机械设备典型故障的振动特性(31页)
机械振动故障及其特征频谱
机械振动故障及其特征频谱15类常见的振动故障及其特征频谱:不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征：◎振动主频率等于转子转速◎径向振动占优势◎振动相位稳定◎振动随转速平方变化◎振动相位偏移方向与测量方向成正比1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征：◎同一轴上相位差180°◎存在1X转速频率而且占优势◎振动幅值随提高的转速的平方变化◎可能引起很大的轴向及径向振动幅值◎动平衡需要在两个修正面内修正2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征：◎径向和轴向方向存在1X转速频率◎轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定◎悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：◎特征是轴向振动大◎联轴器两侧振动相位差180°◎典型地为1X和2X转速大的轴向振动◎通常不是1X，2X或3X转速频率占优势◎症状可指示联轴器故障2、平行不对中平行不对中症状特征：◎大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率◎2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状◎联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：◎振动症状类似于角向不对中◎试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题◎产生相位偏移约180°的侧面◎对侧面或顶部对底部的扭动运动三、偏心转子偏心转子症状特征：◎在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动◎相对相位差为0°或180°◎试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大四、弯曲轴弯曲轴症状特征：◎弯曲的轴产生大的轴向振动◎如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势◎如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势◎轴向方向的相位差趋向180°五、机械松动1、机械松动(A)机械松动(A)症状特征：◎机器底脚结构松动引起的◎基础变形将产生“软底脚”问题◎相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°2、机械松动(B)机械松动(B)症状特征：◎由地脚螺栓松动引起的◎可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时，由裂纹的结构或轴承座引起的3、机械松动(C)机械松动(C)症状特征：◎相位经常是不稳定的◎将产生许多谐波频率六、转子摩擦转子摩擦症状特征◎振动频谱类似于机械松动◎通常产生一系列可能激起自激振动的频率◎可能出现转速的亚谐波频率振动◎摩擦可能是部分圆周或整圆周的七、共振共振症状特征：◎当强迫振动频率与自振频率一致时，出现共振◎轴通过共振时，相位改变180°，系统处于共振状态时，将产生大幅值的振动八、皮带和皮带轮1、皮带共振皮带共振症状特征：◎如果皮带自振频率与驱动转速或被驱动转速频率一致，则可能出现大幅值的振动◎改变皮带张力可能改变皮带的自振频率2、皮带磨损、松动或不匹配皮带磨损、松动或不匹配症状特征：◎往往2X转速频率占优势◎振动幅值往往是不稳定的，有时是脉冲、频率或是驱动转速频率，或是被驱动转速频率◎齿形皮带磨损或不对中，将产生齿轮皮带频率大幅值的振动◎皮带振动频率低于驱动转速或被驱动转速频率3、偏心皮带轮偏心皮带轮症状特征：◎偏心或不平衡的皮带轮，将产生1x转速频率的大幅值的皮带轮振动◎在皮带一致方向上的振动幅值最大◎试图动平衡偏心皮带轮要谨慎4、皮带/皮带轮不对中皮带/皮带轮不对中症状特征：◎皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动◎电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率九、流体动力激振1、叶片通过频率流体动力激振症状特征：◎如果叶片与壳体之间的间隙不均匀，叶片通过频率(BPF)振动的幅值可能很高◎如果摩擦环卡在轴上，可能产生高幅值的叶片通过频率(BPF)振动◎偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率(BPF)振动2、流体紊流流体紊流症状特征：◎在风机中，由于流道内气流的压力变化或速度变化，往往会出现气流紊流流动◎将产生随机的，可能在0到30赫兹频率范围的低频振动3、气穴气穴症状特征：◎气穴将产生随机的，叠加在叶片通过频率(BPF)上的高频宽带能量振动◎通常说明进口压力不当◎如果任凭气穴现象存在，将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀◎声音听起来像砂石经过泵的声音十、拍振拍振症状特征：◎拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果◎宽带谱将显示为一个尖峰上下，波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频十一、偏心转子◎电源频率FL（中国为50赫兹=3000转/分）◎极数P◎转子条通过频率Fb=转子条数*转子转速◎同步转速NS=2XFL/P◎滑差频率FS=同步转速-转子转速1、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征：◎定子问题产生高幅值的电源频率，二倍(2FL)电磁振动◎定子偏心产生不均匀的气隙，其振动的单向性非常明显◎软底脚可能导致定子偏心2、同步电动机同步电动机症状特征：◎同步电动机的定子线圈松动产生◎高幅值的线圈通过频率振动◎线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带3、电源相位故障电源相位故障症状特征：◎相位问题将引起二倍电源频率◎(2FL)伴有(1/3)FL的边带◎如果不修正电源故障，二倍电源频率(2FL)的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值◎如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障4、偏心转子偏心转子症状特征：◎偏心转子产生旋转的、可变的气隙，它产生脉冲振动◎经常要求进行细化谱分析，以分离二倍电源频率(2F)与旋转转速的谐波频率5、转子断条转子断条症状特征：◎旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障◎在转子条通过频率(RBPF)两侧，伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动◎往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍(2XRBPF)和三倍(3XRBPF)幅值很高，而转子条通过频率(RBPF)的基频(1XRBPF)的幅值很小十二、直流电机直流电动机故障症状特征：◎利用可控硅整流器频率(SCR)高于正常的幅值可检测直流电动机故障◎这些故障包括：绕组线圈断裂，保险丝和控制板故障，可产生1X 