电机振动学习汇总

VM-63A便携式测振仪：日本理音（RION）公司生产,该测振仪重250克，主要用于机械设备的振动位移、振动速度（振动烈度）和振动加速度三参数的测量，利用该仪器在轴承座上测得的数据，对照国际标准ISO2372，或者利用企业、机器的标准，就可确定设备（风机、泵、压缩机、电机等）当前所处的状态（良好、注意或危险等）。日本理音VM-63A便携式测振仪技术指标：测量范围：加速度：0.1~199.9m/s2peak（RMSxl.414）速度：0.1~199.9mm/sRMS位移：0.001~1.999mmp_p(RMSx2.828)频率范围：加速度：10Hz~lkHz(LO),lkHz~15kHz(HI)速度：10Hz~1kHz位移：10Hz~1kHzHz,即赫兹,是频率的单位。因德国物理学家赫兹而得名。1Hz代表1秒钟震动一次。K，M，G放在单位前面用来简单表示过大的数字（KHZ、MHZ、GHZ），1KHZ=1000HZ1M=1000X1000，1G=1000X1000X1000RiovibroVm63测振仪是日本RION公司生产的便携式测振仪,可通过选择开关,测量震动幅度、振动速度、振动加速度。我们通常使用振动幅度和振动速度两个指标，二者有联系，也有区别，可通过公式转换。振动速度（mm/s）也叫振动烈度。振动烈度用于机组轴承上测得的震动；振动幅度仅用于邻近轴承的测量平面内的相对振动。机组的振动烈度反映了机组本身产生的振动力。因此在测量时应排除其他振源。如果机组停机状态测得的振动烈度值超过运行时测得的振动值的1/3的话，此数据便不能作为该设备振动值得参考。还有，设备在升速和降速时产生的共振的数据，也不能作为该设备振动值得参考。关于测振点的采样，振动烈度应该在轴承或邻近主轴承的轴承罩壳上，在旋转轴径向和轴向，其中径向又分水平径向和垂直径向，如图示。振动幅度（mm）的测量应在邻近轴承的径向平面内进行。两个参考点—般与水平方向成45度的倾斜角度,二者相差90度。具体图示见图二。!圏二振动鳴度测庄法振幅和振动烈度二者之间的关系，可利用单频率正旋波转换得出：SP-Pf€2SfSP-Pf€2Sf€2(-f)、2€0.45-f

w ffSf为位移单振幅；Vf是振动烈度；wf=2nf为角频率）振动烈度为4mm/s，转速3000rpm基频50Hz，求得S €0.45Vf€0.45土€0.036(mm)p-pf f 50关于品质评定怎么判断设备运行状况好坏，以表一形式列出:振动烈度振动幅度（pm）刚性柔性支撑AA101625B40B63C100C18160D28250D45400刚性：通过螺丝直接和基础连接的柔性：有一脚以上通过弹性连接的A区：设备运行优状态。B区：设备运行良状态可继续运行。C区：设备需要维修。D区：设备必须停机检修。该表只列出转速3000rpm设备振幅标准，对于1500rpm的设备，参数乘2。如c区第一个,既需要维修是40微米,参数乘2等于80微米。这是这台设别就需要维修了。按轴承振幅的评定标准1969年国际电工委员会（IEC）推荐了汽轮发电机组的振动标准,如表1所示（峰-峰值,pm）。原水电部规定的评定汽轮发电机组等级与IEC标准基本相符，如表2所示（峰－峰值）。表1IEC振动标准30003600600012000转速（r/min）10001500180030003600600012000在轴承上测量7550422521126在轴上测量在轴承上测量7550422521126在轴上测量1501008450422512表2振动标准转速（r/min）优良合格15003050703000203050按轴承振动烈度的评定标准国际标准化组织ISO曾颁布了一系列振动标准，乍为机器质量评定的依据。现将有关标准介绍如下：（1） ISO2372/1：该标准于1974年正式颁布,适用于工作转速为600〜12000r/min,在轴承盖上振动频率在10〜1000Hz范围内的机器振动烈度的等级评定。