疲劳寿命主要取决于零件的变形能量与载荷的循环速度，振动速度的均方根值正好是它们的反映。
2、振动诊断标准的理论依据各种旋转机械的振动源主要来自设计制造、安装调试、运行维修中的一些缺陷和环境影响。
振动的存在必然引起结构损伤及材料疲劳。
这种损伤多属于动力学的振动疲劳。
它在相当短的时间产生，并迅速发展扩大，因此，我们应十分重视振动引起的疲劳破坏。
美国的齿轮制造协会（AGMA）曾对滚动轴承提出了一条机械发生振动时的预防损伤曲线，如下图所示。
图中可见，在低频区（10Hz 以下），是以位移作为振动标准，中频（10~1000Hz ）是以速度作为振动标准，而在高频区（1KHz 以上）则以加速度作为振动标准。
理论证明，振动部件的疲劳与振动速度成正比，而振动所产生的能量与振动的平方成正比。
由于能量传递的结果造成了磨损好其他缺陷，因此，在振动诊断判定标准中，是以速度为准比较适宜。
而对于低频振动，，主要应考虑由于位移造成的破坏，其实质是疲劳强度的破坏，而非能量性的破坏。
但对于1KHz 以上的高频振动，则主要考虑冲击脉冲以及原件共振的影响。
3、振动诊断标准的分类根据标准制定方法的不同，振动诊断标准通常分为三类。
1）绝对判断标准它是根据对某类设备长期使用、观察、维修与测试后的经验总结，并在规定了正确的方法后制定的，在使用时必须掌握标准的适用范围和测定方法。
机械故障诊断—Ch旋转机械的振动监测与诊断授课PPT
旋转机械的故障可能导致生产 中断、设备损坏和安全事故。
振动监测与诊断的方法
振动监测是通过测量和分析设备 的振动信号来评估其运行状态的
方法。
振动诊断则是基于监测数据，通 过信号处理、特征提取和模式识 别等技术，对设备的故障进行诊
断和预测。
振动监测与诊断是实现旋转机械 故障预警和预防性维护的重要手
段。
基于人工智能的方法
神经网络
神经网络是一种模拟人脑神经元结构的计算模型，可以通过训练 学习识别出非线性、复杂的故障特征。
支持向量机
支持向量机是一种分类器，可以通过训练学习将正常状态和故障状 态进行分类和识别。
决策树
决策树是一种基于规则的分类器，可以通过训练学习将故障特征进 行分类和识别。
CHAPTER 05
CHAPTER 02
旋转机械的振动原理
旋转机械振动的类型
强迫振动
由外部周期性干扰力引起 的振动，如不平衡的转子 、不均匀的气流等。
自激振动
由机械内部某种自激力引 起的振动，如油膜振荡、 流体激振等。
随机振动
受到多种随机因素影响的 振动，如环境振动、地震 等。
旋转机械振动的产生原因
转子不平衡
转子质量分布不均匀， 导致转动时产生离心力
振幅
监测机械振动的幅度，判断机械运转的稳定 性。
相位
监测机械振动的相位，判断机械运转的协调 性。
振动监测的频率范围
低频
通常在10Hz以下，用于监测大 型旋转机械和往复机械的振动。
中频
通常在10Hz-1kHz之间，用于监 测大多数旋转机械的振动。
高频
通常在1kHz以上，用于监测精 密机械和高速旋转机械的振动。
基于模型的方法
设备故障的振动诊断技术介绍及其应用
设备故障的振动诊断技术介绍及其应用设备故障的振动诊断技术是一种通过分析设备振动特征来判断设备工作状态和健康状况的技术。
它基于振动信号的特性和规律，结合数据采集、信号处理和分析技术，可以及时准确地诊断设备故障，预测设备寿命，指导设备维护和保养工作。
该技术的主要应用包括但不限于以下几个方面：1. 故障诊断：通过监测和分析设备振动信号，可以准确地诊断各种设备故障，如轴承失效、不平衡、松动等，为设备维修提供准确的依据。