到5X电源频率的高幅值振动十三、齿轮故障正常状态频谱：◎正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF◎齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带◎所有的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征：◎齿轮啮合频率往往对载荷很敏感◎高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障◎每次分析都应该在最大载荷下进行2齿磨损齿磨损症状特征：◎激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损◎边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示◎当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征：◎齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明，齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行◎有故障的齿轮将调制边带◎不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征：◎齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率，并伴有旋转转速频率边带◎齿轮啮合频率基频(1XGMF)的幅值较小，而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高◎为了捕捉至少2XGMF频率，设置足够高的最高分析频率Fmax很重要5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征：◎断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动◎它将激起自振频率振动，并且在其两侧伴有旋转转速基频边带◎利用时域波形最佳指示断齿或裂齿故障◎两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数6、齿磨损摆动的齿症状特征：◎摆动的齿轮的振动是低频振动，经常忽略它十四、滚动轴承1、滚动轴承故障发展的第一阶段滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：◎超声波频率范围(>250K赫兹)内的最早的指示，利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱2、滚动轴承故障发展的第二阶段滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：◎轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动◎故障频率出现在500-2000赫兹范围内◎在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率3、滚动轴承故障发展的第三阶段滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：◎出现滚动轴承故障频率及其谐波频率◎随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多◎在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展4、滚动轴承故障发展的第四阶段滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：◎离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之◎朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值◎事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小十五、滑动轴承1、油膜振荡不稳定性油膜振荡症状特征：◎如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡◎当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴◎油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。
振动分析—故障特征诊断
参数激振
两极汽轮发电机转子因结构刚度不对称， 在重力作用下每旋转一周，挠度曲线变化 两次。如果转子两轴线截面主惯性矩差异 较大，则在1/2临界转速（副临界转速） 时出现2X分量峰值，工作转速下也存在2X 振动分量，且与转子平衡状态关系不大。 大功率发电机转子本体上开有一定数量的 横向月牙槽，以使两轴线截面主惯性矩接 近，可降低副临界转速以及工作转速下2X 振动分量的幅值，改善机组振动水平。
振动分析—故障特征诊断
联轴器不对中基本分类
振动分析—故障特征诊断
转子裂纹
转子裂纹初期，振幅增长速度相当缓慢， 主要为基频分量。当裂纹快速扩展时，定 速工况下振幅会大幅增长，主要表现为基 频分量，同时，2X分量也会增大；临界转 速下基频分量大幅增加；副临界转速下2X 分量大幅增加；低转速下转轴晃度持续增 大。再者，轴系动平衡结果与计算期望值 相去甚远，多次动平衡的影响系数差别较 大。
振动分析—故障特征诊断
结构共振——２Ｘ
振动分析—故障特征诊断
不对中
汽轮发电机组轴系不对中分为联轴器不对 中（外圆、端面）、轴承座标高不合理、 转子与定子周向间隙不均。可通过低转速 下相对轴振的晃度、升速过程的轴心位置 图、轴瓦温度、回油温度、大负荷工况下 高中压转子低频振动、并网前后发电机振 动频谱的变化来进行诊断分析。
一台３００ＭＷ机组中压转子
振动分析—故障特征诊断
轴承座连接刚度不足
基础—台板—轴承座之间的连接刚度不 足，可导致在转轴振动不大的情况下， 轴承座振动达到报警状态。可在开机状 态下，进行轴承座外特性试验，测量各 结合面的垂直方向振动，比较各结合面 振动幅值，即可发现连接刚度不足的结 合面。
振动分析—故障特征诊断
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。
机械设备典型故障的振动特性培训资料(PPT 31页)
齿轮偏心的频谱
齿轮啮合频率(GMF)
齿轮不对中时的频谱
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达· 芬奇 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素· 贝克 6、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿 11、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 12、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼· 罗兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔· F· 斯特利 16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕· 林肯 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃 21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈 23、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 24、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子 25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭 27、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 28、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚 29、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 30、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