它将机器分成四类：I类为固定的小机器或固定在整机上的小电机,功率小于15KW。II类为没有专用基础的中型机器,功率为15〜75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。III类为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。W类为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。每类机器都有A，B,C，D四个品质级。各类机器同样的品质级所对应的振动烈度范围是有些差别的，见表3。四个品质段的含意如下：表3ISO2372推荐的各类机器的振动评定标准振动烈度分级范围 各类机器的级别振动烈度（mm/s）分贝（db）I类I类I类W类0.18-0.2885-89AAAA0.28-0.4589-93AAAA0.45-0.7193-97AAAA0.71-1.1297-101BAAA1.12-1.8101-105BBAA1.8-2.8105-109CBBA2.8-4.5109-113CCBB4.5-7.1113-117DCCB7.1-11.2117-121DDCC11.2-18121-125DDDC18-28125-129DDDD28-45129-133DDDD45-71133-139DDDDA级：优良，振动在良好限值以下，认为振动状态良好。B级：合格，振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。C级：尚合格,振动在报警限值和停机限值之间,机组可短期运行,但必须加强监测并采取措施。D级：不合格，振动超过停机限值，应立即停机。振动烈度是以人们可感觉的门槛值0.071mm/s为起点，到71mm/s的范围内分为15个量级，相邻两个烈度量级的比约为1.6，即相差4分贝。（2） ISO3945：该标准为大型旋转机械的机械振动一现场振动烈度的测量和评定。在规定评定准则时，考虑了机器的性能，机器振动引起的应力和安全运行需要，同时也考虑了机器振动对人的影响和对周围环境的影响以及测量仪表的特性因素。显然，在机器表面测得的机械振动，并不是在任何情况下都能代表关键零部件的实际振动应力、运动状态或机器传递给周围结构的振动力。在有特殊要求时，应测量其它参数。表4给出了功率大于300KW、转速为600~12000转／分大型旋转机械的振动烈度的评定等级。注：参考值10-5mm/s。

表4ISO3945评定等级振动烈度支持类型振动烈度（mm/s）分贝（db）刚性支承挠性支承0.46-0.7193-97良好良好0.71-1.1297-101良好良好1.12-1.8101-105良好良好1.8-2.8105-109、一H--^7-满意良好2.8-4.6109-113、一H--^7-满意、一H--^7-满意4.6-7.1113-117—W—、-H--^7-不满意、一H--^7-满意7.1-11.2117-121—w—、-H--^7-不满意—W—、-H--^7-不满意11.2-18121-125不允许不满意18-28125-129不允许不允许28-45129-139不允许不允许该标准所规定的振动烈度评定等级决定于机器系统的支承状态，它分为刚性支承和挠性支承两大类,相当于ISO2372中的III与W类。对于挠性支承，机器—支承系统的基本固有频率低于它的工作频率，而对于刚性支承,机器一支承系统的基本固有频率高于它的工作频率。按轴振幅的评定标准ISO7919/1《转轴振动的测量评定一第一部分总则》于1986年正式颁布。ISO/DIS79110-2《旋转机器轴振动的测量与评定一第二部分：大型汽轮发电机组应用指南》于1987年制订，它规定了50MW以上汽轮发电机组轴振动的限值，见表5和表6，分别适用于轴的相对振动与轴的绝对振动。表中级段A，B，C的意义与前述相同。轴振动的测量应用电涡流传感器。