2. 故障预测：振动诊断技术不仅可以发现设备已经存在的故障，还可以通过对振动信号的趋势分析和预测，提前预知设备可能出现的故障和故障发展的趋势，从而及时采取措施，避免事故发生。
3. 设备健康监测：通过对设备振动信号进行连续监测和分析，可以实时监测设备的运行状态和健康状况，及时发现和解决设备运行中的问题，保障设备的正常运行。
4. 设备维护管理：振动诊断技术可以为设备的定期维护和保养提供科学的依据和管理手段，有助于合理安排设备维修计划，降低维修成本，延长设备使用寿命。
总之，设备故障的振动诊断技术是一种非常有效的设备健康管理技术，可以帮助企业实现设备的智能化监控和管理，提高设备的可靠性和使用寿命，为企业的生产运营提供有力的支持。
设备振动诊断技术是一门对设备振动进行监测、分析和诊断的技术。
它基于振动信号的特性和规律，通过采集设备振动信号，利用信号处理和分析技术，可以判断设备的运行状态，预测设备健康状况，诊断设备故障，并为设备维护提供科学的依据。
这一技术的广泛应用，可以有效地提高设备的可靠性和使用寿命，减少由于设备故障而导致的生产事故或停工，以及维护管理成本。
下面将详细介绍设备振动诊断技术的原理、方法和应用。
一、原理设备的振动信号是由于设备在运行过程中产生的，其中蕴含了丰富的信息。
通过分析设备振动信号的频率、振幅、相位等特性，可以获得关于设备工作状态、结构状况和健康状况的信息。
设备振动信号包含了来自设备各个部件的振动信号，例如轴承、齿轮、驱动系统等。
机械设备故障诊断与监测的常用方法
机械设备故障诊断与监测的常用方法
机械设备故障诊断与监测是保证机械设备正常运行和提高设备可靠性的重要手段。
下
面介绍一些常用的方法。
1.物理观察与检查：通过人工观察和仪器测量来发现机械设备的故障现象。
比如观察
设备的运行状态、噪音、振动、排放物等，可以初步判断设备是否存在故障。
2.故障统计分析：通过对设备历史故障的统计分析，找出常见故障的发生规律和原因。
可以利用故障统计分析的数据，预测设备的寿命和故障发生的可能性，制定相应的维护计划。
3.振动诊断：通过对设备振动的监测和分析，判断设备的工作状态和故障情况。
可以
通过振动传感器采集机械设备的振动信号，并通过对信号的频谱分析和特征提取，判断设
备是否存在故障。
7.红外热像诊断：通过红外热像仪对设备表面的红外热像进行拍摄与分析，判断设备
的工作状态和故障情况。
可以通过设备表面的热量分布图，发现设备存在的异常热点，进
而判断设备是否存在故障。
振动监测与诊断
《冶金机械设备维修》教案学习情景1：设备状态检测与故障诊断振动监测与诊断机械振动是工程中普遍存在的现象，机械设备的零部件、整机都有不同程度的振动。
机械设备的振动往往会影响其工作精度，加剧机器的磨损，加速疲劳破坏；而随着磨损的增加和疲劳损伤的产生，机械设备的振动将更加剧烈，如此恶性循环，直至设备发生故障、破坏。
由此可见，振动加剧往往是伴随着机器部件工作状态不正常、乃至失效而发生的一种物理现象。
据统计，有60%以上的机械故障都是通过振动反映出来的。
因此，不用停机和解体，通过对机械振动信号的测量和分析，就可对其劣化程度和故障性质有所了解。
另外，振动的理论和方法比较成熟，且简单易行。
所以在机械设备的状态监测和故障诊断技术中，振动检测技术是一种普遍被采用的基本方法。
研究振动问题时，一般将研究对象（如一部机器、一种结构）称为系统；把外界对系统的作用或机器自身运动产生的力，称为激励或输入；把机器或结构在激励作用下产生的动态行为，称为响应或输出。
振动分析（理论或实验分析）就是研究这三者间的相互关系。
