15类39个机械振动故障及其特征频谱,讲解的非常详细,你学会了吗
振动分析和故障诊断PPT课件
滚动轴承故障四个阶段
第三阶段：滚动轴承宏观 故障阶段，出现磨损故障 频率和谐波出现，（有 FFT,BSF,BPFO,BPFI 及 其 谐波的出现）；同时边带 频率的数量增加． 第四阶段：轴承故障的最 后阶段，这一阶段甚至影 响1X分量，并引起其它倍 频分量2X、3X等的增大。 轴承故障频率和固有频率 开始“消失”被随机的宽 带高频噪音地平代替，高 频量和尖峰能量值很大。
微 • 联轴器罩摩轴
摩 • 叶轮与扩压器口接触 擦 • 汽轮机叶片与静叶
摩 • 皮带摩擦皮带罩 擦 • 叶片摩擦外罩
典型的摩擦波形
转子在转动过程中与定子的摩擦会造成严重的设备故障
在摩擦过程中,转子刚度发生改变从而改变转子系统的固有频率,可能激 起一个或多个共振。
往 往 会 激 起 亚 谐 波 振 动 (1/2X,1/3X.), 严 重 时 出 现 大 量 的 谐 频 (1/2X,1.5X,2.5X...)，并伴随有噪音。（类似粉笔在黑板上拖动时产 生的宽带噪声）
1.磨擦或间隙故障 2.油膜涡动 3.油膜振荡
1.保持架故障 2.滚动体故障 3.外环故障 4.内环故障
10
十.流体动力机械故障
1.叶片通过频率 2.紊乱 3.气穴
十一.齿轮故障
1.齿轮负载
2.齿轮偏心和齿轮侧隙反弹
常 十二.交流电机故障
3.齿轮不对中 4.齿断或齿裂
5.齿轮组合状态问题
见 十三.交流同步电机定子 6.齿轮摆动故障 7.齿轮轴承松动
的 线圈松动
1.定子偏心，铁芯片短路或松动
设
十四.直流电动机及其控
2.转子偏心（动偏心） 3.转子故障（断条等）
4.相位故障（接头松动）
备 制故障
机械振动故障及其特征频谱
机械振动故障及其特征频谱15类常见的振动故障及其特征频谱:不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征：◎振动主频率等于转子转速◎径向振动占优势◎振动相位稳定◎振动随转速平方变化◎振动相位偏移方向与测量方向成正比1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征：◎同一轴上相位差180°◎存在1X转速频率而且占优势◎振动幅值随提高的转速的平方变化◎可能引起很大的轴向及径向振动幅值◎动平衡需要在两个修正面内修正2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征：◎径向和轴向方向存在1X转速频率◎轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定◎悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：◎特征是轴向振动大◎联轴器两侧振动相位差180°◎典型地为1X和2X转速大的轴向振动◎通常不是1X，2X或3X转速频率占优势◎症状可指示联轴器故障2、平行不对中平行不对中症状特征：◎大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率◎2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状◎联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：◎振动症状类似于角向不对中◎试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题◎产生相位偏移约180°的侧面◎对侧面或顶部对底部的扭动运动三、偏心转子偏心转子症状特征：◎在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动◎相对相位差为0°或180°◎试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大四、弯曲轴弯曲轴症状特征：◎弯曲的轴产生大的轴向振动◎如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势◎如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势◎轴向方向的相位差趋向180°五、机械松动1、机械松动(A)机械松动(A)症状特征：◎机器底脚结构松动引起的◎基础变形将产生“软底脚”问题◎相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°2、机械松动(B)机械松动(B)症状特征：◎由地脚螺栓松动引起的◎可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时，由裂纹的结构或轴承座引起的3、机械松动(C)机械松动(C)症状特征：◎相位经常是不稳定的◎将产生许多谐波频率六、转子摩擦转子摩擦症状特征◎振动频谱类似于机械松动◎通常产生一系列可能激起自激振动的频率◎可能出现转速的亚谐波频率振动◎摩擦可能是部分圆周或整圆周的七、共振共振症状特征：◎当强迫振动频率与自振频率一致时，出现共振◎轴通过共振时，相位改变180°，系统处于共振状态时，将产生大幅值的振动八、皮带和皮带轮1、皮带共振皮带共振症状特征：◎如果皮带自振频率与驱动转速或被驱动转速频率一致，则可能出现大幅值的振动◎改变皮带张力可能改变皮带的自振频率2、皮带磨损、松动或不匹配皮带磨损、松动或不匹配症状特征：◎往往2X转速频率占优势◎振动幅值往往是不稳定的，有时是脉冲、频率或是驱动转速频率，或是被驱动转速频率◎齿形皮带磨损或不对中，将产生齿轮皮带频率大幅值的振动◎皮带振动频率低于驱动转速或被驱动转速频率3、偏心皮带轮偏心皮带轮症状特征：◎偏心或不平衡的皮带轮，将产生1x转速频率的大幅值的皮带轮振动◎在皮带一致方向上的振动幅值最大◎试图动平衡偏心皮带轮要谨慎4、皮带/皮带轮不对中皮带/皮带轮不对中症状特征：◎皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动◎电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率九、流体动力激振1、叶片通过频率流体动力激振症状特征：◎如果叶片与壳体之间的间隙不均匀，叶片通过频率(BPF)振动的幅值可能很高◎如果摩擦环卡在轴上，可能产