朱宏武振动检测技术

1、振动检测技术振动检测技术振动检测技术基本概念振动检测技术基本概念 振动技术振动技术设备状态的振动监测方法设备状态的振动监测方法简易诊断技术简易诊断技术设备状态的振动监测方法设备状态的振动监测方法精密诊断技术精密诊断技术振动监测的任务和方法振动监测的任务和方法设备振动的测量和设备状态的评估设备振动的测量和设备状态的评估设备状态的趋势分析和寿命预测设备状态的趋势分析和寿命预测设备状态的振动监测方法设备状态的振动监测方法简易诊断技术简易诊断技术。振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术振动监测的任务和方法振动监测的任务和方法简易诊断技术简易诊断技术 振动技术振动技术振动监测的任务振动监测的任务是通过

2、振动的测量是通过振动的测量对设备的运行状态是否正常进行评对设备的运行状态是否正常进行评价，并对设备状态的变化作出预测，价，并对设备状态的变化作出预测，以实现运行全过程中设备状态的动以实现运行全过程中设备状态的动态管理。态管理。振动监测的方法振动监测的方法是使用便携式测振是使用便携式测振仪，对设备振动和大小（总振级或仪，对设备振动和大小（总振级或通频值）进行测量，根据允许值或通频值）进行测量，根据允许值或振动标准的要求，确定设备状态是振动标准的要求，确定设备状态是正常还是异常（若实侧值正常还是异常（若实侧值标准值，标准值，设备状态为正常，否则为异常或存设备状态为正常，否则为异常或存在故障）；并根

3、据每次测量的结果，在故障）；并根据每次测量的结果，对设备状态的变化进行趋势分析与对设备状态的变化进行趋势分析与寿命预测。寿命预测。l设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术 测量参数测量参数 测量位置（测点）测量位置（测点） 测振仪器测振仪器 测量周期测量周期 判断标准判断标准l设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术 测量参数的选取测量参数的选取参数参数频率范围频率范围适用情况适用情况位移位移0-100Hz加工机床的振动加工机床的振动,旋转轴的摆动等旋转轴的摆动等速度速度10-1000Hz旋转机械的振动旋转机械的振动加速度加速度

4、1000Hz滚动轴承和齿轮的缺陷引起的振动滚动轴承和齿轮的缺陷引起的振动l设备振动的测量和设备状态的评估设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术 振动幅值的统计参数振动幅值的统计参数l设备振动的测量和设备状态的评估设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术 测量位置的选取测量位置的选取测量位置即测点指的是测量位置即测点指的是测量的部位测量的部位及其及其测量方向测量方向测量部位应选在设备上对振动敏感的部位。一般都把测量部位应选在设备上对振动敏感的部位。一般都把轴承处选为主要测点，把机壳、箱体、基础的部位选轴承处选为主要测点，把机壳、箱

5、体、基础的部位选作辅助测点作辅助测点部部位位方方向向对于对于低频振动低频振动，一般应在水平、垂直和轴向三个方向，一般应在水平、垂直和轴向三个方向进行测量（如图进行测量（如图4-1-43所示）；所示）；对于对于高频振动高频振动，则只需在一个方向（径向）进行测量，则只需在一个方向（径向）进行测量即可。这是因为低频信号的方向性较强，而高频信号即可。这是因为低频信号的方向性较强，而高频信号方向不敏感的缘故。方向不敏感的缘故。l设备振动的测量和设备状态的评估设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术 测量位置的选取举例测量位置的选取举例在选择测点时还应考虑环境因素在选择测点

6、时还应考虑环境因素的影响，尽可能地避免选择高温、的影响，尽可能地避免选择高温、高湿、出风口和温度变化剧烈的高湿、出风口和温度变化剧烈的地方作为测量点，以保证测量结地方作为测量点，以保证测量结果的有效性果的有效性为了保证所测数据的可比性，测为了保证所测数据的可比性，测点一经选定，就应作出相应标记，点一经选定，就应作出相应标记，以使每次测量都在同一测点上进以使每次测量都在同一测点上进行；同时，保证每次测量时，设行；同时，保证每次测量时，设备的工况都相同备的工况都相同l设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术 测量仪器的选取测量仪器的选取测振传感器的作用是将振动量转换

7、成电量输出。常测振传感器的作用是将振动量转换成电量输出。常用的测振传感器有：用的测振传感器有：涡流式位移传感器、磁电式速涡流式位移传感器、磁电式速度传感器和压电式加速度传感器度传感器和压电式加速度传感器三种。测振传感器三种。测振传感器的选取主要按照所测的选取主要按照所测振动参数振动参数的要求的要求l设备振动的测量和设备状态的评估设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术测量周期的选择测量周期的选择测量周期是指每次测量的间隔时间，它的选取与设备的测量周期是指每次测量的间隔时间，它的选取与设备的类型及故障发展的速度（劣化速度）有关。类型及故障发展的速度（劣化速度）有关