表5汽轮机发电机组轴相对振动的限值（位移峰-峰值,单位ym）极段转速（r/min）1500180030003600A100908075B200185165150C300290260240表6汽轮机发电机组轴绝对振动的限值（位移峰-峰值,单位ym）极段 转速（r/min）1500180030003600A120110100900B240220200180C385350300290有关轴承座与轴振动评定标准的几点说明：（1）根据ISO2372及7919的规定,有以下两个准则应注意准则一：在额定转速下整个负荷范围内的稳定工况下运行时，各轴承座和轴振动不超过某个规定的限值。准则二：若轴承座振动或轴振动的幅值合格，但变化量超过报警限值的25％，不论是振动变大或者变小都要报警。因振动变化大意味着机组可能有故障，特别是振动变化较大、变化较快的情况下更应注意。（2）根据我国情况,功率在50MW以下的机组一般只测量轴承座振动,不要求测量轴振动。功率在200MW以上的机组要求同时测量轴承座振动和轴振动。功率大于50MW、小于200MW的机组，要求测量轴承座振动，而在有条件情况下或在新机组启动及对机组故障分析时，则测量轴振动。（3）轴承座振动与轴振动之间一般不存在一种固定的比例关系。这是因为两者振动与很多因素有关，如油膜参数，轴承座刚度，基础刚度等，一般可根据统计资料给出一个比例的变化范围。根据ISO资料，机组轴振动与轴承座振动的比例一般为2~6。德国工程师协会1981年颁布了《透平机组转轴振动测量及评价》，简称VDI—2059，将机组振动状态分为良好、报警、停机三个等级，分别采用三个公式计算，转化后得到的轴相对振动如表7所示。表7VDI-2059汽轮发电机组轴相对振动的限值（位移峰-峰值，单位pm)转速（r/min）

1500180030003600良好1241138880报警232212164150停机341311241220轴承振动标准1、附属机械轴承振动标准附属机械轴承振动标准转速振转速振优等n<10001000vn<20002000Vn<3000n>3000幅（双振幅）（mm）良好合格2、机组轴振动标准国产200MW及以下机组,—般以测轴承为准,如测轴振动制造厂家无规定时，可参照下表执行。大型汽轮发电机组轴振参考标准（双振幅，um）1500r/min3000r/min相对位移绝对位移相对位移绝对位移A（良好）10012080100B（合格）200240165200C（停机）300385260320

3、轴承振动标准轴承振动标准（双振幅,mm）优良好合格1500r/min3000r/min>5000r/min4、ISO3945振动标准ISO3945振动标准振动烈度Vf(mm/s)支撑分类刚性支撑柔性支撑A（好）A（好）B（满意）B（满意）C（不满意）C（不满意）18D（立即停机）D（立即停机）284571振动烈度Vf（mm/s）与振动位移峰峰值S（mm）之间的换算关系f p-pp-p二2〈2Vf/e其中角速度①二2nf,f为频率。当f二50Hz时,振动烈度与振动位移对应值见下表：振动烈度与振动位移对应值Vf(mm/s)S(p-p'um)4101625631001622504066305、IEC振动标准（双振幅,um）IEC振动标准转速（r/min）10001500180030003600060007200轴承振动7550402521126轴振动15010080504224126、我国现行的汽轮机振动标准是如何规定的？1）汽轮机转速在1500r/min时，振动双振幅50um以下为良好，70um以下为合格；汽轮机转速在3000r/min时，振动双振幅25um以下为良好，50um以下为合格。2）标准还规定新装机组的轴承振动不宜大于30um。3）标准规定的数值，适用于额定转速和任何负荷稳定工况。4）标准对轴承的垂直、水平、轴向三个方向的振动测量进行了规定。在进行振动测量时，每次测量的位置都应保持一致，否则将会带来很大的测量误差。5）在三个方向的任何一个方向的振动幅值超过了规定的数值，则认为该机组的振动状况是不合格的，应当采取措施来消除振动。