15类39个机械振动故障及其特征频谱，讲解的非常详细，你学会了吗
15类39个机械振动故障及其特征频谱，讲解的非常详细，你学会了吗15类常见的振动故障及其特征频谱: 不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征：•振动主频率等于转子转速•径向振动占优势•振动相位稳定•振动随转速平方变化•振动相位偏移方向与测量方向成正比1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征：•同一轴上相位差180°•存在1X转速频率而且占优势•振动幅值随提高的转速的平方变化•可能引起很大的轴向及径向振动幅值•动平衡需要在两个修正面内修正2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征：•径向和轴向方向存在1X转速频率•轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定•悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：•特征是轴向振动大•联轴器两侧振动相位差180°•典型地为1X和2X转速大的轴向振动•通常不是1X，2X或3X转速频率占优势•症状可指示联轴器故障2、平行不对中平行不对中症状特征：•大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率•2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状•联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：•振动症状类似于角向不对中•试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题•产生相位偏移约180°的侧面•对侧面或顶部对底部的扭动运动三、偏心转子偏心转子症状特征：•在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动•相对相位差为0°或180°•试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大四、弯曲轴弯曲轴症状特征：•弯曲的轴产生大的轴向振动•如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势•如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势•轴向方向的相位差趋向180°五、机械松动1、机械松动(A)机械松动 (A) 症状特征：•机器底脚结构松动引起的•基础变形将产生“软底脚”问题•相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°2、机械松动(B)机械松动(B)症状特征：•由地脚螺栓松动引起的•可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时，由裂纹的结构或轴承座引起的3、机械松动(C)机械松动(C)症状特征：•相位经常是不稳定的•将产生许多谐波频率六、转子摩擦转子摩擦症状特征•振动频谱类似于机械松动•通常产生一系列可能激起自激振动的频率•可能出现转速的亚谐波频率振动•摩擦可能是部分圆周或整圆周的七、共振共振症状特征：•当强迫振动频率与自振频率一致时，出现共振•轴通过共振时，相位改变180°，系统处于共振状态时，将产生大幅值的振动八、皮带和皮带轮1、皮带共振皮带共振症状特征：•如果皮带自振频率与驱动转速或被驱动转速频率一致，则可能出现大幅值的振动•改变皮带张力可能改变皮带的自振频率2、皮带磨损、松动或不匹配皮带磨损、松动或不匹配症状特征：•往往2X转速频率占优势•振动幅值往往是不稳定的，有时是脉冲、频率或是驱动转速频率，或是被驱动转速频率•齿形皮带磨损或不对中，将产生齿轮皮带频率大幅值的振动•皮带振动频率低于驱动转速或被驱动转速频率3、偏心皮带轮偏心皮带轮症状特征：•偏心或不平衡的皮带轮，将产生1x转速频率的大幅值的皮带轮振动•在皮带一致方向上的振动幅值最大•试图动平衡偏心皮带轮要谨慎4皮带/皮带轮不对中皮带/皮带轮不对中症状特征：•皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动•电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率九、流体动力激振1、叶片通过频率流体动力激振症状特征：•如果叶片与壳体之间的间隙不均匀，叶片通过频率 (BPF) 振动的幅值可能很高•如果摩擦环卡在轴上，可能产生高幅值的叶片通过频率 (BPF) 振动•偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率 (BPF) 振动2、流体紊流流体紊流症状特征：•在风机中，由于流道内气流的压力变化或速度变化，往往会出现气流紊流流动•将产生随机的，可能在0到30赫兹频率范围的低频振动3、气穴气穴症状特征：•气穴将产生随机的，叠加在叶片通过频率( BPF) 上的高频宽带能量振动•通常说明进口压力不当•如果任凭气穴现象存在，将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀•声音听起来像砂石经过泵的声音十、拍振拍振症状特征：•拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果•宽带谱将显示为一个尖峰上下，波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频十一、偏心转子•电源频率FL（中国为50赫兹=3000转/分）•极数P•转子条通过频率Fb=转子条数*转子转速•同步转速NS=2XFL/P•滑差频率FS=同步转速-转子转速1、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征：•定子问题产生高幅值的电源频率，二倍 (2FL) 电磁振动•定子偏心产生不均匀的气隙，其振动的单向性非常明显•软底脚可能导致定子偏心2、同步电动机同步电动机症状特征：•同步电动机的定子线圈松动产生•高幅值的线圈通过频率振动•线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带3、电源相位故障电源相位故障症状特征：•相位问题将引起二倍电源频率•(2FL)伴有 (1/3) FL的边带•如果不修正电源故障，二倍电源频率 (2FL) 的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值•如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障4、偏心转子偏心转子症状特征：•偏心转子产生旋转的、可变的气隙，它产生脉冲振动•经常要求进行细化谱分析，以分离二倍电源频率(2F) 与旋转转速的谐波频率5、转子断条转子断条症状特征：•旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障•在转子条通过频率(RBPF)两侧，伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动•往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍( 2XRBPF)和三倍 (3XRBPF )幅值很高，而转子条通过频率(RBPF)的基频 (1XRBPF)的幅值很小十二、直流电机直流电动机故障症状特征：•利用可控硅整流器频率 (SCR) 高于正常的幅值可检测直流电动机故障•这些故障包括：绕组线圈断裂，保险丝和控制板故障，可产生1X到5X电源频率的高幅值振动十三、齿轮故障正常状态频谱：•正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF•齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带•所有的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征：•齿轮啮合频率往往对载荷很敏感•高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障•每次分析都应该在最大载荷下进行2、齿磨损齿磨损症状特征：•激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损•边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示•当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征：•齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明，齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行•有故障的齿轮将调制边带•不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征：•齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率，并伴有旋转转速频率边带•齿轮啮合频率基频(1XGMF)的幅值较小，而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高•为了捕捉至少2XGMF频率，设置足够高的最高分析频率Fmax 很重要5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征：•断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动•它将激起自振频率振动，并且在其两侧伴有旋转转速基频边带•利用时域波形最佳指示断齿或裂齿故障•两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数6、齿磨损摆动的齿症状特征：•摆动的齿轮的振动是低频振动，经常忽略它十四、滚动轴承1、滚动轴承故障发展的第一阶段滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：•超声波频率范围(>250K赫兹) 内的最早的指示，利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱2、滚动轴承故障发展的第二阶段滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：•轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动•故障频率出现在500-2000赫兹范围内•在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率3、滚动轴承故障发展的第三阶段滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：•出现滚动轴承故障频率及其谐波频率•随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多•在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展4、滚动轴承故障发展的第四阶段滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：•离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之•朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值•事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小十五、滑动轴承1、油膜振荡不稳定性油膜振荡症状特征：•如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡•当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴•油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。
设备故障振动分析诊断
PI PO
电机
水泵
本例中最高 出现16X成分
波形出现许多毛刺。
谱图中噪声水平高。
出现精确的倍频2X， 3X…等成分。 松动结合面两边，振幅 有明显差别。
转速的精确 倍频成分
噪声水平高
13
?
松动故障引起的间入谐量
未松动时的频 谱
松动时的频谱
出现0.5X，1.5X， 2.5X，3.5X...等 频率成分
还可用如共振解调、 倒频谱等诊断方法。
基本频率的 四个谐波
17
?
滚动轴承故障的频谱
PI PO
电机
离心泵
轴承每一种零件故障有其 特殊的故障频率。
随着故障发展，会产生故 障频率的谐波和边频带。
多个故障并存时，频谱图 很复杂，难以识别。
1X 2X 故障基本 频 频率6.71X 率
基本频率的 四个谐波
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转动特征 正进动 正进动 正进动
自 正进动 激
振 动 正进动 类 故 反进动 障
R: 转动频率
7
?
转子不平衡故障的频谱
TO
TI
透平 齿轮箱 风机 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。 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(铅垂) 1X频率(水平) 轴向很小 1X频率(铅垂) 1X频率(水平)
综合不对中 e 0, 0
11
?
不同联轴节的情况
联轴节类型 不对中形式
振动特征
刚性联轴节 平行不对中 有2X成分 角度不对中 轴向振动1X成分大
齿式联轴节
轴向振动大，有2X及高次谐波 径向振动可能有2X、3X、4X… 联轴节两侧振动的相位常相反
机械设备典型故障的振动特性课件
« 通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不
应超过两倍。
A
« 同一设备的两个轴承处相位接近。
« 水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。
力
偶
质不
量
平 衡
不
径向
典型的频谱
相位关系
平
« 同频占主导，相位稳定。振幅按转速平方增大。需
衡
进行双平面动平衡。
« 偶不平衡在机器两端支承处均产生振动，有时一侧
齿 轮 故 障 (1)
« 正常的频谱出现所有转轴 的1X 和啮合频率(GMF)。
« 齿轮啮合频率的两侧有转 速边带，其峰值较小。
齿轮啮合频率(GMF)
« 齿磨损：齿轮固有频率出 现，且有磨损齿轮所在轴 的转速边带
« 磨损明显时，啮合频率附 近也会出现较高峰值的边 带。
正常齿轮的频谱
齿轮自振频率
齿轮磨损时的频谱
• 框架或底板变形；紧固 螺丝松动。
径向
基础底板
机器底脚
A型
混凝土基础
« 振动特征: • 类似不平衡或不对中, 频谱主要以1X 为主。 • 振动具有局部性, 只表现在松动的转子上。 • 同轴承径向振动垂直, 水平方向相位差0 或180。 • 底板连接处相邻结合面的振动相位相差180。 • 如果轴承紧固是在轴向, 也会引起类似不对中的轴向振动.