生高幅值的叶片通过频率(BPF)振动◎偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率(BPF)振动2、流体紊流流体紊流症状特征：◎在风机中，由于流道内气流的压力变化或速度变化，往往会出现气流紊流流动◎将产生随机的，可能在0到30赫兹频率范围的低频振动3、气穴气穴症状特征：◎气穴将产生随机的，叠加在叶片通过频率(BPF)上的高频宽带能量振动◎通常说明进口压力不当◎如果任凭气穴现象存在，将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀◎声音听起来像砂石经过泵的声音十、拍振拍振症状特征：◎拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果◎宽带谱将显示为一个尖峰上下，波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频十一、偏心转子◎电源频率FL（中国为50赫兹=3000转/分）◎极数P◎转子条通过频率Fb=转子条数*转子转速◎同步转速NS=2XFL/P◎滑差频率FS=同步转速-转子转速1、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征：◎定子问题产生高幅值的电源频率，二倍(2FL)电磁振动◎定子偏心产生不均匀的气隙，其振动的单向性非常明显◎软底脚可能导致定子偏心2、同步电动机同步电动机症状特征：◎同步电动机的定子线圈松动产生◎高幅值的线圈通过频率振动◎线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带3、电源相位故障电源相位故障症状特征：◎相位问题将引起二倍电源频率◎(2FL)伴有(1/3)FL的边带◎如果不修正电源故障，二倍电源频率(2FL)的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值◎如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障4、偏心转子偏心转子症状特征：◎偏心转子产生旋转的、可变的气隙，它产生脉冲振动◎经常要求进行细化谱分析，以分离二倍电源频率(2F)与旋转转速的谐波频率5、转子断条转子断条症状特征：◎旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障◎在转子条通过频率(RBPF)两侧，伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动◎往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍(2XRBPF)和三倍(3XRBPF)幅值很高，而转子条通过频率(RBPF)的基频(1XRBPF)的幅值很小十二、直流电机直流电动机故障症状特征：◎利用可控硅整流器频率(SCR)高于正常的幅值可检测直流电动机故障◎这些故障包括：绕组线圈断裂，保险丝和控制板故障，可产生1X 到5X电源频率的高幅值振动十三、齿轮故障正常状态频谱：◎正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF◎齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带◎所有的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征：◎齿轮啮合频率往往对载荷很敏感◎高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障◎每次分析都应该在最大载荷下进行2齿磨损齿磨损症状特征：◎激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损◎边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示◎当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征：◎齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明，齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行◎有故障的齿轮将调制边带◎不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征：◎齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率，并伴有旋转转速频率边带◎齿轮啮合频率基频(1XGMF)的幅值较小，而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高◎为了捕捉至少2XGMF频率，设置足够高的最高分析频率Fmax很重要5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征：◎断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动◎它将激起自振频率振动，并且在其两侧伴有旋转转速基频边带◎利用时域波形最佳指示断齿或裂齿故障◎两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数6、齿磨损摆动的齿症状特征：◎摆动的齿轮的振动是低频振动，经常忽略它十四、滚动轴承1、滚动轴承故障发展的第一阶段滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：◎超声波频率范围(>250K赫兹)内的最早的指示，利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱2、滚动轴承故障发展的第二阶段滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：◎轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动◎故障频率出现在500-2000赫兹范围内◎在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