所谓振动诊断，就是对正在运行的机械设备进行振动测量，对得到的各种数据进行分析处理，然后将结果与事先制订的某种标准进行比较，进而判断系统内部结构的破坏、裂纹、开焊、磨损、松脱及老化等各种影响系统正常运行的故障，依此采取相应的对策来消除故障、保证系统安全运行。
振动诊断还包含对其环境的预测，即已知系统的输出及系统的参数（质量、刚度、阻尼等）来确定系统的输入，以判断系统环境的特性，如寻找振源等问题的研究。
一、振动诊断基本知识图 2-1 重物随时间的运动图1、什么是振动振动是物体的一种运动形式，它是指物体在平衡位置上作往复运动的现象。
例如图2-1所示的弹簧质量系统中重物的运动就是振动的一个典型例子。
重物从平衡位置移动到上极限位置，再返回经过静平衡位置移动到下极限位置，又返回移动到静平衡位置，为一个运动循环，即往复振动一次。
这个运动循环连续不断重复就是该重物的振动。
机械系统振动监测与故障诊断方法
机械系统振动监测与故障诊断方法引言机械系统的振动是指机械元件或部件在运动过程中产生的周期性或非周期性的震动现象。
振动会导致机械系统的运行不稳定，降低系统的工作效率，甚至引发故障。
因此，对机械系统的振动进行监测和故障诊断是非常重要的。
本文将介绍机械系统振动监测与故障诊断的一些常见方法。
一、振动传感器的应用振动传感器是一种用于测量机械系统振动的装置，常见的振动传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。
加速度传感器常用于测量机械系统的振动加速度，速度传感器则用于测量振动速度，位移传感器用于测量机械系统的振动位移。
二、频谱分析方法频谱分析是一种常见的振动信号处理方法，可用于对机械系统的振动信号进行分析。
通过将振动信号转换为频谱图，可以清晰地观察到振动信号在不同频率上的能量分布情况。
频谱分析可以帮助工程师判断机械系统振动的原因，例如确定是否存在某个特定频率的共振点。
三、时域分析方法时域分析是通过分析振动信号在时间域上的波形特征来判断机械系统的振动情况。
时域分析可以通过计算信号的均值、方差、峰值等参数来评估振动信号的特性。
通过时域分析，工程师可以了解振动信号的幅值、周期、频率等信息，从而判断机械系统是否存在振动问题。
四、振动特征提取方法振动特征提取是通过对振动信号进行数学运算和处理，提取出能够反映机械系统振动特征的特征参数。
常见的振动特征参数包括峰值、脉冲指数、裕度、峭度等。
通过提取振动特征参数，可以更准确地诊断机械系统的故障原因。
五、人工智能在振动监测与故障诊断中的应用近年来，人工智能技术在振动监测与故障诊断中得到了广泛的应用。
通过使用机器学习算法和深度学习模型，可以从大量的振动数据中学习并建立模型，实现对机械系统的状态识别和故障预测。
人工智能的引入可以大大提高振动监测与故障诊断的准确性和效率。
六、实时监测与远程诊断技术实时监测与远程诊断技术是指利用物联网和远程通信技术，对机械系统的振动进行实时监测和故障诊断。
旋转机械的振动监测与故障诊断
油膜振荡
转子不平衡故障包括：转子质量不平衡、转
其 它 故 障 子韧始弯曲、转子热态不平衡、转子部件脱落、
转子部件结垢、联轴器不平衡等，不同原因引起
的转子不平衡故障规律相近，但也各有特点．
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
1.转子质量不平衡
转 子 不 平 衡
转子不对中 转子碰摩 油膜振荡 其它故障
状态监测 故障诊断
旋转机械的振动监测与故障诊断
