电机振动故障诊断

1、电机振动故障诊断方法山西防爆电机（集团）有限公司 周秀明 (Shanxi Explosion-proof Motor (Group) Co., LTD Zhou xiuming)摘 要：提出了分析诊断振动故障的三个步骤。并归纳出电机在各种运行条件下振动故障的信号特征，为分析处理振动故障提供了操作性极强的诊断方法。Abstract：Presents three steps of an analysis and diagnosis of libration fault, and sums up under different operating conditions the signal char

2、acteristics of the libration fault of the motor, provides a strong diagnostic methods in operation for analyse and dispose the fault. 关键词：电机 振动故障 诊断 key-words: motor libration fault diagnosis生产过程中，常常会遇到电机的振动问题。在处理振动故障时，遵循科学的诊断方法和诊断技术是非常重要的，否则事倍功半，甚至一筹莫展。振动故障一般具有综合性和复杂性，分析处理起来往往有一定难度。所以，处理振动故障时，必须思路清

3、晰、步骤明确、找出特征、针对处理。我们在长期的工作实践中，总结出了一套电机振动故障的分析处理方法，现作一简单介绍。一. 振动故障的分类：1. 按性质分类：突发性、渐进性、原发性2. 按程度分类：轻微、一般、严重3. 按历时分类：间断、持续4. 按部位分类：转子、轴承、壳体、基础5. 按责任分类：人为、自然6. 按频率分类：特低频、低频、中频、高频二. 分析诊断的三个步骤：1. 对信号特征作出识别，得出表面原因（一次原因）。可跟踪故障的变化和发展。2. 对信号特征作出机理性阐述，得出深层次原因（二次原因）。此步举足轻重，去伪存真。3. 按故障机理寻找具体振源（三次原因）。在处理层面上作出分析，对

4、操作具有指导意义。三. 振动故障诊断方法：1. 振动频率 1kHz的高频振动，一般是滚动轴承损伤。滚动轴承的振动频率成分非常丰富，每一个元件都有各自的故障特征频率。特征频率的计算非常复杂，在现场不便进行，这里有几个简化公式，用起来比较方便，实际应用表明误差也不大。fo为工频，n为转速，z为滚动体个数，则： 转子的旋转频率fr = fo = n / 60 内圈的通过频率 f1 = 0.6×fr×z 外圈的通过频率 f2 = 0.4×fr×z 保持架的通过频率f3 = 0.4×fr2. 振动频率 5×工频的低频振动，一般是不平衡、不对中、

5、轴弯曲、配合松动、油膜振荡等故障。1）根据不同转速下的振动情况，诊断不稳定失衡的轴向位置：临界转速下工作转速下失衡的轴向位置大小中部或均布大大一端或两端不对称小大外伸端有活动件 2） 电机空载运行时的振动故障诊断：种类波频特征全息 轴心轨迹方向注解不平衡等幅正弦波 基频稳定圆或略椭圆径向轴向 水平垂直临界已下，随转速明显轴弯曲等幅正弦波 基频稳定圆或略椭圆径向、轴向永久：升速时，有振点 满速时：值较大 暂时：升速时，有振点 满速时：会下降横向裂纹2×、3×等高倍分量 裂纹扩展1×、2×增大2×椭圆径向 严重时轴向对振动响应不太敏感 开停机半临界

6、时分频共振 停机过程更有诊断价值配合失效次谐波为主 拌有1×、2×倍频波动大 涡动频高于转子固频正进动径向过盈不足、高速下产生 对转速、负荷敏感 支承松动1× 加2×、3×倍频混乱、重心漂移松动方向对转速、负荷敏感 螺栓松动、底脚断裂 基础不牢轴承不正基频香焦形或8字形径向、轴向本身不会产生振动 对不平衡响应 主要影响油膜好坏滑动轴承 振动半速涡动 1/2×较稳定的双椭圆 正进动径向× 轻瓦:临界转速前 中瓦:第一临界之后 重瓦:无涡动 油膜振荡 第一临界频率为主峰 有基频与涡动频合成成分扩散、不规则 波幅不稳、相位突变径向

7、2倍临界转速及以上 突然发生 对油温敏感3）电机在线运行时轴系不对中的振动故障诊断：波频特征方向全息 轴心轨迹注解基频正弦波上有2×频次峰扁椭圆各轴系不在同一轴线上 对转速敏感平行不对中: 2×径向角度不对中: 1×轴向>径向严重不对中: 1/2× 1/3× 1× 3×轴向 径向4）电机在线运行时不稳定强迫振动诊断：性质序号类别振动主要规律故障随机变化1 短时间内停机后产生的不平衡 短时间停机后再次起动，幅值和相位可能发生较大变化，但不是每次如此 转子上（内）有活动件、连续盘车时间不够2 长时间停机后产生的不平衡 长时间内停机后产生的 转子上产生不均匀的锈蚀3 运行中突然产生不平衡 在运行中振动突然增大 转动部件飞脱随时间 变化4扩展式不平衡 振动随运行时间增长逐渐加速扩展 转轴横向裂纹、组合式转子轴向连接紧力不足5旋转性不平衡幅值和相位周期性变化 1）轴旋转性热弯曲 2）某段的不平衡对振动特敏感工况变化6转轴扭矩改变引起不平衡增减负荷瞬间振动突然增大 活动式联轴器的部件发生径向位移7