率3、滚动轴承故障发展的第三阶段滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：◎出现滚动轴承故障频率及其谐波频率◎随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多◎在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展4、滚动轴承故障发展的第四阶段滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：◎离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之◎朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值◎事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小十五、滑动轴承1、油膜振荡不稳定性油膜振荡症状特征：◎如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡◎当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴◎油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。
转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析
转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析一、不平衡转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。
结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。
转子不平衡的主要振动特征：1、振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动；2、波形为典型的正弦波；3、振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90度。
案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2 mm／s，垂直11.8mm／s，轴向12.0 mm／s。
各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。
再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。
诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。
解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4 mm／s。
二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。
轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。
轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。
通常所讲不对中多指轴系不对中。
不对中的振动特征：1、最大振动往往在不对中联轴器两侧的轴承上，振动值随负荷的增大而增高；2、平行不对中主要引起径向振动，振动频率为2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主；3、平行不对中在联轴节两端径向振动的相位差接近180度；4、角度不对中时，轴向振动较大，振动频率为工频，联轴器两端轴向振动相位差接近180度。
案例：某卧式高速泵振动达16.0 mm／s，由振动频谱图(图3)可以看出，50 Hz（电机工频）及其2倍频幅值显着，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。
15类39个机械振动故障及其特征频谱，讲解的非常详细，你学会了吗
15类39个机械振动故障及其特征频谱，讲解的非常详细，你学会了吗15类常见的振动故障及其特征频谱: 不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征：•振动主频率等于转子转速•径向振动占优势•振动相位稳定•振动随转速平方变化•振动相位偏移方向与测量方向成正比1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征：•同一轴上相位差180°•存在1X转速频率而且占优势•振动幅值随提高的转速的平方变化•可能引起很大的轴向及径向振动幅值•动平衡需要在两个修正面内修正2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征：•径向和轴向方向存在1X转速频率•轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定•悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：•特征是轴向振动大•联轴器两侧振动相位差180°•典型地为1X和2X转速大的轴向振动•通常不是1X，2X或3X转速频率占优势•症状可指示联轴器故障2、平行不对中平行不对中症状特征：•大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率•2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状•联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：•振动症状类似于角向不对中•试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题•产生相位偏移约180°的侧面•对侧面或顶部对底部的扭动运动三、偏心转子偏心转子症状特征：•在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动•相对相位差为0°或180°•试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大四、弯曲轴弯曲轴症状特征：•弯曲的轴产生大的轴向振动•如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势•如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势•轴向方向的相位差趋向180°五、机械松动1、机械松动(A)机械松动 (A) 症状特征：•机器底脚结构松动引起的•基础变形将产生“软底脚”问题•相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°2、机械松动(B)机械松动(B)症状特征：•由地脚螺栓松动引起的•可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时，由裂纹的结构或轴承座引起的3、机械松动(C)机械松动(C)症状特征：•相位经常是不稳定的•将产生许多谐波频率六、转子摩擦转子摩擦症状特征•振动频谱类似于机械松动•通常产生一系列可能激起自激振动的频率•可能出现转速的亚谐波频率振动•摩擦可能是部分圆周或整圆周的七、共振共振症状特征：•当强迫振动频率与自振频率一致时，出现共振•轴通过共振时，相位改变180°，系统处于共振状态时，将产生大幅值的振动八、皮带和皮带轮1、皮带共振皮带共振症状特征：•如果皮带自振频率与驱动转速或被驱动转速频率一致，则可能出现大幅值的振动•改变皮带张力可能改变皮带的自振频率2、皮带磨损、松动或不匹配皮带磨损、松动或不匹配症状特征：•往往2X转速频率占优势•振动幅值往往是不稳定的，有时是脉冲、频率或是驱动转速频率，或是被驱动转速频率•齿形皮带磨损或不对中，将产生齿轮皮带频率大幅值的振动•皮带振动频率低于驱动转速或被驱动转速频率3、偏心皮带轮偏心皮带轮症状特征：•偏心或不平衡的皮带轮，将产生1x转速频率的大幅值的皮带轮振动•在皮带一致方向上的振动幅值最大•试图动平衡偏心皮带轮要谨慎4皮带/皮带轮不对中皮带/皮带轮不对中症状特征：•皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动•电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率九、流体动力激振1、叶片通过频率流体动力激振症状特征：•如果叶片与壳体之间的间隙不均匀，叶片通过频率 (BPF) 振动的幅值可能很高•如果摩擦环卡在轴上，可能产生高幅值的叶片通过频率 (BPF) 振动•偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率 (BPF) 振动2、流体紊流流体紊流症状特征：•在风机中，由于流道内气流的压力变化或速度变化，往往会出现气流紊流流动•将产生随机的，可能在0到30赫兹频率范围的低频振动3、气穴气穴症状特征：•气穴将产生随机的，叠加在叶片通过频率( BPF) 上的高频宽带能量振动•通常说明进口压力不当•如果任凭气穴现象存在，将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀•声音听起来像砂石经过泵的声音十、拍振拍振症状特征：•拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果•宽带谱将显示为一个尖峰上下，波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频十一、偏心转子•电源频率FL（中国为50赫兹=3000转/分）•极数P•转子条通过频率Fb=转子条数*转子转速•同步转速NS=2XFL/P•滑差频率FS=同步转速-转子转速1、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征：•定子问题产生高幅值的电源频率，二倍 (2FL) 电磁振动•定子偏心产生不均匀的气隙，其振动的单向性非常明显•软底脚可能导致定子偏心2、同步电动机同步电动机症状特征：•同步电动机的定子线圈松动产生•高幅值的线圈通过频率振动•线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带3、电源相位故障电源相位故障症状特征：•相位问题将引起二倍电源频率•(2FL)伴有 (1/3) FL的边带•如果不修正电源故障，二倍电源频率 (2FL) 的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值•如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障4、偏心转子偏心转子症状特征：•偏心转子产生旋转的、可变的气隙，它产生脉冲振动•经常要求进行细化谱分析，以分离二倍电源频率(2F) 与旋转转速的谐波频率5、转子断条转子断条症状特征：•旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障•在转子条通过频率(RBPF)两侧，伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动•往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍( 2XRBPF)和三倍 (3XRBPF )幅值很高，而转子条通过频率(RBPF)的基频 (1XRBPF)的幅值很小十二、直流电机直流电动机故障症状特征：•利用可控硅整流器频率 (SCR) 