旋转机械是指汽轮机、燃气轮机、发电机、电动 机、离心压缩机、水轮机、航空发动机等机械设备， 它们广泛应用于电力、石化、冶金、机械、航空以及 一些军事工业部门。随着科学报术和现代工业的发展， 旋转机械正朝着大型、高速和自动化方向发展，这对 提高安全性和可靠性，对发展先进的状态监测与故障 诊断技术，提出了迫切的要求。
转 子 碰 摩 由于热交换速度的差异n，使转子横截面产生不均匀的 油 膜 振 荡 温度分布，使转于发生瞬时热弯曲，产生较大的不平
衔。
其它故障
4.转子部件脱落
5.转子部件结垢
6.联转机械典型故障的机理和特征
转子不平衡振动特征:
转 子 不 平 衡
转子不对中 转子碰摩 油膜振荡 其它故障
二、 旋转机械振动监测参数与分析
2.暂态频域分析
(1)波德图
监测参数
振 动 分 析
状态监测 故障诊断
二、旋转机械振动监测参数与分析
2.暂态频域分析
(2)极坐标图：奈魁特斯(Nyquist)图
监测参数
振 动 分 析
状态监测 故障诊断
二、旋转机械振动监测参数与分析
2.暂态频域分析
(3)瀑布图
监测参数
机械振动检测分析报告
机械振动检测分析报告机械振动检测分析报告摘要：本报告通过对某机械设备的振动检测分析，对其运行状态进行评估和故障诊断。
通过振动参数的分析，得出机械设备目前处于正常运行状态，但存在轻微的振动异常情况。
建议采取相关措施进行维护和修复，以防止可能的故障。
一、引言机械设备的振动检测是一种常用的方法，可以通过监测和分析设备的振动参数，评估其运行状态，并及时发现可能存在的故障。
本次振动检测分析旨在对某机械设备进行评估和故障诊断。
二、实验方法采用无线振动传感器对机械设备进行振动监测，传感器将振动信号传输到数据采集系统进行分析。
通过测量和分析振动信号的频率、幅值、相位等参数，评估设备的运行状况。
三、实验结果1. 频率分析：对振动信号进行频域分析，得到设备各频率分量的幅值和频率。
结果显示，设备主要振动频率集中在A频段（0-100Hz），且幅值较小，符合正常运行状况。
2. 时域分析：对振动信号进行时域分析，得到设备振动信号的整体波形。
结果显示，设备振动信号的波形基本为周期性变化，波峰和波谷相对平稳，无明显的突变或异常情况。
3. 幅值分析：对振动信号的幅值进行统计和分析，得到设备的振动幅值变化情况。
结果显示，设备的振动幅值变化较小，基本在正常范围内。
四、讨论根据振动检测的结果分析，机械设备目前处于正常运行状态，但存在轻微的振动异常情况。
这可能是由于设备的磨损、松动或接触不良等原因所引起的。
这种轻微的振动异常可能会逐渐加剧并引发故障，因此应采取相关措施进行维护和修复。
建议采取以下措施进行设备维护和修复：1. 定期检查设备的零部件，对松动或磨损的部件进行紧固或更换；2. 检查设备的轴承，确保其润滑良好；3. 清洁设备的滚轮或齿轮，确保其表面平整、无异物；4. 检查设备的电气连接，确保接触良好。
五、结论通过对某机械设备的振动检测分析，本报告评估了设备的运行状态，并发现了轻微的振动异常情况。
建议采取相应的维护和修复措施，以防止可能的故障发生。
旋转机械的振动监测与诊断
• 4、操作运行 ①过程/工艺参数（如介质的温度、压力、流量、负荷等）
偏离设计值，机器运行工况不正常
②机器在超转速、超负荷下运行，改变了机器的工作特性
③运行点接近或落入临界转速区
④润滑或冷却不良 ⑤转子局部损坏或结垢 ⑥启停机或升降速过程操作不当，暖机不够，热 膨胀不均 匀或在临界区停留时间过久������ • 5、机器劣化 ①长期运行，转子挠度增大或动平衡劣化 ②转子局部损坏、脱落或产生裂纹 ③零部件磨损、点蚀或腐蚀等 ④配合面受力劣化，产生过盈不足或松动等，破 坏了配合性质和精度 ⑤机器基础沉降不均匀，机器壳体变形
