振动测量相位分析基础知识.ppt

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1、振动相位分析基础知识什么是振动？怎样利用它来进行评价机器的状态？振动传感器安装在轴承座上，传感器将拾取振动信号，并将此振动信号通过电缆线传入到振动分析仪，如上图所示，这个在机器轴承座上测量振动的过程可模型化为一个质量块悬挂在弹簧上。在没有力的作用之前，它一直保持静止处于平衡位置处。振动就是机器或机零件从其平衡位置所做的往复运动。振动有三个重要的可测量的参数：幅值、频率、相位。图1质量块位于平衡位置且没有任何力的作用什么是振动相位？振动相位是一个振动部件相对于机器的另一个振动部件在某一固定参考点处的相对移动。也就是说振动相位是某一位置处的振动运动相对于另一位置处的振动运动，

2、对所发生位置变化程度的度量。振动相位是一个很有用的设备故障诊断工具。如下图所示，给出了两个彼此同相位振动的系统，即两个振动系统以零度相位差运动。图9两个同相位振动的质量块振动系统什么是振动相位？振动相位是以角度为单位，通常是利用频闪灯或光电头测量得到。下图给出了，振动相位与机器振动间的关系。在左侧图中，机器上的轴承1和轴承2之间的振动相位差为0度（同相振动），而在右侧图中的机器，轴承1和轴承2之间的振动相位差为180度（反相振动）。图12振动相位与机器振动间的关系振动相位及其应用相位是机器某一部分的振动与另一部位振动的相互关系。相位分析是一个强有利的工具，可用于协助查找故

3、障源，例如，有许多设备问题都会引起工作转速下的较大振动（如，不平衡、不对中、偏心、轴弯曲、软地脚、齿轮断齿、共振、紧固螺栓松动等）。同样，也有些问题可以在2X或3XRPM处产生较大的振动。面对这些问题及可能产生的频率成分，振动分析师很难确定振动的原因。然而，若振动分析师能在每个轴承座上测量振动相位，则能使问题的确定容易些。如何测量振动相位？使用光电头测量振动相位要比手持闪光灯的测量方法精确得多，手持闪光灯是由人通过参考标记来读取相位角，所以误差较大。为了有效地测量相位角，必须首先将频闪灯调到你所要求的闪光频率（通常是轴的转速频率），振动幅值和相位读数必须同时记录。振动传感

4、器必须从一个轴承座移到另一个轴承座，测量水平、垂直、和轴向方向的数据。在每次将传感器移到一新位置或方向时，这时就要找到和记录相位参考标记新的位置的角度。测量时操作闪光灯能更清楚地观察到参考标记，但此时振动传感器必须牢固地安装在每个测量位置或方向上。然而，使用光电头进行相位测量，光电头和振动传感器必须都可靠固定好，在进行不同位置和不同方向测量时，只需将振动传感器移动到下一个位置。如何在振动故障诊断中使用相位分析？这里我们研究一个轴承座是做前后振动（如图40所示）还是做扭转振动（如图41所示）。图40轴向振动相位显示轴承座是在做平面运动图41轴向相位显示，由于轴弯曲或轴承翅起

5、引起的扭曲振动分析可能存在的轴承翘起或轴弯曲的例子如图40所示，当测量轴向振动的相位数据时，振动传感器应该安置在1、2、3和4的测点上，如图40显示，轴承座是在做平面运动。如果，在这相同的四个测点上产生如图41所示的测量结果，即每个测点与下一个测点产生的相位相差90度，这说明有可能存在轴弯曲或轴承翅起的问题。如果，1、3两测点相位相差180度，说明轴承存在上、下翅起，如果在测点2、和测点4之间的相位相差180度，说明轴承座左右扭曲振动，可能是由于轴弯曲或轴承翅起引起。不平衡的相位表现对于不平衡问题，通常在相邻且位置相差90度的测点上，测量得到的振动相位相差约90度。如果此

6、相位角较大地偏离90度，这就意味着存在着一个除不平衡以外的其它问题。说明存在不平衡问题的最有力的指示是比较在支承转子的两个轴承座上测量得到的相位值。如图44所示。图43径向振动相位测量，用于分析不平衡问题不平衡的相位表现图44诊断静不平衡、力偶不平衡、动不平衡的典型测量不平衡的相位表现如图44所示，比较在输入端和输出端轴承座上水平和垂直相位差角，来确认是否有不平衡问题的存在。比较好的做法是测量和比较输入端和输出端轴承座上水平方向的相位差角的值，如果存在一定程度的不平衡问题，1XRPM振动幅值肯定是较高的，并且在两个轴承座上水平方向的振动相位差等于垂直方向的振动相位差（±3

7、0°）。这说明，转子的运动状态在水平方向和垂直方向是相同的，否则，其主要问题可能就不会是不平衡问题了。例如，见图44的表C，注意到在电机的两个轴承上，水平方向的振动相位差是90°-30°=60°，垂直方向的相位差是180°-120°=60°，这强有力地说明是不平衡问题。松动问题的相位表现有些机械松动问题，通过振动相位测量是可以发现的，已经可靠紧固的机械部件应该是与其它部件间同步运动，在各个零部件之间不应该存在显著的幅值和相位的变化，如果在相互配合的零部件之间（见图45）存在振动幅值和相位的变化，那么机械松动问题的存在是值得怀疑