典型故障频谱

设备状态监测和诊断培训教材

(简本）上海华阳检测仪器有限公司200３年２月2/6/20231华阳检测仪器有限公司常见故障及典型频谱机械设备振动标准报告和文件使用2/6/20232华阳检测仪器有限公司质量不平衡力不平衡力偶不平衡动不平衡悬臂转子不平衡2/6/20233华阳检测仪器有限公司悬臂转子不平衡力不平衡力偶不平衡动不平衡2/6/20234华阳检测仪器有限公司转子不平衡故障的诊断

波形为简谐波，少毛刺。轴心轨迹为圆或椭圆。1X频率为主。轴向振动不大。振幅随转速升高而增大。过临界转速有共振峰。透平风机TOTI齿轮箱2/6/20235华阳检测仪器有限公司不对中

资料表明，30％～50％的设备存在不对中问题.不对中既可产生径向振动，又会产生轴向振动；既会造成临近联轴节处支承的振动，也会造成远离联轴节的自由端的振动。不对中易产生2X振动，严重的不对中有时会产生类似松动的高次谐波振动.相位是判断不对中的重要判据之一。角度不对中平行度不对中转轴弯曲转子不对中2/6/20236华阳检测仪器有限公司转子不对中的类型正确对中e=0,

=0平行不对中e0,=0角度不对中e=0,

0综合不对中e0,

02/6/20237华阳检测仪器有限公司角度不对中平行度不对中转轴弯曲转子不对中2/6/20238华阳检测仪器有限公司转子不对中故障的诊断出现2X频率成分。轴心轨迹成香蕉形或8字形。振动有方向性。轴向振动一般较大。本例中，出现叶片通过频率。电机水泵POPIMOMI2/6/20239华阳检测仪器有限公司机械松动

松动本身并不是纯粹的故障，不会直接产生振动。如不对中或是不平衡(如果松动存在)就会引起振动。松动会使这种状况更加恶化。机械松动的类型有：结构框架或底座松动轴承座松动轴承等部件配合松动2/6/202310华阳检测仪器有限公司A:结构框架或底座松动B:轴承座松动C:轴承等部件配合松动2/6/202311华阳检测仪器有限公司转子系统松动故障的诊断

波形出现许多毛刺。谱图中噪声水平高。出现精确2X，3X…等成分，最高可达16X。松动结合面两边，振幅有明显差别。电机水泵POPI2/6/202312华阳检测仪器有限公司轴承部件松动时的頻谱未松动时的频谱松动时的频谱

出现0.5X，1.5X，2.5X，3.5X...等频率成分2/6/202313华阳检测仪器有限公司磨擦、不稳定转子磨损止推轴承磨损/间隙油膜涡动2/6/202314华阳检测仪器有限公司止推轴承磨损/间隙转子磨损油膜涡动2/6/202315华阳检测仪器有限公司轴承缺陷、滚动体、轴颈

滚动轴承的四个失效阶段：阶段一：最早预测轴承问题表现在超声波范围(25kHz-35kHz)。阶段二：轻型轴承缺陷开始于环状轴承部件固有频率，这主要发生0.5kHz-2kHz范围。阶段三：轴承缺陷频率和谐波的出现。当磨损增加时，更多的缺陷频率谐波出现，边带数目也增加，都在谐波和轴承固有频率周围。阶段四：对于后阶段，1倍RPM的振幅产生，它增长时，一般引起许多转速谐波也增长。2/6/202316华阳检测仪器有限公司2/6/202317华阳检测仪器有限公司D—节圆直径d—滚珠直径—接触角z—滚珠数n—轴的转速滚动轴承故障的特征频率

外环故障频率内环故障频率滚珠故障频率保持架碰外环保持架碰内环dD2/6/202318华阳检测仪器有限公司D—节圆直径d—滚珠直径—接触角z—滚珠数n—轴的转速滚动轴承故障的特征频率

dD外环故障频率f=0.4ⅹZⅹn/60内环故障频率f=0.6ⅹZⅹn/60滚珠故障频率f=0.18ⅹZⅹn/60(Z10)f=0.23ⅹZⅹn/60(Z10)保持架碰外环f=0.6ⅹn/60保持架碰内环f=0.4ⅹn/602/6/202319华阳检测仪器有限公司滚动轴承故障的诊断

轴承每一种零件有其特殊的故障频率。随着故障发展，它的幅值增加，并有谐波；谐波两边产生边频。还可用非频率域的诊断方法，如共振解调。电机离心泵PIPO2/6/202320华阳检测仪器有限公司滑动轴承机械的频谱特点2/6/202321华阳检测仪器有限公司滚动轴承机械的频谱特点

2/6/202322华阳检测仪器有限公司齿轮故障的诊断

齿轮啮合频率GMF等于齿数乘以齿轮转速频率。齿轮啮合频率两边有边频，间距为1X。随着齿轮故障发展，边频越来越丰富，幅值增加。可用倒频谱作进一步分析。OUBSISOL齿轮箱上辊下辊输入轴啮合频率GMF上边频下边频2X2/6/202323华阳检测仪器有限公司齿轮单齿有无故障的时域曲线单齿无故障的时域曲线单齿有故障的时域曲线有幅值调制现象

齿轮磨损试验2/6/202324华阳检测仪器有限公司齿轮磨损的频谱分析磨损前的功率谱磨损后的功率谱磨损后的功率谱随着啮合频率谐波次数n的增加，其幅值也相应的增加，即图示红线斜率增加。2/6/202325华阳检测仪器有限公司齿轮正常、异常的时、频域曲线返回2/6/202326华阳检测仪器有限公司机械设备振动标准ISO振动判定标准绝对评价标准的范围(适用中/高速滚动轴承)风机类振动标准压缩机振动标准电动机振动标准(15kw以下、15kw以上、90kw以上的电动机)2/6/202327华阳检测仪器有限公司ISO振动判定标准2/6/202328华阳检测仪器有限公司绝对评价标准的范围(适用中/高速滚动轴承)2/6/202329华阳检测仪器有限公司风机类振动标准2/6/202330华阳检测仪器有限公司压缩机振动标准2/6/202331华阳检测仪器有限公司电动机振动标准15kw以下电动机的振动标准2/6/202332华阳检测仪器有限公司15kw以上电动机的振动标准2/6/202333华阳检测仪器有限公司90kw以上电动机的振动标准返回2/6/202334华阳