高于正常的幅值可检测直流电动机故障•这些故障包括：绕组线圈断裂，保险丝和控制板故障，可产生1X到5X电源频率的高幅值振动十三、齿轮故障正常状态频谱：•正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF•齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带•所有的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征：•齿轮啮合频率往往对载荷很敏感•高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障•每次分析都应该在最大载荷下进行2、齿磨损齿磨损症状特征：•激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损•边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示•当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征：•齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明，齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行•有故障的齿轮将调制边带•不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征：•齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率，并伴有旋转转速频率边带•齿轮啮合频率基频(1XGMF)的幅值较小，而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高•为了捕捉至少2XGMF频率，设置足够高的最高分析频率Fmax 很重要5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征：•断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动•它将激起自振频率振动，并且在其两侧伴有旋转转速基频边带•利用时域波形最佳指示断齿或裂齿故障•两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数6、齿磨损摆动的齿症状特征：•摆动的齿轮的振动是低频振动，经常忽略它十四、滚动轴承1、滚动轴承故障发展的第一阶段滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：•超声波频率范围(>250K赫兹) 内的最早的指示，利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱2、滚动轴承故障发展的第二阶段滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：•轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动•故障频率出现在500-2000赫兹范围内•在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率3、滚动轴承故障发展的第三阶段滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：•出现滚动轴承故障频率及其谐波频率•随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多•在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展4、滚动轴承故障发展的第四阶段滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：•离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之•朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值•事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小十五、滑动轴承1、油膜振荡不稳定性油膜振荡症状特征：•如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡•当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴•油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。
机械设备典型故障的振动特性课件
« 通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不
应超过两倍。
A
« 同一设备的两个轴承处相位接近。
« 水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。
力
偶
质不
量
平 衡
不
径向
典型的频谱
相位关系
平
« 同频占主导，相位稳定。振幅按转速平方增大。需
衡
进行双平面动平衡。
« 偶不平衡在机器两端支承处均产生振动，有时一侧
齿 轮 故 障 (1)
« 正常的频谱出现所有转轴 的1X 和啮合频率(GMF)。
« 齿轮啮合频率的两侧有转 速边带，其峰值较小。
齿轮啮合频率(GMF)
« 齿磨损：齿轮固有频率出 现，且有磨损齿轮所在轴 的转速边带
« 磨损明显时，啮合频率附 近也会出现较高峰值的边 带。
正常齿轮的频谱
齿轮自振频率
齿轮磨损时的频谱
• 框架或底板变形；紧固 螺丝松动。
径向
基础底板
机器底脚
A型
混凝土基础
« 振动特征: • 类似不平衡或不对中, 频谱主要以1X 为主。 • 振动具有局部性, 只表现在松动的转子上。 • 同轴承径向振动垂直, 水平方向相位差0 或180。 • 底板连接处相邻结合面的振动相位相差180。 • 如果轴承紧固是在轴向, 也会引起类似不对中的轴向振动.
•
我知道什么是劳动:劳动是世界上一切 欢乐和 一切美 好事情 的源泉 。
•
企业不景气，问题不在员工，而在老 板的管 理方法 不当。 。2020 年8月10 日星期 一上午 9时55 分27秒0 9:55:27 20.8.10
•
想赢个三回两回，三五，有点智商就 行;想做 个百老 店，想 一辈子 赢，没 有德商 绝对不 行。
机械振动学中的振动故障诊断与技术
机械振动学中的振动故障诊断与技术在机械系统中，振动是一种常见的现象。
振动的产生是由于机械系统在运行过程中受到不同力的作用而发生的运动。
正常情况下，机械系统的振动可以帮助我们判断系统是否正常工作。
然而，当机械系统中出现了振动故障时，就需要进行振动故障诊断与技术处理，以确保机械系统正常运行。
下面将介绍机械振动学中的振动故障诊断与技术。
