典型机器故障振动特征分析ppt课件.ppt

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1、典型机器故障振动特征分析（一）普迪美第一期培训班2004年10月典型机器故障转子不平衡轴线不对中转子偏心轴弯曲机械松动共振轴承故障流体引起的振动齿轮故障交流感应电动机拍振问题振动特征分析振动特征分析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？典型机器故障振动特征分析（

2、一）转子不平衡轴线不对中偏心轴弯曲机械松动转子不平衡不平衡定义：转子质量中心线与转轴中心线不重合时便产生不平衡。力不平衡力偶不平衡动不平衡悬臂转子不平衡不平衡产生的原因不平衡振动特征不平衡转子呈现如下特征：不平衡振动总是显示出不平衡部件转速频率的一倍频率的振动（但是1x转速频率的并不总是不平衡)。通常，这个1X转速频率的振动尖峰在频谱中占优势。当故障仅限于不平衡时，1X转速频率的振动尖峰的幅值通常大于或等于振动总量幅值的80％(如果除了不平衡之外还有其他故障，则可能仅为振动总量幅值的5％到80％)。振动幅值与质量中心离轴中心线的距离成正比。此外，当低于转子第一阶临界转速运转时，振

3、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。因此，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。不平衡振动特征5.当不平衡超过其他故障成为主要振动原因时，则轴承上水平方向与垂直方向振动相位差约为90度（+/-30度），因此，如果存在1X转速频率较大的振动，但是，水

4、平方向与垂直方向振动相位差为0度或接近180度，通常这说明是其他故障源，例如偏心。6．如果存在明显的不平衡，则内侧轴承与外侧轴承的水平方向振动的相位差应该接近垂真方向振动的相位差。即，不是比较同一轴承座上水平方向与垂直方向的相位差，而是比较内侧轴承与外侧轴承水平方向振动相位差与垂直方向振动相位差。7．当不平衡占优势时，径向方向(水平方向和垂直方向)振动通常比轴向方向振动大许多(除了悬臂转子之外，这将在后面章节中讨论)。8．不平衡转子通常在径向方向呈现稳定的、可重复的振动相位。9．共振有时可能受不平衡的影响较大。10.不平衡对转子产生过大振动的影响可能很大。事实上，在有些刚度较低的

5、轴承座上，不平衡的转子，尽管很小的残余不平衡量，也还会出现不平衡振动，但是，动平衡还是可明显减小松动引起的振动。但是，往往无法平衡有松动的转子。力不平衡力不平衡也称为“静不平衡”：力不平衡就是质量中心线离开且平行于轴中心线的一种转子不平衡状态。可采用静平衡法修正之。力不平衡的典型频谱及相位关系统：力不平衡特征力不平衡特征概括如下：1．以1X转速频率旋转的相同的不平衡力通常都差不多同时出现在内侧和外侧转子轴承座上(然而，根据每个方向的支承刚性，水平和垂直方向的响应可能略不同。2．在纯的力不平衡情况下，外侧水平方向振动相位等于同一轴上内侧水平方向振动相位。3．同样，同一轴上外侧轴承的

6、垂直方向振动相位也近似等于内侧轴承的垂直方向振动相位。4．力不平衡只需在通过转子重心(CG)的单一平面内加一个反作用的重量便可修正之。5．内侧和外侧轴承水平方向振动相位差应该大致等于内侧和外侧轴承垂直方向振动相位差。力偶不平衡质量中心线轴线与轴几何中心线轴线相交于转子的重心处的一种不平衡状态。在转子的每一端彼此相差180度处，有两个质量相等的重点产生一力偶。明显的力偶不平衡可以引起转子严重的不稳定，使之前后摆动(像以转子重心(CG)处为支点的“跷跷板”)。力偶不平衡特征1．在纯的力偶不平衡中，转子是静平衡的。但是力偶不平衡的转子还是会产生1X转速频率的明显的振动。2．力偶不平衡在

7、外侧轴承座和内侧轴承座上产生1X转速频率的大的振动，可能一个轴承座上振动略大于另一外轴承座上的振动。3．明显的力偶不平衡有时可能产生大的轴向振动。4．内侧和外侧轴承座上水平方向振动相位差将近似为180度，因为两端的摇动运动彼此方向相反。5．同样地，外侧和内侧轴承座垂直方向相位差约为180度。6．如果故障是力偶不平衡（不是不对中)，则同一轴承的水平和垂直方向的相位差应该彼此相差90度。动不平衡动不平衡定义为：质量中心线与轴几何中心线轴线既不平行也不相交的不平衡状态。动不平衡基本上是