•
我知道什么是劳动:劳动是世界上一切 欢乐和 一切美 好事情 的源泉 。
•
企业不景气，问题不在员工，而在老 板的管 理方法 不当。 。2020 年8月10 日星期 一上午 9时55 分27秒0 9:55:27 20.8.10
•
想赢个三回两回，三五，有点智商就 行;想做 个百老 店，想 一辈子 赢，没 有德商 绝对不 行。
9.典型机器故障振动特征分析(泵和电机)
3．与共振测量方向垂直方向的相位差
如果一个径向方向共振，振动传感器转过90度测量其他方向的振动时， 相位差将接近或0度或180度， 不像在不平衡占优势的情况中那样，相位差 约90度。即，如果水平方向共振，则水平方向相位与垂直方向相位，或是相 等或是相差约18O度。这是由于在自振频率处运转时引入另外附加的90度相 位变化之故。在任何一种情况下，水平与垂直方向相位差0度或180度代表共 振高度定向的振动特性(或者偏心)。
c．采取隔振措施
由于外部设备的振动激起机器的一个自振频率强迫该机器共振 时，隔振可能很有效。例如，恰当设计的1780转/分转速下运转的泵， 有一个750转／分的自振频率，如果附近有一台以75O转／分转速运 转的大风机不平衡，则该泵可能出现共振问题。这种情况下，必须 或是把泵与风机隔离，动平衡风机，或者把泵本身与地板隔离。
共振问题的识别
1．高度定向的振动
在正交的三个方向上，如果发生共振，通常共振方向的振动比其它正交 的两个方向的振动大5到15倍。现在许多专家诊断软件系统利用这一事实查 找可能的共振。这也就是为什么在定期的预测维修巡检中要在每个轴承的所 有三个方向测量振动的重要性。
2．共振测量方向的相位特性
共振特性表明，在机器共振方向，相位随转速变化很大，因为在自振频 率处相位将变化90度，完全通过共振时相位几乎变化180度，其与存在的阻 尼值有关。另一方面，同时，非共振测量方向相位的变化可能很小，因为它 们未经受自振频率共振。
强迫振动频率包括：
•不平衡 •不对中 •松动 •轴承故障 •齿轮故障 •皮带磨损等振源频率
共振放大曲线和相位变化曲线
共振时，共振放大曲线 和相位变化曲线
共振放大曲线和相位变化曲线
图中，垂直轴线为放大因子Q，水平轴线为频率比(f／fn)。放大因 子Q实际上是与机器通过共振时振动放大多少的振动幅值之比。频率比就 是强迫振动频率f与自振频率fn之比。图中表示频率比接近1.0时(或者强 迫振动频率与自振频率‘调谐”时)，振动幅值变得极高，它仅与系统的 阻尼量有关。事实上，图下面的方程表示共振时对无限大振动幅值的唯一 的限制是系统的阻尼(这里，阻尼为ζ ，也称为阻尼因子)。在钢制，铝制， 铸铁等制造的普通机器结构中，通常阻尼因子为0.05或更小，它表明共振 幅值在这个阻尼因子下将增大10倍，在小阻尼系统情况下，放大因子甚至 可达50倍(见图5.1左图)。因此，这种振动很容易导致机器过早地或者甚 至灾难性地损坏。 注意右侧图，即对于各种不同的阻尼值，相位滞后随频率比变化的曲 线。当机器通过共振时，在自振频率这一点处相位变化90度，在自振频率 区域内相位还将继续迅速变化。最后，完全通过共振时，相位几乎变化 180度。总的相位变化和相位变化速率，是与离开自振频率的距离有关， 并受阻尼值的控制，如从图5.1中可以看到。阻尼愈小，相位变化速率愈 快。
常见的15种振动故障与特征频谱
常见的15种振动故障及其特征频谱以下十五种常见的振动故障及其特征频谱: 不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征：●振动主频率等于转子转速；●径向振动占优势；●振动相位稳定；●振动随转速平方变化；●振动相位偏移方向与测量方向成正比。
1、力偶不平衡●力偶不平衡症状特征：●同一轴上相位差180°；●存在1X转速频率而且占优势；●振动幅值随提高的转速的平方变化；●可能引起很大的轴向及径向振动幅值；●动平衡需要在两个修正面内修正。
2、悬臂转子不平衡●悬臂转子不平衡症状特征：●径向和轴向方向存在1X转速频率；●轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定；●悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正。
二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：特征是轴向振动大；联轴器两侧振动相位差180°；典型地为1X和2X转速大的轴向振动；通常不是1X，2X或3X转速频率占优势；症状可指示联轴器故障。
