振动分析基本知识课件

1、振动分析基本知识振动分析基本知识振动波形 * 振动波形 振动幅值 * 振动幅值 振动频率 * 振动频率 振动的合成分解 * 振动的合成分解 时频转换 * 时频转换 时频转换 * 时频转换 时频转换 * 时频转换 时频转换通频值、分频值、基频、倍频 * 时频转换通频值、分频值、基频、倍频 振动的测量-传感器 * 振动的测量-传感器 电涡流传感器结构图 电涡流传感器原理图 电涡流位移传感器 * 电涡流传感器结构图 电涡流传感器原理图 磁电速度传感器 * 磁电速度传感器 磁电速度传感器 * 磁电速度传感器 压电加速度传感器 * 压电加速度传感器 压电加速度传感器 三角剪切型 中心压缩型 * 压电加速

2、度传感器 三角剪切型 压电加速度传感器的频响 * 压电加速度传感器的频响 常用图谱 * 常用图谱 机组结构图 * 机组结构图 机组信息 * 机组信息 波形图 * 波形图 波形图 * 波形图 频谱图 * 频谱图 振动趋势图 * 振动趋势图 瀑布图 * 瀑布图 轴心轨迹图 * 轴心轨迹图 常见故障的振动特征 * 常见故障的振动特征 常见故障的振动特征 在带滚动轴承的旋转机械中，常见的故障类型有质量不平衡、轴弯曲、不对中、松动、共振、滚动轴承故障、齿轮故障等。 * 常见故障的振动特征 转子不平衡-来源污物积累或平衡配重的缺失 材料不均匀，尤其是在铸件中（如多孔部分、砂眼） 配合件（如轴、孔）的尺寸存

3、在差别 辊子偏转（如造纸机辊）或存在机加工误差 电气绕组的质量分布不均匀 不均匀的腐蚀、偏心转子或转子腐蚀 不平衡通常会在 1 倍转速下在任一方向上表现出来 * 转子不平衡-来源污物积累或平衡配重的缺失 不平衡通常会转子不平衡-振动特征波形为简谐波，少毛刺； 原始质量不平衡-轴向振动小 1X频率为主； 初始弯曲 -轴向1X振动水平和垂直振动相位差90； 部件位移或脱落-振动突变后稳定一般水平振动大于垂直方向振动； 叶轮结垢 -振动缓慢增加轴向振动不大； 联轴器不平衡 -相邻轴承振动大振幅随转速升高而增大；过临界转速有共振峰； * 转子不平衡-振动特征波形为简谐波，少毛刺； * 某电机 = *

4、活动端 主动端某电机= = * 某电机= =轴弯曲 和不平衡现象类似 轴向有较大的一倍频振动，且相位相反 对大型机组可以通过晃度来判断 * =轴弯曲 和不平衡现象类似 =不对中 在机器设备上，当两个耦合轴的中心线重合时，就是理想对中的情况。当它们不重合时，就存在不对中 * =不对中 在机器设备上，当两个耦合轴的中心线重合不对中 不对中的原因可能有以下几种： 组装不佳，或组装后发生移动 管道张力造成变形 柔性支撑件的扭矩引起变形 温度引起机器结构发生变化 联轴器加工不良 联轴器润滑不够充分 未对准会以两种方式表现出来： 径向和切向方向上（平行）的2 倍频振动 轴向方向上（成角度）的1倍频振动 *

5、 不对中 不对中的原因可能有以下几种： 未对准会以两不对中波形呈畸变的正弦波；轴向振动较大；联轴器两侧的轴向振动相差180；振动随负荷的变化明显； * 不对中波形呈畸变的正弦波； 某水泵 * 某水泵 =某水泵 * 活动端 主动端=某水泵 某水泵 * 某水泵 松动机械松动有两种类型： 旋转松动：旋转松动是由机器的旋转部件与固定部件之间的过大间隙引起的（例如在轴承中）。 非旋转松动：非旋转松动是两个正常的固定部件之间的松动，例如，支脚和基础之间或轴承外壳和机器之间。 * 松动机械松动有两种类型： 松动 轴承座套和滚动体之间间隙过大（轴承松动）会产生1倍频的各次谐波，有时可能会延伸到10倍频率以上