旋转机械转速一般都较高，对故障诊断技术的要求就特别 迫切，如汽轮发电机、压缩机、风机、大型轧钢机等。旋 转机械正朝着大型、高速和自动化方向发展，这对提高安 全性和可靠性，对发展先进的状态监测与故障诊断技术， 提出了迫切的要求。进而形成了近年来国内外广泛的旋转 机械振动监测和故障诊断技术。
机械振动
旋转机械的振动 监测与诊断
主要内容
旋转机械的振动及故障概论 旋转机械的监测参数
旋转机械振动故障分析常 用方法
旋转机械的典型故障及其诊 断方法
1、旋转机械的振动及故障概论
旋转机械的定义 旋转机械是指主要功能由旋转运动来完成的机械，尤其是 指主要部件作旋转运动的、转速较高的机械。
旋转机械覆盖了动力、电力、化工、冶金、机械制造等重 要工程领域。
指轴系转子之间的连接对中程度，它与各轴承 之间的相对位置有关，不对中故障是旋转机械的 常见故障之一。 5’ 温度
轴瓦温度反映轴承运行情况。 6’ 润滑油压
反映滑动轴承油膜的建立情况。
返回
3、旋转机械振动故障分析常用方法
典型机械的振动监测与诊断共176页文档
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言与诊断
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
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3 50 3 00
瀑布图
谱幅值 m
2 50 2 00 1 50 1 00 50 0 5 4 3 2 1 0 0 50 100 1 50 200 2 50 300
转速 X10 3 rp m
频率 Hz
利用瀑布图可以判断机器的临界转速、振动原因和阻尼大小
返回
测定点的选定
旋转机械振动分析征兆变化一般规律
转子旋转时，质量不平衡将激起转子的振动。
不平衡的分类：
固有不平衡 转子弯曲：初始弯曲、热弯曲
转子部件脱落
联轴节精度不良
D
D
D
D
a)
D D D
D
D
D
D
D
b)
D
D D D
联轴节精度不良引起的初始弯曲 a) 端面偏摆 b) 径向偏摆
不平衡的类型
•静不平衡
静不平衡
•动不平衡
综合不平衡
振动峰峰值 m
280 240 200 160 120 80 40 0 1 2 3
停机门限值
趋势分析
报警门限值
4
5
6
7 日期 d
8
9
10
趋势分析是把所测得的特征数据值和预报值按一定的时间 顺序排列起来进行分析。这些特征数据可以是通频振动、1X振 幅、2X振幅、0.5X振幅、轴心位置等，时间顺序可以按前后各次 采样、按小时、按天等。
一、转子系统的异常现象
低频：不平衡、不对中（不同轴）、松动、润滑油起泡 中频：压力脉动、通过叶片时的振动
高频：空穴作用、流体噪声振动
返回
二、转子系统的简易诊断
诊断对象（设备）的选定
测定参数选定 测定点的选定 测定周期的确定 判断标准的确定 简易诊断实例
测定参数选定
大 型 旋 转 机 械 振 动 标 准
以轴承振动位移峰峰值作评定标准 水电部汽轮机组振动标准(双振峰)
转速/rpm 优 1500 3000 30 20 标准/m 良 50 30 合格 70 50
机械部离心鼓风机和压缩机振动标准
标准 m 主轴轴承 齿轮轴承 ≤3000 50 转速 ( r/min) ≤6500 ≤40 ≤40 ≤10000 ≤30 ≤40 >10000 -16000 ≤20 ≤30