2、平行不对中●平行不对中症状特征：●大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率；●2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状；●联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值。
3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：振动症状类似于角向不对中；试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题；产生相位偏移约180°的侧面；对侧面或顶部对底部的扭动运动。
三、偏心转子●偏心转子症状特征：●在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动；●相对相位差为0°或180°；●试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大。
四、弯曲轴●弯曲轴症状特征：●弯曲的轴产生大的轴向振动；●如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势；●如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势；●轴向方向的相位差趋向180°。
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。
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轴向
角 不
不对 对中 中
典型的频谱
相位关系
« 角不对中产生较大的轴向振动，频谱成分为1X和2X；
A
还常见1X、2X 或3X 都占优势的情况。
« 如果 2X或 3X超过 1X的 30％到50％，则可认为是存
在角不对中。
« 联轴节两侧轴向振动相位相差180.
平
行
不
不
对 中
故 障
滑动轴承
滚动轴承
齿轮故障
力不平衡 力偶不平衡 动不平衡 悬臂转子不平衡
角不对中 平行不对中 轴承不对中 联轴节故障
结构框架/底座松动 轴承座松动 轴承等部件松动
齿轮磨损 齿轮偏心 齿轮不对中
力
径向
质
不 平
量衡
不
典型的频谱
相位关系
平
« 同频占主导，相位稳定。如果只有不平衡，1X幅值大
衡
于等于通频幅值的80％，且按转速平方增大。
频的振动。
« 垂直与水平方向振动相位相差为0或180。
« 采用平衡的办法只能消除单方向的振动。
轴向
轴
典型的频谱
弯
相位关系
« 振动特征类似动不平衡，振动以1X为主，如果弯曲靠近联轴
节，也可产生2X振动。类似不对中、通常振幅稳定，如果2X
曲
与供电频率或其谐频接近，则可能产生波动。
« 轴向振动可能较大，两支承处相位相差180。
比另一侧大
B
« 较大的偶不平衡有时可产生较大的轴向振动。
« 两支承径向同方向振动相位相差180。
质动
量
不 平
不衡
平
衡
径向
典型的频谱
典型机械故障的振动分析与诊断
2023
典型机械故障的振动分析与诊断
CATALOGUE
目录
引言机械故障振动分析理论基础典型机械故障振动特性分析基于振动分析的机械故障诊断方法工程应用实例研究展望与不足
01
引言
机械故障诊断的目的
及早发现机械设备运行过程中的故障和异常，保障生产安全，提高生产效率。
振动分析在机械故障诊断中的应用
通过对机械设备振动信号的监测和分析，可以有效地识别和判断设备的运行状态，准确定位故障部位，为设备的预防性维护提供依据。
目的和背景
VS
目前，振动分析在机械故障诊断中得到了广泛应用，针对不同类型和规模的机械设备，已经发展出多种有效的振动分析方法和算法。
发展趋势
随着科学技术的不断进步，机械故障诊断技术也在不断发展，未来将朝着智能化、自动化、远程化的方向发展，提高诊断的精度和效率。同时，随着大数据、云计算等技术的应用，将为机械故障诊断提供更强大的数据处理和分析能力。
小波变换是一种将时域信号分解为多个小波系数的方法，可以捕捉信号在不同时间尺度的特征，对故障信号进行多尺度分析。
小波变换
小波包分析是在小波变换的基础上进一步对信号进行分解和分析，它可以更加精细地分析信号在不同时间尺度的特征，对诊断机械故障更加敏感。
小波包分析
小波变换与小波包分析
支持向量机与模式识别
模式识别
05
工程应用实例
旋转机械是指依靠旋转运动完成工作的机械装置，如电动机、发电机、离心泵等。
