机械设备典型故障的振动特性

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1、机械设备典型故障的振动特性振动故障分析和诊断的任务振动故障分析诊断的任务：从某种意义上讲，就是读谱图，把频谱上的每个频谱分量与监测的机器的零部件对照联系，给每条频谱以物理解释。振动频谱中存在哪些频谱分量？每条频谱分量的幅值多大？这些频谱分量彼此之间存在什么关系？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？如果能测量相位，应该检查相位是否稳定？各测点信号之间的相位关系如何？3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频率某石化厂压缩机组振动频

2、谱分析常见的设备故障转子不平衡偏心转子轴弯曲不对中松动转子与定子摩擦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质量不平衡A同频占主导，相位稳定。如果只有不平衡，1X幅值大于等于通频幅值的80％，且按转速平方增大。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。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。典型的频谱相位关系力不平衡径向质量不平衡B典型

3、的频谱相位关系力偶不平衡同频占主导，相位稳定。振幅按转速平方增大。需进行双平面动平衡。偶不平衡在机器两端支承处均产生振动，有时一侧比另一侧大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。径向质量不平衡C动不平衡是前两种不平衡的合成结果。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典型的频谱相位关系动不平衡径向质量不平衡Ｄ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，轴向振动有时甚至超过径向振动。两支承处

4、轴向振动相位接近。往往是力不平衡和偶不平衡同时出现。典型的频谱相位关系悬臂转子不平衡轴向和径向偏心转子当旋转的皮带轮、齿轮、电机转子等有几何偏心时，会在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。典型的频谱相位关系风机电机径向风机电机轴弯曲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与供电频率

5、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。典型的频谱相位关系轴向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.相位是判断不对中的最好判据。不对中A角不对中产生较大的轴向振动，频谱

6、成分为1X和2X；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.典型的频谱相位关系角不对中轴向不对中B典型的频谱相位关系平行不对中平行不对中的振动特性类似角不对中，但径向振动较大。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~8X）振动。联轴节两侧相位相差也是180。径向不对中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

7、的振动相位，对应两点的相位相差180。通过找对中无法消除振动，只有卸下轴承中心安装。典型的频谱相位关系轴承不对中轴向不对中D如果联轴节的短节过长或过短，通常会产生明显的3X振动。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,其周围分布1X旁瓣。联轴节故障对中不良设备的轴心轨迹机械松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。A结构框架或底座松动B轴承

8、座松动C轴承等部件配合松动径向A型基础底板机器底脚混凝土基础径向B型C型A.结构框架/底座松动振动特征: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.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