1. 振动故障的种类在机械系统中，振动故障可以分为结构振动故障和非结构振动故障两种。
结构振动故障是由于机械系统结构的设计缺陷或损坏所导致的振动问题，而非结构振动故障则是由于机械系统中其他部件的损坏或松动引起的振动问题。
在进行振动故障诊断时，需要根据振动的特点和机械系统的结构来确定振动故障的种类。
2. 振动故障的诊断方法为了准确诊断机械系统中的振动故障，可以采用多种方法进行振动测量和分析。
常见的振动诊断方法包括频谱分析、时域分析、轨迹分析、阶次分析等。
通过这些方法可以获取机械系统中不同频率和振幅的振动信号，从而判断振动故障的具体原因。
3. 振动故障的处理技术一旦确定了机械系统中的振动故障，就需要采取相应的处理技术来解决问题。
根据振动故障的具体类型，可以采用不同的处理方法，如调整机械系统的平衡性、更换受损部件、加强固定支撑等。
通过有效的处理技术，可以及时消除振动故障，确保机械系统的正常运行。
在机械振动学中，振动故障诊断与技术是非常重要的内容。
只有及时准确地诊断和处理振动故障，才能保证机械系统的稳定运行，延长机械设备的使用寿命，提高生产效率。
因此，掌握振动故障诊断与技术是每位机械工程师必备的技能之一。
希望本文的介绍对您有所帮助，谢谢阅读。
转动设备常见振动故障频谱特征与案例分析
转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析一、不平衡转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。
结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。
转子不平衡的主要振动特征：1、振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动；2、波形为典型的正弦波；3、振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90度。
案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2mm／s，垂直11.8mm ／s，轴向12.0mm／s。
各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。
再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。
诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。
解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4mm／s。
二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。
轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。
轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。
通常所讲不对中多指轴系不对中。
不对中的振动特征：1、最大振动往往在不对中联轴器两侧的轴承上，振动值随负荷的增大而增高；2、平行不对中主要引起径向振动，振动频率为2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主；3、平行不对中在联轴节两端径向振动的相位差接近180度；4、角度不对中时，轴向振动较大，振动频率为工频，联轴器两端轴向振动相位差接近180度。
案例：某卧式高速泵振动达16.0mm／s，由振动频谱图(图3)可以看出，50 Hz（电机工频）及其2倍频幅值显著，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。
15类39个机械振动故障及其特征频谱讲解的非常详细你学会了吗
15类39个机械振动故障及其特征频谱讲解的非常详细你学会了吗学会了。
机械振动故障是指机械设备在运行中出现的振动异常现象，它是机械设备磨损、松动、不平衡、共振等问题的表现。
了解机械振动故障及其特征频谱对于检测和预防故障具有重要意义。
下面将详细介绍15类39个机械振动故障及其特征频谱。
1.不平衡故障：当旋转部件不平衡时会引起振动，其特征频谱多在主轴转速及其倍频处出现。
2.轴承故障：常见的轴承故障有滚动体故障、内外圈故障和滚道故障。
其特征频谱包含滚动体抛出频率、倒流频率、内圈通过、外圈通过频率等。
3.齿轮故障：齿轮故障主要包括齿轮缺陷、齿根断裂和齿面磨损。
特征频谱包括齿轮传动频率及其倍频、齿轮包络谱等。
4.松动故障：机械设备过程中的松动故障会导致振动异常。
特征频谱一般包括主共振频率及其倍频。
5.磨损故障：磨损故障是机械设备使用时间过长导致的故障，其特征频谱一般包括零件接触频率、偏心频率等。
6.传动带故障：传动带在工作中容易出现断裂、脱落等故障，其特征频谱包括带速频率、杂音频率等。
7.轴弯曲故障：轴弯曲会引起振动异常，其特征频谱一般包括弯曲频率及其倍频。
8.泵故障：泵故障常见的有叶轮裂纹、泵轴弯曲等，特征频谱包括泵叶轮频率、泵叶片共振频率等。
9.电机故障：电机故障主要有轴承故障、定子故障等，特征频谱包括电机1倍频、整周期故障频率等。
10.切削形状异常：机械设备切削形状异常也会导致振动异常，特征频谱包括刀具频率、零件频率等。
11.错位故障：轴同步装置故障会导致振动异常，特征频谱包括传动带频率等。
12.泄漏故障：机械设备泄漏故障会导致振动异常，特征频谱包括泄漏频率等。
13.气动故障：气动系统故障会引起振动异常，特征频谱包括气体脉动频率等。
14.液压故障：液压系统故障会导致振动异常，特征频谱包括液压湍流频率等。
15.电控故障：电控系统故障会引起机械设备振动异常，特征频谱包括开关频率、电机倍频等。
以上是15类39个机械振动故障及其特征频谱的详细介绍。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
15类39个机械振动故障及其特征频谱，讲解的非常详细，你学会了吗15类常见的振动故障及其特征频谱: 不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。