旋转机械故障振动分析实例
设备描述
旋转机械的旋转轴在运转过程中不平衡，导致振动幅值增大，产生噪音。
故障现象
通过对旋转机械的振动速度、加速度和位移等参数进行测量和频谱分析，诊断出旋转轴不平衡的原因。
机器振动特征分析
使振动频谱呈现像松动或间隙过大的故障，关键的区别特征仍然 是轴向方向2X转速频率的大的幅值的振动
机器振动特征分析
不对中的特征
相位是不对中的最佳指示
虽然同样存在1X与2X振动，但不对中时的相位特点是：联轴器两 侧的相位差接近180度(±40到50度)，不对中程度愈严重，愈接近 这个180度相位差。同样，诸如不平衡，偏心距，共振等其他故障 不明显时，愈接近这个180度相位差。
机器振动特征分析
不平衡振动特征
1X振动（但是1x并不总是不平衡)。通常，1X振动在频谱中占优势。 当故障仅限于不平衡时，1X振动幅值通常大于或等于振动总值的80％
(如果除了不平衡之外还有其他故障，则可能仅为振动总值的5％到80 ％)。 振动幅值与质量中心离轴旋转中心线的距离成正比。当低于转子一阶 临界转速运转时，振动幅值将随转速的平方成比例变化。即：转速升 高3倍，将导致不平衡振动增大9倍 质量不平衡产生一个均匀的旋转力，此力的方向连续变化，但是始终 作用在径向方向上，因此，轴和支承轴承趋向于以某圆周轨道运动， 然而，由于轴承的垂直方向刚性比水平方向刚性强，所以通常振动响 应是一定程度的椭圆轨迹，水平方向振动通常略大于垂直方向振动， 一般范围在2至3倍左右。当水平方向与垂直方向振动之比大于6比1时， 通常说明是其他故障，尤其是共振。
对于单纯悬臂转子不平衡，在轴承1处的A方向 振动相位将近似等于轴承2处的A方向振动相位 (士30度)。这里的振动相位差取决于与其他的 诸如不对中、共振等故障相比较，不平衡故障 占优势的程度
通常，首先处理力不平衡分量，然后再处理剩 下的相位差接近180度的力偶不平衡分量，最 终修正悬臂转子的不平衡
动不平衡
质量分布轴线与旋转轴 线既不平行也不相交
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径向
基础底板
机器底脚
A型
混凝土基础
? 振动特征: ? 类似不平衡或不对中, 频谱主要以1X 为主。 ? 振动具有局部性, 只表现在松动的转子上。 ? 同轴承径向振动垂直, 水平方向相位差0 或180。 ? 底板连接处相邻结合面的振动相位相差180。 ? 如果轴承紧固是在轴向, 也会引起类似不对中的轴向振动.
? 在间隙达到出现碰撞前 , 振动主要是1X 和2X；出现碰撞后, 振 动将出现大量谐频。
C. 轴承在轴承座内松动或部件配合松动
子
两个转子中心连线方向上产生较大的 1X 振动；偏心泵除产
生1X振动外，还由于流体不平衡会造成叶轮通过频率及倍
频的振动。
? 垂直与水平方向振动相位相差为0或180。
? 采用平衡的办法只能消除单方向的振动。
轴向
轴
典型的频谱
弯
相位关系
? 振动特征类似动不平衡，振动以 1X为主，如果弯曲靠近联轴
节，也可产生 2X振动。类似不对中、通常振幅稳定，如果 2X
相差180。
? 通过找对中无法消除振动，只有卸下轴承中心安装。
? 如果联轴节的短节过长或过短，通常会产生明显的 3X振
不
动。
对
? 齿型联轴节卡死会引起轴向和径向振动 , 通常轴向大于 径向, 频谱以 1X 为主, 兼有其它谐频，也有出现 4X 为
中
主的实例.
? 振动随负荷而变，1X明显。
? 松动的联轴节将引起啮合频率及叶片通过频率的振动 ,
对
中
径向
典型的频谱
相位关系
? 平行不对中的振动特性类似角不对中，但径向振动较大。
B
? 频谱中2X较大，常常超过1X，这与联轴节结构类型有关。
? 角不对中和平行不对中严重时，会产生较多谐波的高谐次
（4X~8）X 振动。
? 联轴节两侧相位相差也是180。
轴
不
承 不
对对
中中
轴向
典型的频谱
相位关系
C
? 轴承不对中或卡死将产生 1X, 2X轴向振动，如果测试 一侧轴承座的四等分点的振动相位，对应两点的相位
曲
与供电频率或其谐频接近，则可能产生波动。
? 轴向振动可能较大，两支承处相位相差180。
? 振动随转速增加迅速增加，过了临界转速也一样。
不对中
? 有资料表明现有企业在役设备30％－50％存在不同程 度的不对中，严重的不对中会造成设备部件的过早损 坏，同时会造成能源的浪费。
? 不对中既可产生径向振动 , 又会产生轴向振动；既会 造成临近联轴节处支承的振动, 也会造成远离联轴节 的自由端的振动。不对中易产生2X振动，严重的不对 中有时会产生类似松动的高次谐波振动.