偶不平衡
不平衡的特征：
振动频率和转速频率一致，转速频率的高次
谐波幅值很低，时域波形接近正弦波；
刚性转子不平衡产生的离心力与转速的平方
成正比，而在轴承座测得的振动随转速增加
而加大，但不一定与转速的平方成正比，这
是由于轴承与转子之间的非线性所致；
在临界转速附近，振幅出现峰值，且相位在 临界转速前后相差近180°。
疲 劳 剥 落 和 点 蚀
3.滚道圆周方向对称位置剥落 4.滚道上斜向表面剥落 5.滚道上出现与滚动体等距离的剥落
6.滚动体表面剥落 7.推力轴承滚道上有偏心分布的点蚀凹坑
故障 形式
故障现象
1.内、外圈上有贯穿裂纹
故障原因
冲击载荷过大；配合太紧；装配不匀称；轴承 座不圆；轴圆度误差大；热裂纹发展，旋转爬 行；微动磨损和胶着现象的发展。 发生旋转爬行或微动磨损 轴承座变形；装配不均匀；过载 动圈运转期间与轴承座或轴肩发生碰撞或摩擦 挡边上装配压力分布不均匀；装配时锤击力过 大 对向心轴承，可能原因有：润滑剂供给不充 分；速度或惯性力过大；胶合；滚动体断裂和 不对中等对推力轴承，可能原因有：座圈安装 偏心或不正；有一列滚珠不承受载荷。 负荷过大；过盈量大；疲劳剥落和胶着现象的 发展。 静载荷过大；锤击组装力大或装配时承受冲击 载荷；装配程序错误。 轴承静止时有振动；有金属粉末和异物落入。 有研磨物或外来异物落入 间隙过小，润滑不良，装配不良，速度太高。
一、滚动轴承发生的异常现象 二、滚动轴承的振动诊断原理
三、滚动轴承的诊断法
一、滚动轴承发生的异常现象
损伤的轴承表面
疲劳剥落（点蚀） 滚动体在滚道上由于反
复承受载荷，工作到一定时间后，首先在接触 表面一定深度处形成裂纹（该处的剪应力最 大），然后逐渐发展到接触表面，使表层金属
呈片状剥落下来，形成剥落凹坑，这种现象称
修与测试后的经验总结，并由企业、行业协会或国家颁布， 作为一标准供工程实践使用。
相对判断标准：是对机器的同一部位定期测定，并按时间
先进行比较，以正常情况下的值为初始值，根据实测值与该 值的比值来判断的方法。
类比判断标准：是指数台同样规格的机械在相同条件下
运行时，通过各台机械的同一部位进行测定和互相比较来 掌握其劣化程度的方法。
振幅随转速升高而增大。
过临界转速有共振峰。
轴向很小
1X频率(垂直)
1X频率(水平) 轴向很小 1X频率(垂直) 1X频率(水平)
一台射流泵正常运转时在工频（1800r／min）处幅值最大，达 1.5μm。3个月后再测量，同一处的最大峰值已是2.83μm，达 到泵安全运行的报警值。拆机修理发现一异物缠绕在叶轮上， 改变了质心。清除异物，工频处幅值仅为0.97μm，振幅明显 减小，泵运行正常。
轴承工作表面形成密集的电流凹坑。
断裂
轴承零件的裂纹和断裂是最危险的一种
损坏形式，这主要是由于轴承超负荷运行、金
属材料有缺陷和热处理不良所引起的。转速过
高，润滑不良，轴承在轴上压配过盈量太大以
及过大的热应力会引起裂纹和断裂。
故障 形式
故障现象
1.滚道表面无光泽
2.滚道表面有光亮带 3.滚动体磨损痕迹不规则 4.滚道、滚动体与保持架接触部位磨损
第三章 典型机械的振动监测与诊断
旋转机械发生振动的主要原因及其比率
（以钢铁工业为例）
第三章 典型机械的振动监测与诊断
§3.1 转子系统的监测与诊断 §3.2 滚动轴承的监测与诊断 §3.3 齿轮(箱)的监测与诊断
§3.1 转子系统的监测与诊断
一、转子系统的异常现象 二、转子系统的简易诊断 三、转子系统的精密诊断