8、。一般对于高速旋转机械一般对于高速旋转机械（如压缩机、透平机等）可每天（如压缩机、透平机等）可每天测定一次；测定一次；对于低速旋转机械对于低速旋转机械（如风机、水泵、机床等）可每周测（如风机、水泵、机床等）可每周测定一次。定一次。当一旦发现故障进程（劣化速度）较快时，应缩短测量当一旦发现故障进程（劣化速度）较快时，应缩短测量周期，反之应延长测量周期。而对于新安装和大修后的设周期，反之应延长测量周期。而对于新安装和大修后的设备，则应频繁检测，直到运转正常。备，则应频繁检测，直到运转正常。l设备振动的测量和设备状态的评估设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术振动标

9、准的选择振动标准的选择绝对标准绝对标准相对标准相对标准类比标准类比标准l设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术振动标准的类型振动标准的类型绝对标准绝对标准相对标准相对标准类比标准类比标准在同一部位（主要在轴承座上）测定的值与在同一部位（主要在轴承座上）测定的值与“判断标准判断标准”相比较，判断的结果为良好、注意、不良。相比较，判断的结果为良好、注意、不良。对同一部位定期测定，按时间先后进行比较，将正常情对同一部位定期测定，按时间先后进行比较，将正常情况的值定为初始值，根据实测值达到的倍数进行判断。况的值定为初始值，根据实测值达到的倍数进行判断。有数台机型相同的

10、机械时，按相同条件将它们进行测有数台机型相同的机械时，按相同条件将它们进行测定，经过相互比较做出判断。定，经过相互比较做出判断。 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术绝绝对对标标准准ISO 2372 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术用于下列机器的总振动用于下列机器的总振动速度均方根值的允许值速度均方根值的允许值新新 机机 器器旧旧 机机 器器(全速、全功率全速、全功率)长寿命长寿命vdB mm/s短寿命短寿命vdB mm/s检查界限值检查界限值vdB mm/s修理界限值修理界限值vdB mm/s燃气轮机燃气轮机(20 000hp)(620 000hp)(20 000hp)(620

11、000hp)(10 000hp)(1010 000hp)(10hp) 120 1.0115 0.56110 0.32140 10135 5.6130 3.2145 18145 18110 10150 32150 32145 18锅炉（辅助）锅炉（辅助）120 1.0130 3.2135 5.6110 10发电机组发电机组120 1.0130 3.2135 5.6110 10泵泵(5hp) (5hp)123 1.4118 0.79135 5.6130 3.2140 10135 5.6115 18110 10风扇风扇(1 800 r/min) 120 4.0115 0.56130 3.2130 3

12、.2135 5.6135 5.7110 10110 10电机电机(5hp或或 1 200 r/min)(5hp或或1kVA)(1kVA)1.3 0.11100 0.10115 0.56110 0.32120 10115 0.56 振动技术振动技术测点测点转转 速速 （r/min）1 0001 5001 8003 0003 6006 0007 200轴承振动轴承振动75150501004080255021421225612转轴振动转轴振动IEC蒸汽涡轮机振动标准（单位：蒸汽涡轮机振动标准（单位：m ） 国际电工学会国际电工学会 振动技术振动技术转子转速转子转速（r/min）振动容许值（双振幅，振

13、动容许值（双振幅， ）轴轴 承承轴（轴承附近）轴（轴承附近）4 000以下以下4 0006 000251850375API 611 通用蒸汽涡轮机振动振动标准（单位：通用蒸汽涡轮机振动振动标准（单位：m） 美国石油协会美国石油协会测测 点点振动容许值（所有转速）振动容许值（所有转速）轴轴 承承25转转 轴轴50API 612 特殊用途蒸汽涡轮机振动标准（单位：特殊用途蒸汽涡轮机振动标准（单位：m ） 转速（转速（r/min）10 000轴承轴承17.512.5107.56.2转轴转轴3523201512.5JEAC3717-1974振动标准（单位：振动标准（单位：m ） 日本电气协会日本电气协