比另一侧大
B
? 较大的偶不平衡有时可产生较大的轴向振动。
? 两支承径向同方向振动相位相差180。
质动 不
量平 不衡
平
衡
径向
典型的频谱
相位关系
? 动不平衡是前两种不平衡的合成结果。
C
? 仍是同频占主导，相位稳定。
? 两支承处同方向振动相位差接近
悬
臂
转
质子
量
不 平
不衡
轴向和径向
典型的频谱
相位关系
平
衡
5. 如果能测量相位，应该检查相位是否稳定？各测
务
点信号之间的相位关系如何？
设备故障引起的机械振动
齿轮啮合 轴承故障
不平衡 幅值
时间 幅值
不平衡 轴承故障 齿轮啮合 3 频率
某石化厂压缩机组振动频谱分析
转子不平衡
偏心转子
常 轴弯曲 见 的 不对中
设 松动
备 转子与定子摩擦
故 障
滑动轴承
滚动轴承
? 通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不
应超过两倍。
A
? 同一设备的两个轴承处相位接近。
? 水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。
力
偶
质不
量
平 衡
不
径向
典型的频谱
相位关系
平
? 同频占主导，相位稳定。振幅按转速平方增大。需
衡
进行双平面动平衡。
? 偶不平衡在机器两端支承处均产生振动，有时一侧
齿轮故障
力不平衡 力偶不平衡 动不平衡 悬臂转子不平衡
角不对中 平行不对中 轴承不对中 联轴节故障
结构框架 /底座松动 轴承座松动 轴承等部件松动
齿轮磨损 齿轮偏心 齿轮不对中
力
径向
质
不 平
量衡
不
典型的频谱
相位关系
平
? 同频占主导，相位稳定。如果只有不平衡， 1X幅值大
衡
于等于通频幅值的80％，且按转速平方增大。
B. 由于结构/轴承座晃动或开裂引起的松动
? 包括如下几方面的故 障
? 结构或轴承座开裂 ? 支承件长度不同引起的晃动 ? 部件间隙出现少量偏差时( 尚 无碰撞) ? 紧固螺丝松动。
径向 B型
? 振 动 特 征: ? 主要以2X 为特征( 主要是径向2X 超过1X 的50%)
? 幅值有时不稳定
? 振动只有伴随其它故障如不平衡或不对中时才有表现 , 此时要 消除平衡或对中将很困难.
机械设备典型故障的 振动特性
振 振动故障分析诊断的任务：从某种意义上讲，就是读谱
动 图，把频谱上的每个频谱分量与监测的机器的零部件对
故 照联系，给每条频谱以物理解释。
障
分 1. 振动频谱中存在哪些频谱分量？
析 2. 每条频谱分量的幅值多大？
和
3. 这些频谱分量彼此之间存在什么关系？
诊 断 的 任
4. 如果存在明显的高幅值的频谱分量，它的精确的 来源？它与机器的零部件对应关系如何？
? 相位是判断不对中的最好判据。
轴向
角 不
不对 对中
中
典型的频谱
Hale Waihona Puke 相位关系? 角不对中产生较大的轴向振动，频谱成分为 1X和2X；
A
还常见1X、2X 或3X 都占优势的情况。
? 如果 2X或 3X超过 1X的 30％到50％，则可认为是存
在角不对中。
? 联轴节两侧轴向振动相位相差180.
平
行
不
不
对 中
? 悬臂转子不平衡在轴向和径向都会引起较大1X振动。 ? 轴向相位稳定，而径向相位会有变化。
? 悬臂式转子可产生较大的轴向振动，轴向振动有时甚
Ｄ
至超过径向振动。
? 两支承处轴向振动相位接近。
? 往往是力不平衡和偶不平衡同时出现。
风机
电机 径向
风机 电机
偏
心
典型的频谱
相位关系
转
? 当旋转的 皮带轮、齿轮、电机转子 等有几何偏心时，会在
D
其周围分布1X 旁瓣。
联 轴 节 故 障
对中不良设备的轴心轨迹
A BC
结 轴轴
机
构 承承 框 座等
械 架 松部
松
或 动件 底配
动座 合
松松
动动
松动本身不是纯粹 的故障, 不会直接 产生振动，但它可 放大故障的作用。
径向
基础底板 A型
机器底脚
径向 B型
混凝土基础
C型
A. 结构框架 /底座松动
? 包括如下几方面的故障 ? 支脚、底板、水泥底座 松动/强度不够； ? 框架或底板变形；紧固 螺丝松动。