一、不平衡不平衡故障症状特征：•振动主频率等于转子转速•径向振动占优势•振动相位稳定•振动随转速平方变化振动相位偏移方向与测量方向成正比1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征：•同一轴上相位差180°•存在1X转速频率而且占优势•振动幅值随提高的转速的平方变化•可能引起很大的轴向及径向振动幅值•动平衡需要在两个修正面内修正2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征：•径向和轴向方向存在1X转速频率•轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定•悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：•特征是轴向振动大•联轴器两侧振动相位差180°•典型地为1X和2X转速大的轴向振动•通常不是1X，2X或3X转速频率占优势•症状可指示联轴器故障2、平行不对中平行不对中症状特征：•大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率•2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状•联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：•振动症状类似于角向不对中•试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题•产生相位偏移约180°的侧面•对侧面或顶部对底部的扭动运动三、偏心转子偏心转子症状特征：•在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动•相对相位差为0°或180°•试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大四、弯曲轴弯曲轴症状特征：•弯曲的轴产生大的轴向振动•如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势•如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势•轴向方向的相位差趋向180°五、机械松动1、机械松动(A)机械松动(A) 症状特征：•机器底脚结构松动引起的•基础变形将产生“软底脚”问题•相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°2、机械松动(B)机械松动(B)症状特征：•由地脚螺栓松动引起的可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时，由裂纹的结构或轴承座引起的3、机械松动(C)机械松动(C)症状特征：•相位经常是不稳定的•将产生许多谐波频率六、转子摩擦转子摩擦症状特征•振动频谱类似于机械松动•通常产生一系列可能激起自激振动的频率•可能出现转速的亚谐波频率振动•摩擦可能是部分圆周或整圆周的七、共振共振症状特征：•当强迫振动频率与自振频率一致时，出现共振•轴通过共振时，相位改变180°，系统处于共振状态时，将产生大幅值的振动八、皮带和皮带轮1、皮带共振皮带共振症状特征：•如果皮带自振频率与驱动转速或被驱动转速频率一致，则可能出现大幅值的振动•改变皮带张力可能改变皮带的自振频率2、皮带磨损、松动或不匹配皮带磨损、松动或不匹配症状特征：•往往2X转速频率占优势•振动幅值往往是不稳定的，有时是脉冲、频率或是驱动转速频率，或是被驱动转速频率•齿形皮带磨损或不对中，将产生齿轮皮带频率大幅值的振动•皮带振动频率低于驱动转速或被驱动转速频率3、偏心皮带轮偏心皮带轮症状特征：•偏心或不平衡的皮带轮，将产生1x转速频率的大幅值的皮带轮振动•在皮带一致方向上的振动幅值最大•试图动平衡偏心皮带轮要谨慎4皮带/皮带轮不对中皮带/皮带轮不对中症状特征：•皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动•电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率九、流体动力激振1、叶片通过频率流体动力激振症状特征：•如果叶片与壳体之间的间隙不均匀，叶片通过频率(BPF) 振动的幅值可能很高•如果摩擦环卡在轴上，可能产生高幅值的叶片通过频率(BPF) 振动•偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率(BPF) 振动2、流体紊流流体紊流症状特征：•在风机中，由于流道内气流的压力变化或速度变化，往往会出现气流紊流流动将产生随机的，可能在0到30赫兹频率范围的低频振动3、气穴气穴症状特征：•气穴将产生随机的，叠加在叶片通过频率( BPF) 上的高频宽带能量振动•通常说明进口压力不当•如果任凭气穴现象存在，将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀•声音听起来像砂石经过泵的声音十、拍振拍振症状特征：•拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果•宽带谱将显示为一个尖峰上下，波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频十一、偏心转子•电源频率FL（中国为50赫兹=3000转/分）•极数P•转子条通过频率Fb=转子条数*转子转速•同步转速NS=2XFL/P•滑差频率FS=同步转速-转子转速1、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征：•定子问题产生高幅值的电源频率，二倍(2FL) 电磁振动•定子偏心产生不均匀的气隙，其振动的单向性非常明显•软底脚可能导致定子偏心2、同步电动机同步电动机症状特征：•同步电动机的定子线圈松动产生•高幅值的线圈通过频率振动•线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带3、电源相位故障电源相位故障症状特征：•相位问题将引起二倍电源频率•(2FL)伴有(1/3) FL的边带•如果不修正电源故障，二倍电源频率(2FL) 