14、会10MW 以上的发电子用蒸汽轮机和汽轮发电机振动容许值以上的发电子用蒸汽轮机和汽轮发电机振动容许值 振动技术振动技术我国风机专业标准我国风机专业标准安装方式安装方式轴中心高轴中心高H （mm）标准转速（标准转速（r/min）弹性悬置弹性悬置刚性安装刚性安装451321322252254004006001 8001.81.82.82.81 8003 6001.82.84.52.8GB 10068.1288电机振动速度有效值限值（单位：电机振动速度有效值限值（单位：mm/s） 烈烈 度度 级级振动烈度的范围（振动烈度的范围（mm/s）大大 于于到到011067011018041018028018

15、02804502804507104507111207111218011218028018023045028045071045071011207101100180011201800280018002800450028004500710045607100GB 1088987泵的振动烈度分级表泵的振动烈度分级表 齿轮最高转速齿轮最高转速(r/min)振动容许值振动容许值 (双振幅双振幅, m)空负荷工厂试验空负荷工厂试验带负荷工厂试验带负荷工厂试验轴轴 承承轴轴(轴承附近轴承附近)辆辆 承承轴轴(轴承附近轴承附近)8000 以下以下251818以下以下5037.537.5以下以下1812.512.5

16、以下以下37.52525以下以下8 00012 00012 000以上以上API613振动标准振动标准 石油精炼用高速、特殊用途齿轮装置石油精炼用高速、特殊用途齿轮装置 振动烈度振动烈度振动速度有效值振动速度有效值 或当量振动速度或当量振动速度 mm/s大大 于于到到0.110.0710.1120.180.1120.180.280.180.280.450.280.450.710.450.711.120.711.121.81.121.82.81.82.84.52.84.57.14.57.111.27.111.218.011.218.028.018.028.045.028.045.071.045.

17、071.0112.071.0112.0GB7777-87往复活塞压缩机械振动烈度分级表往复活塞压缩机械振动烈度分级表 类别类别压缩机结构形式压缩机结构形式振动烈度振动烈度对称平衡型对称平衡型180角度式角度式(L型、型、V型、型、W型、扇型型、扇型)、对置式、对置式280立式、卧式立式、卧式450非固定型非固定型710GB7777-87往复活塞压缩机械振动标准往复活塞压缩机械振动标准 振动技术振动技术我国旋转机械的相对标准我国旋转机械的相对标准相相对对标标准准 振动技术振动技术简易诊断技术简易诊断技术我国简单旋转机械的类比标准我国简单旋转机械的类比标准类类比比标标准准l设备振动的测量和设备状态

18、的评估设备振动的测量和设备状态的评估 振动技术振动技术设备状态的趋势分析和寿命预测设备状态的趋势分析和寿命预测把每次测得的振动值按时间顺序将其绘制成振动级值把每次测得的振动值按时间顺序将其绘制成振动级值时间趋势图时间趋势图寿命预测是指当振动值超标，设备已处于异常状态时，预估设备达到寿命预测是指当振动值超标，设备已处于异常状态时，预估设备达到 维修值的时间，即剩余工作寿命维修值的时间，即剩余工作寿命振动监测的任务和方法振动监测的任务和方法频谱和频谱分析法的概念频谱和频谱分析法的概念用频谱分析法诊断旋转机械故障用频谱分析法诊断旋转机械故障l设备状态的振动监测方法设备状态的振动监测方法精密诊断技术精

19、密诊断技术。 振动技术振动技术精密诊断技术精密诊断技术l振动监测的任务和方法振动监测的任务和方法精密诊断技术精密诊断技术 振动技术振动技术振动诊断的任务是根据振动监测的振动诊断的任务是根据振动监测的结果，通过对异常振动信号的分析，结果，通过对异常振动信号的分析，对设备的故障进行诊断确定故障的对设备的故障进行诊断确定故障的性质、类别、程序、发生的部位和性质、类别、程序、发生的部位和产生的原因，为设备维修提供依据。产生的原因，为设备维修提供依据。振动监测的方法使用信号分析仪或振动监测的方法使用信号分析仪或计算机与分析软件，根据故障的振计算机与分析软件，根据故障的振动特征，对设备的异常振动信号进动特

20、征，对设备的异常振动信号进行分析与诊断行分析与诊断。针对不同的设备故障，应采用不同的信号分析方法。针对不同的设备故障，应采用不同的信号分析方法。频谱分析法频谱分析法是设备故障诊断中最基本、最常用的方法。是设备故障诊断中最基本、最常用的方法。这里我们仅以用频谱分析法诊断旋转机械故障为例，这里我们仅以用频谱分析法诊断旋转机械故障为例，来介绍设备故障的振动诊断方法，其它方法这里从略。来介绍设备故障的振动诊断方法，其它方法这里从略。第一节、频谱概念第一节、频谱概念l频域变换频域变换： 将复杂的将复杂的时间历程时间历程变换成以变换成以频率成分频率成分表示的结构形表示的结构形式。式。 设备故障发生、发展，

