转动设备常见故障类型诊断(共4页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上皮带传动故障诊断总结各种故障特征征兆皮带传动故障诊断要点1）检查皮带频率的2、4、6倍频处的径向振动。如果有较大的峰值，则存在故障。2）检查轴向振动，如果与径向振动一样，也在皮带频率2倍频处有较大峰值，则为皮带轮不对中。3）在时域波形每转一周出现2个、4个、6个峰值。皮带频率=·（皮带轮转速·皮带轮直径/皮带长度） 补充：皮带与皮带轮的主要故障有两个皮带轮偏斜，即没有达到四点一线；皮带张力不够，即皮带松。皮带轮偏斜可以通过皮带特征频率看出来，由于一组皮带经常是多根，常表现出来的故障频率有2、4、6、8倍频中的某一个或几个占主导。皮带松可以

2、通过计算皮带轮的变速比，推算出从主动轮到被动轮的精确转频，看是否偏低。另一个问题是松动，如果电机表现出很高幅值的皮带振动频率，超出因皮带轮偏斜产生的力所能达到的振幅，不要轻易下结论说是皮带轮偏斜，当然有这样的因素在里面，主要的原因可能是底座刚度不足，所引起的强迫振动或共振。转子或轴裂纹的诊断要点1）转子或轴裂纹日渐扩展和加深，其1、2倍频分量的幅值随时间而稳定地增长，这是存在裂纹与其他产生1、2倍频分量的故障之间的最大区别。所以，应对转子1、2倍频分量进行长期状态监测的基础上进行趋势分析，当能够确认上述二个频率分量的幅值随时间呈稳定增长趋势时，可能存在转子或轴裂纹。2）在升速或降速过程中，当转

3、速通过1/2倍一阶临界转速时，2倍频分量由于共振而对裂纹非常敏感，其幅值会发生显著变化。同理3倍频分量也有同样的表现。 分析频率/采样点数/谱线数的设置要点1最高分析频率：Fm指需要分析的最高频率，也是经过抗混滤波后的信号最高频率。根据采样定理，Fm与采样频率Fs之间的关系一般为：Fs=2.56Fm；而最高分析频率的选取决定于设备转速和预期所要判定的故障性质。2采样点数N与谱线数M有如下的关系：N=2.56M  其中谱线数M与频率分辨率F及最高分析频率Fm有如下的关系：F=Fm/M  即：M=Fm/F  所以：N=2.56Fm/F采样

4、点数的多少与要求多大的频率分辨率有关。例如：机器转速3000r/min=50Hz，如果要分析的故障频率估计在8倍频以下，要求谱图上频率分辨率F=1 Hz ,则采样频率和采样点数设置为：最高分析频率Fm=8·50Hz=400Hz;采样频率Fs=2.56·Fm=2.56 ·400Hz=1024Hz;采样点数N=2.56·（Fm/F）=2.56·（400Hz/1Hz）=1024=210谱线数M=N/2.56=1024/2.56=400条电机转子故障诊断要点1）确认1、2、3倍频振动分量大且有边频带，若边频带间隔为p· s·f，表明

5、有转子断条或裂纹。2）出现电源频率振动分量表明转子弯曲或转子偏离磁场中心。3）确认时域波形有强烈的调制，周期为1/（p·s·f），表明有转子断条问题。4）检查轴向振动，轴向振动应很小。若轴向振动有较大的1倍频分量，而径向振动1倍频分量没有明显的边频带，则可能是轴承倾斜或不对中，转子弯曲，或转子偏离磁场中心。ÁmÝäAùØ"Ø_ooÀò叶轮/叶片和旋翼故障诊断要点1）确认1、2、3倍叶片通过频率分量大；2）确认叶片通过频率及其谐波有显著的边带成分，测量其频率间隔，有调制频率确定故障部位。

6、3）确认1倍叶轮转速有较大峰值及存在边频带，表明叶片损伤、摩擦、污物附着或可能是入口或出口压力波动。4）确认1/2谐波分量及3/2、5/2谐波分量，表明转子与机壳间有摩擦。5）叶片通过频率=轴转速·叶片数6）如果流场中有静叶片，可激发较高频振动，其频率是：叶片通过频率·静叶片数。ÁmÝäAùØ"Ø_ooÀò齿轮故障频谱和波形特征1）故障齿轮在啮合频率及其谐波频率上有较大的振动分量。2）在啮合频率及其谐波分量附近调制作用的边频带。由边频间距代表的调制频率可以是a)各轴转速（输入轴、输出轴

