振动分析常见图谱

1、振动分析通用图谱一、跟踪轴线轨迹轴的轨道是轴相对于轴承座的轨道，它反映了转子的瞬时旋转状态。对轴心轨迹的观察有助于理解和掌握转子的运动。跟踪轴心轨迹是在某一时间间隔(实际上是在某一转速下)在一组瞬态信号中观察转子轴心轨迹的一种方法。近年来，随着在线监测技术的普及，该方法逐渐得到认可。它的优点是简单、直觉和对错误的简单判断。图4-20显示了压缩机高压缸轴承处轴向中心轨迹随转速增加的变化。当临界转速和加速度结束后，轨迹在轮廓上接近椭圆，这表明基频是此时的主要振动分量。如果振幅值不高，该单位应该说是稳定的。当机组达到正常运行状态时，如果其幅值仍然较高，则主要应怀疑存在不平衡和转子弯曲等故障。第二，波

2、德图波德图是描述在一定频带下振幅和相位随过程变化的两组图。曲线。频带可以是1、2或其他谐波；这些谐波的幅度和相位可以通过快速傅里叶变换或滤波来计算。当过程的变化参数为转速时，例如，在启动和停机期间，波德图实际上是机组的幅频响应和相频响应曲线，其幅相变化取决于励磁频率(转速)。当过程参数为速度时，更关心转子接近和超过临界速度时的振幅响应和相位响应，由此可以识别系统的临界速度和系统的阻尼条件。图4-21压缩机高压缸波特图图4-21是加速过程中转子的波特图。从图中可以看出，当通过临界速度时，系统的幅值响应有明显的共振峰值，而在临界速度前后相位相差近180。除了转速变化的响应外，波德图实际上可以作为机

3、组随时间等其他参数变化的响应曲线，但此时的横坐标应该是时间，这对诊断转子缺陷故障非常有效。当操作条件根据操作条件变化时，也可以绘制波特图。如果此时的幅频响应和相频响应不是两条直线，则表明工况变化对振动的幅度和相位有影响。此功能可用于识别或确认具有类似症状的其他故障。三，极坐标极坐标图本质上是一个振动矢量图。像波特图一样，振动矢量可以是1或2或其他谐波振动成分。极坐标图有时被称为振型圆和奈奎斯特图，但严格来说，它们是不同的，因为极坐标图是根据实际响应的幅值和相位绘制的，而奈奎斯特图一般被理解为根据机械导纳绘制的。极坐标图可以看作是极坐标中波特图的综合曲线。这对于解释不平衡质量的位置、判断临界速度

4、和进行故障分析非常有用。与波特图相比，极坐标图更清晰、更方便地显示旋转机械的动态特性，因此其应用也越来越广泛。极坐标图除了记录转子加速或减速过程中系统幅值和相位的变化外，还可以描述恒速条件下工况或负载变化引起的基频或其他谐波幅值和相位的变化。例如，转子的局部腐蚀、块的掉落和转子部件的掉落将改变转子的不平衡质量，导致基频的振幅和相位的变化。另一个例子是由轴上的局部温度上升引起的轴的不均匀热变形，这相当于给转子增加了不平衡质量，并改变了基频的振幅和相位。用极坐标图诊断这种故障是非常有效的在这种情况下，需要不断地观察和比较这种变化，所以转子振动信号的频谱随转速或其它过程参数的变化过程用一个频谱阵列来

5、表示，称为三维频谱阵列图。常用的三维光谱图包括三维转速光谱图和三维时间光谱图。1.三维转速谱以机组的启动和关闭为例。当转子以每种速度上升(下降)时，应有一张反映转子频域特性的频谱图。这些光谱图是根据转速按顺序排列的。在转速-频率平面上定义了一个三维谱图，也称为“级联图”和“瀑布图”。横轴为频率(或)，垂直转换为转速，纵轴为频谱值。如图4-23所示，它描述了频谱随转速的变化。从图中可以看出，频谱阵列上的一些峰值形成会聚在一点的斜线，这些斜线是与旋转速度成比例的频率分量。一些峰值形成一条垂直于频率的直线。这个频率分量与转速无关。它代表系统的固有频率。如果三维转速谱阵列的水平轴单位变为无量纲参数阶比

6、，则为转速阶比谱阵列。图4-24是某设备每转128点处最大阶比为64的振动噪声转速阶比谱阵列图。2.三维时间谱阵列在机组正常运行期间，不同时间的振动信号也对应于反映转子频域特性的频谱图。如果这些频谱按时间顺序排列，也可以在时间-频率平面上定义三维频谱阵列图。此时，它的横轴是频率f(或w)，纵轴是时间，纵轴是频谱值。如图4-25所示，它描述了频谱随时间的变化，这在故障诊断中也非常有用。图4-25三维时间谱阵列三维频谱阵列图与波德图和坐标图的区别在于，它不描述某一频带的幅值，而是描述整个频带的响应，从而可以观察转子在速度或其他参数变化过程中，转子在许多频率分量下的动态响应过程。例如，瀑布可以用来更清楚地看到各种频率分量随转速的变化，这对于故障分析非常有用。V.坎伯坎贝尔图和三维频谱阵列图属于同一特征分析，包含相同的信息，但它们的表达方式不同。在