21、引起设备故障发生、发展，引起信号频率结构的变化信号频率结构的变化，对频率信息进行分析，可对设备故障原因做出解释。对频率信息进行分析，可对设备故障原因做出解释。l频率变换以频率变换以直角坐标直角坐标形式表示得到的图形就是形式表示得到的图形就是谱图谱图。l频谱是一个总称，视频率成分的内容可分为幅值谱、相频谱是一个总称，视频率成分的内容可分为幅值谱、相位、功率谱、能量谱、倒频谱等类型。位、功率谱、能量谱、倒频谱等类型。l常用的为幅值谱。常用的为幅值谱。第二节、特征频谱与故障对应的关系第二节、特征频谱与故障对应的关系l不平衡不平衡timevel,Hz1X2X3X第二节、特征频率与故障对应的关系第二节、

22、特征频率与故障对应的关系l不对中不对中timevel,frequency1X3X2X第二节、特征频率与故障对应的关系第二节、特征频率与故障对应的关系l机械松动机械松动frequency1X3X2X4X5X6X0.5XvelocityvelocityZ.RpsZ.Rps+2 RpsZ.Rps+RpsZ.Rps-2 RpsZ.Rps-Rps1/Rps第二节、特征频率与故障对应的关系第二节、特征频率与故障对应的关系l齿轮故障齿轮故障第二节、特征频率与故障对应的关系第二节、特征频率与故障对应的关系第二节、特征频率与故障对应的关系第二节、特征频率与故障对应的关系第三节、案例分析第三节、案例分析一、一、不

23、平衡类故障诊断不平衡类故障诊断二、不对中类故障诊断二、不对中类故障诊断三、齿轮类故障诊断三、齿轮类故障诊断四、磨碰类故障诊断四、磨碰类故障诊断五、松动类故障诊断五、松动类故障诊断六、综合类故障诊断六、综合类故障诊断一、不平衡类故障诊断一、不平衡类故障诊断电机电机减速机减速机压缩机压缩机ABGCDEF 一台离心式氢气压缩机，电机功率一台离心式氢气压缩机，电机功率610kW，压缩，压缩机转速机转速15300r/min，6月初大修，月初大修，6月月10日投入运行，日投入运行，6月月12日，报警。日，报警。 结构简图如下，测点分布如图所示。结构简图如下，测点分布如图所示。案例案例11、症状表象、症状表

24、象 A、B、C、D为压缩机主轴径向位移测点，为压缩机主轴径向位移测点，E、F为增速机高速轴、低速轴径向位移。为增速机高速轴、低速轴径向位移。l测点测点D高达高达60-80ml测点测点C高达高达50-60mlA、B、E、F测点变化不大测点变化不大l测点测点C、D波形光滑，接近原始形状波形光滑，接近原始形状2、故障后频谱图、故障后频谱图测点测点C径向谱图径向谱图倍频倍频 频率频率/Hz 振幅振幅 倍频倍频 频率频率/Hz 振幅振幅1x 254.88 295.62 0.3x 100.32 17.17 2x 510.80 38.82 0.5x 127.68 6.18 3x 764.65 41.83 7

25、x 1801.28 0.004x 1021.53 26.70 8x 2058.60 0.005x 1220.79 15.42 9x 2315.93 0.006x 1543.95 8.00 10 x 2573.25 0.003、故障后频率结构、故障后频率结构4、原始谱图、原始谱图测点测点C径向谱图径向谱图倍频倍频 频率频率/Hz 振幅振幅 倍频倍频 频率频率/Hz 振幅振幅1x 254.94 170.93 0.3x 100.46 8.59 2x 508.21 38.02 0.5x 118.26 1.613x 764.83 39.40 7x 1801.68 0.004x 1018.79 23.38

26、 8x 2059.06 0.005x 1225.96 12.85 9x 2316.44 0.006x 1544.30 0.00 10 x 2573.83 0.005、原始频率结构、原始频率结构6、分析、分析l测点测点C、D波形接近原始形状，曲线光滑，但振幅偏大，波形接近原始形状，曲线光滑，但振幅偏大，由此可知没有出现新的高频成分由此可知没有出现新的高频成分;l1倍频的幅值明显增大，测点倍频的幅值明显增大，测点D增大到原来的增大到原来的1.9倍，测倍，测点点C增大到原来的增大到原来的1.73倍倍;l其他频率的振幅没有明显的变化，特别是其他频率的振幅没有明显的变化，特别是1/3倍频，倍频，1/2倍