7、、中间轴）；b)外部转速或负荷的波动频率；c)波动啮合频率。即（啮合频率）/（主动齿轮与被动齿轮转速的最小公倍数）d)如果同时存在两种以上故障，则故障频率之和或差也可以成为调制频率，称为中间频率。3）对于螺线齿轮、斜齿轮和人字齿轮，轴向振动大，频谱特征与径向振动相同。提示：由于齿轮箱频谱分析比较复杂，辨认比较困难。有效可行的方法是，针对每个齿轮箱，在其工作状态良好的情况下，采集得到基准的频谱，在状态监测和故障诊断中通过与基准频谱进行对比，来发现问题。动压滑动轴承油膜涡动诊断要点诊断a)确认径向振动频谱中有显著而稳定的（0.42-0.48）倍频分量（有时看起来很象1/2倍频，要仔细辨别）。可能有

8、较大的高次谐波分量。最近研究报道倍频范围可以达到0.42-0.8倍频，甚至在实验室测试观察到了1倍频。b)确认轴向振动在涡动频率处分量较小。c)轴心轨迹呈双椭圆或紊乱不重合，模拟轴心轨迹呈内“8”字形。d)确认时域波形中稳定的周期信号占优势，每转一周少于一个峰值，没有大的加速度冲击。    提示：为区分涡动频率(0.42-0.48) 倍频分量与机械松动或轴承摩擦产生的1/2倍频分量，必须使用高分辨率频谱和峰值标记。为此，要设置足够大的谱线数、使频率分辨率达到转速的（2-5）%。动压滑动轴承间隙过大诊断要点a)确认频谱中有稳定的1、2或3倍频分量占优势。垂直方向比水平振动更大

9、。相对较小的4-10倍频分量，可能也会较明显。b)检查轴向振动，可能与径向频谱类似。如果轴向振动与径向振动大小相近，表明问题严重。c)径向和轴向时域波形为稳定的周期波形占优势，每转一周有1、2或3个峰值。没有大的加速度冲击。提示：间隙过大与不对中的区分可以根据以下两点：i.间隙过大时垂直振动比水平振动更大；而不对中时垂直与水平振动基本相同。轴瓦松动时转子振幅增大，振动频率为二倍频。ii. 间隙过大时4-10倍频分量比较显著，类似于机械松动的现象；而不对中时高次谐波较小。间隙过大与机械松动的区分可以根据以下两点：i.隙过大时，其时域波形为稳定的周期波形占优势，没有大的加速度冲击现象；而机械松动时

10、其时域波形较为杂乱，有明显的非周期信号使波形很不稳定。ii.间隙过大时轴向振动可能较大，特别是止推轴承；而机械松动时一般轴向振动较小。机械松动的诊断要点1）频域a)确认径向振动有较大的1倍频分量，特别是3-10倍频分量。b)可能有1/2、3/2、5/2等分数倍频分量，它们随时间增大。c)确认轴向振动小或正常。2）时域a)不稳定的非周期信号占优势，可能有大的冲击信号。b)比较垂直和水平方向的振动，可以发现振动具有高度的方向性。提示：1）故障严重，还会出现1/3、1/4倍频等分量。2）机械松动也可在达到工作温度且部件已经热膨胀后出现。3）水平固定的机器，如果基座松动，则垂直方向会出现很大的一倍频振

11、动，一般比水平方向振动还大。所以，这一点要特别注意和转子不平衡相区分。4）具有松动故障的典型频谱特征是以工频为基频的各次谐波，并在谱图中常看到10X。国外有人认为，若3X处峰值最大，是轴和轴承间有松动，若4X处有峰值，表明轴承本身、松动。不对中的故障诊断要点1）频域：确认轴向和径向在1、2、3倍频处有稳定的高峰，特别注意2倍频分量。径向振动信号以1倍频和2倍频分量为主，轴系不对中越严重，其2倍频分量就越大，多数情况下会超过1倍频。轴向振动以1倍频分量幅值较大，幅值和相位稳定。联轴节两侧相临轴承的油膜压力反方向变化，一个油膜压力变大，另一个则变小。相位基本上成180度。4-10倍频分量较小。2) 时域：确认以稳定的周期波形为主，每转出现1个、2个或3个峰，没有大的加速度冲击现象。如果轴向振动径向振动一样大或者比径向还大，则说明情况非常严重。3）振动信号的原始波形是畸变的正弦波。4）轴心轨迹呈香蕉形或8字形，正进动。5）振动对负荷变化较为敏感，一般振动幅值随负荷的增大而升高。提示：1)在确认不对中的若干特征时，如果出现：轴向振动小且4-10倍频分量较大，则有可能是机械松动。2)在诊断不对中时，如果1倍频分量比其他分量占优势，可能存在角不对中；2倍频分量比其他分