6、过大的轴颈轴承间隙会产生0.5倍谐波，如图所示。它们称为“半频谐波分量”或“分谐波”。它们可由摩擦和严重的撞击而产生。大多数类型的非旋转松动也会产生转速的谐波，通常不会太多，不会产生分谐波。非旋转松动还可产生随机噪声，这会产生一种连续频谱，而不是确定的峰形。 垂直方向振动常大于水平方向；松动结合面两边，振幅有明显差别； * 松动 轴承座套和滚动体之间间隙过大（轴承松动）会产生1倍频电厂一次风机 * 电厂一次风机 电厂一次风机 * 电厂一次风机 * 电厂一次风机 * 电厂一次风机 滚动轴承故障滚动轴承有特殊的轴承失效形式，可以从波形和频谱数据中观察到轴承特征频率是真实的缺陷频率这些频率只在轴承确

7、实有缺陷时出现 * 滚动轴承故障滚动轴承有特殊的轴承失效形式，可以从波形和频谱数滚动轴承的结构 * 滚动轴承的结构 滚动轴承的失效频率 CA= 接触角 = 设备转速 N=滚动体个数 P=节园直径 B=滚珠或滚动体直径 FTF=保持架通过频率 fundamental train frequency BPFI=内环通过频率 ball pass frequency inner race BPFO=外环通过频率 ball pass frequency outer race BSF=滚珠旋转频率 ball spin frequency 轴承失效频率和设备转速的单位相同 * 滚动轴承的失效频率 不要忙着计

8、算故障频率，首先寻找故障征兆不同厂家不同型号-不同滚珠数滚动轴承的失效频率 * 不要忙着计算故障频率，首先寻找故障征兆滚动轴承的失效频率 滚动轴承的频谱 * 基本频率、谐波、边带、固有频率及其边带滚动轴承的频谱 =螺杆压缩机 * =螺杆压缩机 =螺杆压缩机 * 位置4=螺杆压缩机 =螺杆压缩机 * =螺杆压缩机 某风电主轴承 * 某风电主轴承 某风电主轴承 * 内径600外径870双列29滚珠滚动体直径66.5接触角1120主轴转速 14.2RPM某风电主轴承 计算结果 * 内环通过频率15.79X 3.74hz 滚珠通过频率1.184X 0.28hz外环通过频率13.2X 3.13hz保持架

9、频率 0.456X 0.108hz计算结果 轴承处波形频谱图 * 轴承处波形频谱图 齿轮箱的故障分析啮合频率及其谐波、固有频率、边频滚动轴承频率啮合频率GMF上边频下边频2X * 齿轮箱的故障分析啮合频率及其谐波、固有频率、边频啮合频率下边纸厂辊子 * 纸厂辊子 纸厂辊子 * 纸厂辊子 纸厂辊子 * 纸厂辊子 共振转子系统、支撑系统、各部件都有固有频率固有频率由系统的本身性能决定：F=/2以一倍频振动为主且幅值很高；转速变化时振幅、相位变化明显；部件共振时各处相位相同； * 共振转子系统、支撑系统、各部件都有固有频率 电机故障中国的线频率为50hz（美国为60hz）同步转速=2*线频率/极数滑

10、差频率=同步转速-实际转速转子问题：转频两旁滑差频率的边带气隙不均：2倍线频率定子短路： 2倍线频率及其谐波 * 电机故障中国的线频率为50hz（美国为60hz） 转子断条转频幅值与边带幅值D的差：54dB 电机良好45-54dB 电机状态一般40-45dB 最少有一根断条，需要跟踪40dB 多跟断条，建议马上停机 * 转子断条转频幅值与边带幅值D的差： 气隙不均2*线频率，可能和2倍转频发生拍振 * 气隙不均2*线频率，可能和2倍转频发生拍振 定子线圈短路2*线频率及其谐波 * 定子线圈短路2*线频率及其谐波 泵故障临界转速结构共振（立式泵）喘振（流量低）气穴 * 泵故障临界转速 风机故障不平衡不对中临界转速共振松动轴承问题软脚气流问题 通过频率皮带轮问题 转速计算 * 风机故障不平衡 综合分析结果 * 综合分析结果 测量和诊断错误的常见原因不适当的转速输入 不适当的机器设置 热瞬变，机器没有达到正常工作温度传感器过载，通常是没有让传感器在采集数据之前达到温度平衡 不适当的测量位置 在一台循环或浪涌不断开关的机器上进行测量 * 测量和诊断错误的常见原因不适当的转速输入 对有疑问诊断结果的处理仪表显示“严重”或“极严重”，但是没有故障迹象诊断仪