6）紧停措施还规定汽轮机运行中振动突然增加50um应立即打闸停机。同时还规定临界转速的振动最大不超过lOOum。分析电机振动的原因及预防措施电机是电力企业的主要设备之一，它能否安全可靠运行，直接影响到企业的安全生产和经济效益，多年来，高压电机的振动问题，一直是电机日常维护和检修的重点与难点。由于引起电机振动有多方面的原因，准确判定振动源比较困难，因此掌握一些有关电机振动方面的知识很有必要。电机的故障现象比较复杂,与电机类型、运行方式、复合性质、安装调试、制造质量等诸多因素有关。因此，维修人员要具有较高技术水平与经验,才能发现和判断电机故障。通过监测电机的振动水平,通常可以诊断电机的运行健康状况。因此,振动诊断法诊断电机故障是行之有效的手段。下面主要介绍一下电机振动的种类、原因和特征。通常转子的机械不平衡可分为静不平衡、动不平衡和混合不平衡。由静不平衡导致的离心力偶在两个支座上产生大小相等、相位相同的振动。由动不平衡导致的离心力偶在两个支座上产生大小相等、相位相反的振动。在实际中最常碰到的混合不平衡，是由静不平衡离心力偶和动不平衡力偶共同作用在两个支座上产生大小不等，相位不同的振动。在实际工作中，由于电机转子的平衡块松动引起的电机振动的例子很多，某单位3200KW风机电机就出现过因平衡块松动引起电机振动的问题，每次都是通过校验转子动平衡来消除振动源。转子的机械不平衡可以通过校平衡来加以消除，一般是对2极和4极电机的转子校动平衡。动平衡校验的基本原理，是利用转子转动时不平衡质量产生的离心力所引起的振动现象，找出不平衡的位置和大小，再用加重或减重的方法加以消除。转子不平衡的原因电机转子质量分布不均匀，产生重心位移，与转子轴线不同心；转子零部件脱落和移位、绝缘收缩造成绕组移位及松动；联轴器不平衡、冷却风扇不平衡、皮带轮不平衡；冷却风扇与转子表面不均匀积垢。转子不平衡产生的机械振动特征(1)振动频率与转速频率相等；(2)振动值随转速增高而加大,与电机负载无关；振动值以径向为最大,轴向很小。当地脚螺丝松动，且电机的转速频率和电机定子固有频率相近时，由于转子不平衡共振将产生异常振动，造成电机结构件的破坏和疲劳。三项异步电动机在正常运行过程中，定子与转子的磁力中心是重合的和对正的，只有这样，定子和转子之间才会只存在切向的电磁拉力，而不存在轴向电磁力，故电动机的转子和定子不会发生轴向位移。如果电动机的定转子磁力中心不对正，必然产生轴向电磁拉力，转子在该电磁力的作用下会发生轴向移动，如果轴承室没有太大轴向位移量，轴移动受阻反弹引起振动，定子会将这个轴向电磁拉力转化给定子外壳与其焊接处，这样就会引起振动，导致三项异步电动机定转子磁力中心不重合，原因主要有定子铁芯轴向位移，轴承装配不到位，电机端盖变形等。滚动轴承是高速电机中较强的振动源之一，轴承质量的好坏，对电机振动起着直接影响。对一台电机而言，检修时一般选用与原装轴承型号一样的轴承进行更换，改变轴承型号可能造成振动增大，因为滚珠类型保持架结构和材料对电机的振动有直接影响，再是轴承外圈与端盖或轴承套间的配合会影响振动的传播，轻松的推入配合比较有利，配合面处形成的油膜对轴承外圈的振动有阻尼作用，但过松会引起响声，选用轴承时必须认真检查，不合格的轴承不能用到电机上。轴承是电机中的薄弱环节，装配不当极易引起发热和振动，轴承是转动零件，要求轴和轴承间的配合比较牢固，不能出现间隙，但配合如有过大的盈量，会使轴承内圈涨大，使轴承钢珠（或钢柱）和内外圈间隙减小，引起轴承发热或振动，轴承外圈和端盖或轴承套的配合过紧，也会引起轴承发热或振动，某厂500KW风机电机就曾因为轴承和轴承套的配合过紧而引起发热或振动，在工程技术人员指导下对轴承套进行了切削加工，使轴承与轴承套的配合由原来的过盈配合改为间隙配合（3丝—8丝），彻底消除了故障隐患，电机运转良好。电机定子中心与转子轴心不重合时，定、转子之间气隙将会出现偏心现象。偏心固定在一个位置上，在一般情况下，气隙偏心误差不超过气隙平均值的上下10%是允许的。