27、频的附近的振幅仍然很小，初步排除了摩擦和油膜自倍频的附近的振幅仍然很小，初步排除了摩擦和油膜自激振荡的可能性；激振荡的可能性；7、结论、结论l转子出现了不平衡，可能是转子结垢所致；转子出现了不平衡，可能是转子结垢所致；l振动虽然大，但属于受迫振动，不是自激振动，振动虽然大，但属于受迫振动，不是自激振动，并不可怕。并不可怕。停机检查，发现转子结垢最厚处达停机检查，发现转子结垢最厚处达20mm，清垢后，一，清垢后，一切恢复正常。切恢复正常。说明：原始资料的积累对于故障的识别有很大帮助！说明：原始资料的积累对于故障的识别有很大帮助！案例案例2l某台气压机由透平机驱动，某台气压机由透平机驱动，98年年

28、2月份振动明显月份振动明显增大。增大。透平机透平机气压机气压机AA-气压机水平径向测点（位移）气压机水平径向测点（位移）1、症状表象、症状表象l时域波形近似正弦波形；时域波形近似正弦波形；l谱图上振动主要集中在转子工频上；谱图上振动主要集中在转子工频上；l轴心轨迹较圆，且重复性好；轴心轨迹较圆，且重复性好；l振动随转速的增高明显升高；振动随转速的增高明显升高；l振值随运行时间缓慢增长。振值随运行时间缓慢增长。2、时域波形图、时域波形图3、频谱图、频谱图4、轴心轨迹图、轴心轨迹图5、分析及结论、分析及结论l时域波形近似正弦波形；时域波形近似正弦波形；l谱图上振动主要集中在转子工频上；谱图上振动主

29、要集中在转子工频上；l轴心轨迹较圆，且重复性好；轴心轨迹较圆，且重复性好；l振动随转速的增高明显升高。振动随转速的增高明显升高。判断振因为转子结焦，不平衡所致判断振因为转子结焦，不平衡所致经现场动平衡后，振值由经现场动平衡后，振值由50m下降到下降到30m7月月29日，机组振动再次超标。日，机组振动再次超标。表象：表象：机组运行时振动随转速增加而增加；机组运行时振动随转速增加而增加；从谱图上看，振动能量主要集中在工频上；从谱图上看，振动能量主要集中在工频上；转速升高，主要表现在工频振动量的增大。转速升高，主要表现在工频振动量的增大。6、跟踪监测一、跟踪监测一分析分析l由于机组一直运行正常，结焦

30、不应是主要原因，由于机组一直运行正常，结焦不应是主要原因，结焦需要一定时间振值逐渐增大，故判断为掉结焦需要一定时间振值逐渐增大，故判断为掉块或异物卡附。块或异物卡附。l停机揭盖检查发现：压缩机第三级叶轮处轴瓦停机揭盖检查发现：压缩机第三级叶轮处轴瓦脱落。脱落。l检修后，机组正常工作。检修后，机组正常工作。说明：跟踪监测可以发现很多潜在问题说明：跟踪监测可以发现很多潜在问题7、跟踪监测二、跟踪监测二8月月13日检修后，压缩机正常，但透平机部分振动增大。日检修后，压缩机正常，但透平机部分振动增大。表象：表象：1、振动随转速的增大而增大；、振动随转速的增大而增大；2、频谱图上表现为工频振动；、频谱图

31、上表现为工频振动；3、同时存在二倍频和高次谐波。、同时存在二倍频和高次谐波。分析：分析：确定为不平衡为主要原因确定为不平衡为主要原因检查：检查：发现部分对轮螺栓有明显被锉过的痕迹，为按要求装配。发现部分对轮螺栓有明显被锉过的痕迹，为按要求装配。二、不对中类故障诊断二、不对中类故障诊断l案例案例1 某厂新上的一台风机，结构简图如下，空载运行时某厂新上的一台风机，结构简图如下，空载运行时测点测点2振动为振动为50m。带载后，振动值达到。带载后，振动值达到70m，运行，运行2小时后，发生突发性强振，而后由于润滑油压低，机小时后，发生突发性强振，而后由于润滑油压低，机组连锁停机，停机后盘不动车。组连锁