的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值•如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障4、偏心转子偏心转子症状特征：•偏心转子产生旋转的、可变的气隙，它产生脉冲振动•经常要求进行细化谱分析，以分离二倍电源频率(2F) 与旋转转速的谐波频率5、转子断条转子断条症状特征：•旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障•在转子条通过频率(RBPF)两侧，伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动•往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍( 2XRBPF)和三倍(3XRBPF )幅值很高，而转子条通过频率(RBPF)的基频(1XRBPF)的幅值很小十二、直流电机直流电动机故障症状特征：•利用可控硅整流器频率(SCR) 高于正常的幅值可检测直流电动机故障•这些故障包括：绕组线圈断裂，保险丝和控制板故障，可产生1X到5X 电源频率的高幅值振动十三、齿轮故障正常状态频谱：•正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF •齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带•所有的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征：•齿轮啮合频率往往对载荷很敏感•高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障•每次分析都应该在最大载荷下进行2、齿磨损齿磨损症状特征：•激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损•边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示•当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征：•齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明，齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行•有故障的齿轮将调制边带•不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征：•齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率，并伴有旋转转速频率边带•齿轮啮合频率基频(1XGMF)的幅值较小，而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高为了捕捉至少2XGMF频率，设置足够高的最高分析频率Fmax很重要5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征：•断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动•它将激起自振频率振动，并且在其两侧伴有旋转转速基频边带•利用时域波形最佳指示断齿或裂齿故障•两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数6、齿磨损摆动的齿症状特征：•摆动的齿轮的振动是低频振动，经常忽略它十四、滚动轴承1、滚动轴承故障发展的第一阶段滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：•超声波频率范围(>250K赫兹) 内的最早的指示，利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱2、滚动轴承故障发展的第二阶段滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：•轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动•故障频率出现在500-2000赫兹范围内•在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率3、滚动轴承故障发展的第三阶段滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：•出现滚动轴承故障频率及其谐波频率•随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多•在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展4、滚动轴承故障发展的第四阶段滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：•离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之•朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值•事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小十五、滑动轴承1、油膜振荡不稳定性油膜振荡症状特征：•如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡•当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴•油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。
转速升高，油膜涡动频率也不升高2、油膜涡动不稳定性油膜涡动症状特征：•通常出现在旋转转速的42-48%频率范围内•有时，振动幅值非常大油膜涡动是固有地不稳定的，因为它增大离心力，所以增大涡动力3、滑动轴承磨损/间隙故障滑动轴承磨损/间隙故障症状特征：•滑动轴承磨损故障后阶段将产生幅值很大的旋转转速频率的谐波频率振动•当存在过大的滑动轴承间隙时，很小的不平衡或不对中将导致很大幅值的振动来源：鹰眼研究、化工707。