过大的偏心值产生很大的单边磁拉力。当三相异步电动机定转子气隙不均匀时，造成旋转磁通不均衡，进而产生不平衡的电磁力，在该电磁力的作用下，电动机的转子就会发生振动，气隙不均匀程度越严重，振动越大。造成电动机气隙不均匀的因素主要有：定子铁芯的中心轴线与前后轴承室中心线不在一条线，端盖偏心，轴承严重损坏，定子铁芯位移等。高压电动机转子笼条开焊或断裂，主要发生在电机启动过程中，笼条所受的应力超过了机械强度。笼条断裂应力包括热应力、焊接残余应力和交变应力三种。热应力是在电机启动过程中，因为启动电流为额定电流的5—7倍,由此而产生的损耗可使端环和笼条达到200—300°C高温,从而使端环产生相当大的热应变，使笼条受到一个弯曲应力。电动机转子笼条断裂后，将会造成转子本来平衡的力偶F1和F2失衡，除了产生切向力矩外，还会形成一个合力F，使转子产生偏离轴线的运动而振动。当激振频率®等于固有频率时，会发生共振。这样看来，如果基础的固有频率与电机的激振频率相同，就会产生共振。电机座的刚性不好，抗干扰能力差，也很容易引起电机振动。机械方面的原因主要是联轴器联接不平衡，中心未找正造成的，如果电动机与泵体或风机的联轴器中心不正，就会造成电动机与泵体或风机的连接不平衡，电机会产生强烈的振动。造成联轴器中心不正的主要原因有电动机或泵体安装不好，电动机或泵体基础不牢固，以及检修人员未按规程找好中心等。电机振动的测量从过去的经验，用螺丝刀听到现在使用较精密的振动测试仪,已经能够进行准确的判断,V63型便携式测振仪,是当前企业使用较多的测量振动的仪器之一。根据电机的结构特点，选取合适的能够表征电机振动特性的测量点，对判定电机振动是否超值非常重要，对大中型电机来说，一般选取电机轴承座的正上方即轴承中心线左右对称点，或电机大端盖的垂直向下和轴承水平方向垂直位置。电机振动量的测试三个参数：振动位移、速度和加速度，根据振动频率越低则振动位移量的测定灵敏度越高，振动频率越高则振动加速度的测定灵敏度越高的原理，对于大多数设备，其振动速度能够表征设备的振动状态，因此，我们在对电机进行检测时，以电机的振动速度为主。针对转子质量产生的振动，在电机的大中修中，做好转子静平衡和低速动平衡试验，在电动机启动后，必要时利用测振平衡议做转子高速动平衡试验，尽可能消除转子质量不平衡因素。轴承或轴瓦间隙不能太大或太小，应按照检修规程测量和评价好坏，轴承或轴瓦磨损严重时，滚动轴承必须更换，滑动轴承必须重新浇铸和刮研，电动机端盖跑套必须进行喷镀;对于定子铁芯位移的，应及时返厂重新焊接修理;对于转子笼条或端环开焊的，应采用先进的装配方式和焊接工艺;对于轴瓦球面接触不好，应进行认真研磨，尽量避免线接触或个别点接触，确保面接触良好。凡是大中修过或更换轴承后的高压电机必须通过三点或四点法则测量其定转子气隙,并做好记录,其误差值应小于10%才行。采用先进的科学仪器,如磁性联轴器等进行找正,可有效提高准确度。电机笼条断裂和开焊主要是频繁启动等原因造成的,因此,必须严格执行设备运行管理制度,严禁设备带负荷重载启动,以及瞬间正反转切换等。综上所述,引起电机振动的原因是多方面的,重要的是根据电机振动时的状态、振动的部位、振动的同时是否发热等判断。解决三项异步电动机的振动是个综合性的问题,它与自身的结构设计、配件的质量、设备的基础以及检修人员的业务水平都有很大的关系。加强这方面的分析、研究,对于企业设备安全、稳定运行以及创造更大的经济效益都有重大的意义。定子电磁振动异常的原因定子三相磁场不对称,如电网三相电压不平衡、因接触不良和断线造成单相运行、定子绕组三相不对称等原因,都会造成定子磁场不对称,而产生异常振动。定子铁心和定子线圈松动将使定子电磁振动和电磁噪声加大。电机底脚松动,相当于机座刚度降低使定子振动增加。高压电机振动故障的查找和处理高压电动机在电力生产中应用极其广泛,根据安装运行维护管理规定必须进行定期检查,以便及时了解和掌握电动机的运行情况,及时采取有效措施,保障电动机的安全运行。根据电动机的安装、运行、维护管