32、停机，停机后盘不动车。电电 机机增速机增速机风风 机机烟烟 机机6543211、机组事故停机前振动特点、机组事故停机前振动特点1）、表象）、表象1l事故前各测点的振动基本稳定，事故前各测点的振动基本稳定，2号测点振动大于其它号测点振动大于其它测点的振动；测点的振动；l事故后，主要表现为烟机与风机之间测点振动显剧增大；事故后，主要表现为烟机与风机之间测点振动显剧增大；轴承部位轴承部位 1 2 3 4强振前振值强振前振值/m 26 76 28 20强振后振值强振后振值/m 50 232 73 222）、表象）、表象2l强振前各测点的振动均以转子工频、二倍频为主，同强振前各测点的振动均以转子工频、二

33、倍频为主，同时存在较小的时存在较小的3x、4x、5x、6x等高次谐波；等高次谐波；l测点测点2的轴心轨迹很不稳定，有时呈香蕉型，有时呈的轴心轨迹很不稳定，有时呈香蕉型，有时呈8字型。字型。 3）、表象）、表象3l强振后，机组振动发生显著变化，从时域波形图上来看，机组振强振后，机组振动发生显著变化，从时域波形图上来看，机组振动发生跳变，动发生跳变，2、3测点振动由大变小，测点振动由大变小，1、4测点由小变大。说明测点由小变大。说明轴承载荷发生了变化。轴承载荷发生了变化。2、3 测点波形测点波形1、4 测点波形测点波形2、分析与结论、分析与结论l风机与烟机间存在明显的不对中；风机与烟机间存在明显的

34、不对中；l带载后发生强振，强振时联轴器工作状况带载后发生强振，强振时联轴器工作状况发生突变，呈咬死状态，导致盘车困难；发生突变，呈咬死状态，导致盘车困难；l烟机与轴套磨碰，存在高次谐波。烟机与轴套磨碰，存在高次谐波。事后解体，证实：事后解体，证实： 联轴器咬死联轴器咬死 轴套严重磨损轴套严重磨损案例案例2l2000年年4月上旬，某厂主风机检修后，开机后月上旬，某厂主风机检修后，开机后半小时内电机温度和振动正常，振值为半小时内电机温度和振动正常，振值为9m。但是，半小时后，电机联轴器端温度持续增加，但是，半小时后，电机联轴器端温度持续增加，振值由振值由9m一直升到一直升到53m，已超出电机出厂标

35、，已超出电机出厂标准。停机后，将电机联轴器脱开，空载运行，准。停机后，将电机联轴器脱开，空载运行，轴向振值由轴向振值由9m上升到上升到27m。电机电机齿轮箱齿轮箱风机风机1234561、原始数据、原始数据 电机额定参数电机额定参数 风机额定参数风机额定参数功率功率/KW 转速转速/r/min 电压电压/V 电流电流/A 转速转速/r/min 350 2970 6000 40 13270 测点测点 1V 1H 1A 2V 2H 3H 3V联机后振值联机后振值 /m 15.0 4.10 53.0 8.69 25.3 9.63 7.36单机运行振值单机运行振值 /m 15.7 6.21 25.4 6

36、.82 15.9测点测点1轴向方向频谱图（联机运行）轴向方向频谱图（联机运行）频率频率/Hz存在存在1倍频高值，其它如倍频高值，其它如2倍频等高次谐波，倍频等高次谐波， 但振值较低但振值较低测点测点2垂直方向频谱图（联机运行）垂直方向频谱图（联机运行）垂直方向明显存在垂直方向明显存在2倍频高值，远大于一倍频；倍频高值，远大于一倍频；测点测点1轴向频谱图（单机运行）轴向频谱图（单机运行）工频振动偏高，伴有较低的高次谐波工频振动偏高，伴有较低的高次谐波测点测点2垂直方向频谱图（单机运行）垂直方向频谱图（单机运行）工频振动偏高，伴有其它高次谐波工频振动偏高，伴有其它高次谐波2、分析（、分析（1）l从

37、联机运行的测点从联机运行的测点2垂直方向的频谱图中可以看垂直方向的频谱图中可以看出，出，2倍频幅值远高于工频对应的幅值；倍频幅值远高于工频对应的幅值；l从联机运行的测点从联机运行的测点1轴向的频谱图中可以看出，轴向的频谱图中可以看出，测点测点1轴向工频是其主要故障成分；轴向工频是其主要故障成分；说明：说明： 电动机轴和齿轮箱低速轴垂直方向存在严重电动机轴和齿轮箱低速轴垂直方向存在严重不对中。不对中。2、分析（、分析（2）l从单机运行的测点从单机运行的测点1轴向、测点轴向、测点2垂直方向的频谱图中同垂直方向的频谱图中同联机运行比较分析可以看出，工频是主要成分，说明存联机运行比较分析可以看出，工频