为疲劳剥落。疲劳剥落使轴承在工作时发生冲
击性振动。在正常工作条件下，疲劳剥落是轴
承失效的主要原因。
磨损或擦伤 滚动体与滚道之间的相对运动
以及外界污物的侵入，是轴承工作面产生磨损 的直接原因。润滑不良，装配不正确均会加剧 磨损或擦伤。磨损量较大时，轴承游隙增大，
不仅降低了轴承的运转精度，也会带来机器的
不平衡振动的特征
不平衡的特征
不平衡的波形特征：类似正弦波
1X
不平衡的频谱特征：转频能量占主要成分
不平衡故障的危害
1、加大了设备振动水平； 2、加大了设备轴承的负载； 3、加速了设备轴承的磨损、失效。
不平衡的故障诊断
波形为简谐波，少毛刺。 轴心轨迹为圆或椭圆。 1X频率为主。 轴向振动不大。
许多位置会发生影响振动测量的松动:
轴承 / 转轴 (轴承松动)
轴承 /支架 (轴承松动) 轴承的内部裂纹 (轴承松动) 相邻的加固表面 (结构松动) 基础面 (结构松动)
只在松动方向振幅很大（垂直的或水平的）
结构松动特征:
1X、2X径向振动大(经常2X较大)，也有可能有较小3X径向振动；
可能只在松动方向振幅很大 (垂直的或水平的)；
很容易发现邻近表面上的背景振动； 低速运动的研究是诊断此类状态的有效工具。
轴承松动产生更多的方波，多于正弦波，并
形成更多的谐波
轴承松动的特征:
1X的径向振动谐波大；
当松动严重时，产生更多的方波，多于正弦波，并形成更多的
谐波，甚至在极端情况下会产生半谐波(1.5，2.5，3.5等)。
松动的故障诊断
3、径向振动在1X, 2X 和 3X可能比轴向振幅小. 4、径向振动取决于转轴中心线在何处与装配中心线相交。
通过联轴器的轴向相位变化明显 (> 60°)。
转轴中心线不相交。
注意到轴承的径向和
轴向位移大。
转轴中心线不相交。 注意到轴承的径向和 轴向位移甚至更高。
平行不对中的特征:
1、1X rpm径向振动大, 2X & 3X处有谐波；
故障原因
润滑不良，轴承中有粗糙研磨物
轴承中有细小研磨物 研磨引起振动 润滑不良；有异物落入；生锈
磨 粒 磨 损
5.滚道与滚动体松动
1.整个滚道剥落 2.向心轴承滚道一侧表面剥落
润滑不良，过滤不良，研磨颗粒进入，由 磨损引起松动。
过载，内圈膨胀或外圈收缩，使间隙过 小，产生扩展型疲劳剥落 轴承载荷过大，轴向力过大 轴承座孔不圆，内圈与轴颈配合处不圆， 使内外圈呈椭圆形。 轴承不对中，内、外圈安装不正，轴弯曲。 如伴有光滑压痕，则是由于过载所致，或安 装时承受较大冲击载荷，或过大的过盈量； 如伴有粗糙压痕，则是微动磨损所致。 强力安装，过载或润滑不足，间隙过小，生 锈。 装配偏心或加载偏心
类比判断标准
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简
易
诊 断 实 例
简
易
诊 断 实 例
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三、转子系统的精密诊断
不平衡 不对中 松动
不平衡
旋转机械最常见的故障
由于设计、制造、安装中转子材质不均匀、 结构不对称、加工和装配误差等原因和由于机器 运行时结垢、热弯曲、零部件脱落、电磁干扰力 等原因而产生质量偏心。
D
D
D
完全对中
角度不对中
平行不对中
转轴中心线在联轴 器处相交。注意联 轴器无位移，并且 轴承的径向和轴向 位移大。 转轴中心线在轴承 处相交。 注意到联 轴器径向位移大， 轴承径向位移小， 轴向位移大。
角度不对中的特征:
1、1X rpm轴向振动大, 可能在 2X & 3X有谐波.