38、是主要成分，说明存在在平行不对中平行不对中；l在联机运行前半小时，其轴向振动并不高；联机后振值在联机运行前半小时，其轴向振动并不高；联机后振值几乎是其几乎是其3倍，说明电机轴或支撑系统发生了不可恢复倍，说明电机轴或支撑系统发生了不可恢复的位置变化。的位置变化。l检查发现：检查发现： 电动机轴和齿轮箱低速轴垂直方向存在严重不对中。电动机轴和齿轮箱低速轴垂直方向存在严重不对中。 电机轴承发生变形，形成一定的锥度。电机轴承发生变形，形成一定的锥度。三、齿轮故障诊断三、齿轮故障诊断l案例案例1l某厂增速机，传动功率某厂增速机，传动功率4600kW，低高速转速，低高速转速分别为分别为1486r/min和

39、和6042r/min，齿数分别为，齿数分别为114和和28个，其振动和噪声一直很大。个，其振动和噪声一直很大。l1999年年5月以来，振动一直在月以来，振动一直在4.0-7.0之间波动，之间波动，振值虽然较大，但无明显上升趋势。振值虽然较大，但无明显上升趋势。（1）时域波形和频谱图）时域波形和频谱图除了发现一处高的峰值外，没有发现有用的信息除了发现一处高的峰值外，没有发现有用的信息（2）小波分析）小波分析-时频分析时频分析在在160ms时间内，发现时间内，发现4个明显的脉冲，且脉冲的时间间隔不同个明显的脉冲，且脉冲的时间间隔不同（3）神经网络滤波后的波形图）神经网络滤波后的波形图在在160ms

40、时间内，发现时间内，发现4个明显的脉冲，且脉冲的时间间隔不同个明显的脉冲，且脉冲的时间间隔不同（4）间隔一天后小波分析图谱）间隔一天后小波分析图谱在在160ms时间内，发现多个明显的脉冲，且脉冲的时间间隔不同时间内，发现多个明显的脉冲，且脉冲的时间间隔不同（5）分析及总结）分析及总结l该齿轮箱存在明显的随机冲击现象，很可能是轴瓦巴氏该齿轮箱存在明显的随机冲击现象，很可能是轴瓦巴氏合金剥落，或润滑油中有较多的杂质造成。合金剥落，或润滑油中有较多的杂质造成。l经铁谱分析，油液中存在较大的巴氏合金颗粒。经铁谱分析，油液中存在较大的巴氏合金颗粒。l停机检查，停机检查，4副轴瓦中有副轴瓦中有3副发生严重

41、剥落。副发生严重剥落。总结：总结：l由此可见，应用小波分析、神经网络滤波等方法对振动由此可见，应用小波分析、神经网络滤波等方法对振动进行降噪分析，可大大提高信噪比。进行降噪分析，可大大提高信噪比。四、磨碰类故障诊断四、磨碰类故障诊断l案例案例1l1996年年7月月6日，某厂主风机出现强振现象，出口振值日，某厂主风机出现强振现象，出口振值达到达到159m，严重影响生产。，严重影响生产。表象表象l风机正常运行时，主要振动频率为工频风机正常运行时，主要振动频率为工频101Hz，峰峰值，峰峰值约为约为23m；及其低次谐波，且振值很小。；及其低次谐波，且振值很小。l强振时，产生极高的强振时，产生极高的0

42、.5x成分，其幅值约占通频幅值的成分，其幅值约占通频幅值的89%，同时伴有，同时伴有1. 5x、2.5x等非整数频。等非整数频。l强振时，工频及其谐波幅值均有所增长。强振时，工频及其谐波幅值均有所增长。（1）风机正常运行时的谱图）风机正常运行时的谱图（2）强振时风机频谱图）强振时风机频谱图（3）强振时风机波形图）强振时风机波形图（4）分析及总结）分析及总结l强振时，结合波形图可以看出存在严重的削波强振时，结合波形图可以看出存在严重的削波现象，且频谱图中出现非整数频，说明存在磨现象，且频谱图中出现非整数频，说明存在磨碰；碰；l工频振动较高，说明存在不平衡因素；工频振动较高，说明存在不平衡因素；l

43、分析原因转子磨碰，造成叶轮变形。分析原因转子磨碰，造成叶轮变形。验证：验证：l停机检查发现由于壳体受热膨胀，导致转子与停机检查发现由于壳体受热膨胀，导致转子与壳体不同心，引起第一级叶轮磨碰，叶轮变形，壳体不同心，引起第一级叶轮磨碰，叶轮变形，造成不平衡。造成不平衡。五、松动类故障诊断五、松动类故障诊断l案例案例1l某台离心式空压机组，结构简图如下图所示，某台离心式空压机组，结构简图如下图所示，检修后振动偏高。检修后振动偏高。电机电机齿轮箱齿轮箱空压机空压机123478（1）测试数据）测试数据l测点振动值测点振动值(mm/s)l测点测点 7V 7H 8V 8H 8A l检修前检修前 2.9 1.

44、7 2.7 1.7 2.2l检修后检修后 6.9 2.8 8.4 2.1 6.3垂直方向和轴向振动值明显增大垂直方向和轴向振动值明显增大（2）测点）测点7垂直方向测试图谱垂直方向测试图谱（3）测点）测点7水平方向测试图谱水平方向测试图谱（4）分析及总结）分析及总结l由测点由测点7、8频谱图和时域波形图可以看出，频频谱图和时域波形图可以看出，频谱中存在丰富的低频成分，时域波形中存在明谱中存在丰富的低频成分，时域波形中存在明显的跳跃现象；显的跳跃现象；l测点测点7、8垂直方向振动同相；垂直方向振动同相；l分析认为：存在基础松动或垂直方向支撑刚度分析认为：存在基础松动或垂直方向支撑刚度降低所致。降低

45、所致。验证：验证：l测点测点7、8处螺栓没有明显的松动，但其下面的处螺栓没有明显的松动，但其下面的垫铁已经松动。垫铁已经松动。案例案例2l某厂气压机组某厂气压机组.l转速低于转速低于2500r/min时，压缩机外侧振动值在时，压缩机外侧振动值在40m以以下，轴承座上测的振动值为下，轴承座上测的振动值为H：1.2mm/s，V：0.4mm/s;l当转速上升至当转速上升至2560r/min时，振动急剧上升，达时，振动急剧上升，达110m，机组无法运行机组无法运行;l后来，转速从后来，转速从2000r/min急速上升到急速上升到6000r/min，开始，开始外侧振动值维持在外侧振动值维持在115m，内

46、侧为，内侧为40m，轴承座上测，轴承座上测的振动值为的振动值为H：1.8mm/s，V：6.4mm/s;l当转速降至当转速降至3600r/min时，压缩机外侧振动值达时，压缩机外侧振动值达200以以上；上；l当转速低于当转速低于3000r/min时，压缩机外侧振动值缓慢降低；时，压缩机外侧振动值缓慢降低；l转速低于2500r/min时，振动值为40m，工频成分为主，同时又较小的2x8x高倍频成分，频谱基本正常。l频谱图略（1）四个阶段频谱分析）四个阶段频谱分析1（1）四个阶段频谱分析）四个阶段频谱分析22600r/min转速接近转速接近2600r/min,工频显著增大，有较丰富的高倍频成分工频显

47、著增大，有较丰富的高倍频成分6120r/min（1）四个阶段频谱分析）四个阶段频谱分析3转速超过转速超过6000r/min时，工频占绝对优势，同时出现时，工频占绝对优势，同时出现0.5x成分，高倍频幅值有所增大，且高倍频谱峰存在成分，高倍频幅值有所增大，且高倍频谱峰存在变胖现象变胖现象3680r/min（1）四个阶段频谱分析）四个阶段频谱分析4转速降至转速降至3600r/min后，同低于后，同低于2500r/min比较，工频比较，工频占绝对优势，高倍频幅值有所增大，且高倍频谱峰存占绝对优势，高倍频幅值有所增大，且高倍频谱峰存在变胖现象，同时在变胖现象，同时0.5x成分消失。成分消失。2、分析及

48、总结、分析及总结l综合轴承座垂直方向振动远大于水平方向的情综合轴承座垂直方向振动远大于水平方向的情况，得出如下结果：况，得出如下结果：l存在一定的不平衡量，当转速升高后，在不平存在一定的不平衡量，当转速升高后，在不平衡力的作用下，工作状况发生变化，判断为轴衡力的作用下，工作状况发生变化，判断为轴瓦预紧力不够或部件松动所致。瓦预紧力不够或部件松动所致。验证：验证：l停机检查，压缩机外侧轴瓦没有预紧力，下瓦停机检查，压缩机外侧轴瓦没有预紧力，下瓦销钉断裂脱落。销钉断裂脱落。第四节、总结第四节、总结1、不平衡故障的综合特征、不平衡故障的综合特征l时域波形近似等幅的正弦波；时域波形近似等幅的正弦波；l轴心轨迹为一个比较稳定的圆或偏心率较小的椭圆；轴心轨迹为一个比较稳定的圆或偏心率较小的椭圆；l频谱成分以工频为主，