旋转机械振动分析

涡轮通过涡壳部位，流体、压力变动。 2. 当压力机构有异常时就产生压力脉动。 1. 轴流式或离心式压缩机中，透平运行时，
由于动静叶片间干涉。 2. 叶轮和导叶间干涉,喷头和叶轮间干涉
引起的振动。
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高频
气浊
流体音 振动
1.流体机械中，由于局部压力降低，产生气 泡，气泡压力增高，破灭时即产生高频振动 并有音响。 1.流体机械中，因压力机构异常或密封机构 异常等产生的一种涡流，一般是随机高频振 动和音响。
透平压缩机（气轮压缩
高速旋转机 机）
械：
煤气透平机（燃气轮机）
蒸汽透平机
一般旋转机 泵、风扇、鼓风机
械
蒸汽透平机
每日 每周
一般情况下，轴承劣化初期，劣化是慢慢进展的，这时如不作适 当处置，劣化就会激烈进展，因此，对轴承来说，检测周期应比其它 设备或部件短，尽可能每天检测较放心。另外，检测周期不应固定不 变。如果，检测值同判定基准对照处在很正常状态时，则周期可固定 不变，但当进入注意区域时，检测周期应缩短，这一点很重要。 四、 检测诊断点：
测量点选择大多数情况从效率方面考虑，并结合设备结构的特 点，目的要最容易测到所产生的劣化现象。测点选好，检测的方向也 限定了。确定测点后，每次在同一点检测这一点非常重要，因对高频 振动而言，检测点位置差数 mm。振动显 示值可相差 6 倍，另外，检测面状态影 响很大，必须除去检测点的油漆和油污， 选尽可能平滑的面作为测点(冲孔作标 记号不好，接触不好)。 五、 简易诊断原理
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其是高频振动电平会增大）因此，只凭振动大这一点不能马上判 断为异常。首先要确认润滑状态。缺油时，给油后再测（给油后 数小时——数天后检测）。 九、 劣化倾向管理表
该表目的是记录和保存检测值，以便根据过去的检测记录来制定 今后的维修计划，这类倾向管理表要制作得使用者容易管理。下面事 项必须记入，这样一旦中途换人或发生异常时要做精密诊断都是有用 的。
同一规格各设备在同条件下，有多台运转时，在设备同一部位检 测相互比较，由此掌握设备的异常程度。 注：适用于所有滚动轴承的绝对判定标准是不存在的。因此，设备维
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护中绝对判定标准和相对判定标准都需要。从两方面综合进行探讨。 （四）绝对判定基准一例：
1）直线连接转速轴和轴 径交修正轴一点 2）从此点引纵线交 A、B 线上两点 3）再引二横线交 a、b 二点，即为判定基准：
1） 工厂名称（设备号） 2） 设备名称 3） 主要设备规格（转速、输出功率、轴承型号等） 4） 简单的设备结构图 5） 检测参数 6） 检测位置、方向 7） 检测周期（大多数设备发生振动原因是不平衡，所以 一般检测周期为一个月） 8） 判定基准 9） 初期值（正常值也行） 10） 测试备件 11） 检测值（时间、数值） 12） 维修实绩 13） 劣化倾向管理图表
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不良状态。 绝对标准是经过大量振动试验，现场振动测试以及一定的理论研
究而总结出来的标准。 （二）相对判定基准 同一部位定期检测，将正常时的振动值作为初始值，看定期检测
值是初始值的几倍，以此来判断设备状态。 一般振动值为原始基准 2 倍时，需加强监测，低频振动增大到原
始基准 4 倍时需检修，高频增动增大到原始基值 6 倍时需检修。 （三）相互判定基准 同种设备有多台时，可在同一条件（运转，基础）下检测，进行
（二） 相对判定基准 当绝对判定基准不适用时，可用下述方法求得判定基准值来判
断设备有无异常。 1）相对判定基准值确定程序如下： ·先确认对象设备是在正常状态 ·然后确定检测点 ·在同一测点上测 25 次以上（每次重新接触测定） ·每个测点，从测定值计算平均值（Mg）和标准差（σ）
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·用下式，可求得达到注意状态的平均值（MC）以及达到危险状 态的平均值（Md）。
一、 旋转机械运转产生的振动 机械振动中包含着从低频到高频各种频率成分的振动，旋转机械
运转时产生的振动也是同样的。轴系异常（包括转子部件）所产生的 振动频率特征如下：
发生频率 低频
中频
主要异常现象 不平衡 不对中
松动 油膜振荡 压力脉动 叶轮叶片 通过振动
振动特征 1.转子轴心线周围质量分布不均匀。
c. 当检测值等于 Md 时，对象设备达到危险状态，这时，判定为 正常状态的概率仍有 15.9%。
为减少判断误差，应遵守各项注意事项进行检测，这些注意事项 对任何一种检测值的分散性都减小的（用标准差的平方表示检测值的 分散程度）。特别是取三次读数的平均值作为检测值时，分散性就减 小到 1/3，误判概率就能降低。 ·从正常状态的振动测定结果求得的 Mc 和 Md 这些标准，还有待于根 据设备特征，过去的维修数据，今后的维修数据，实施维修的状况， 再求得最佳的绝对判定基准。（通过过去与现在的实际情况而定出） （三） 相互判定基准
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·用 Mc 作注意状态基准，Md 作为危险 状态基准时:
a. 尽管设备处于正常状态，但判定 为不明状态的概率仍有 2.3%，判 定为危险状态的概率仍有 0.1%
b. 当 对 象 设 备 处 于 不 明 状 态 时 ， （检测值等于 Mc 时）判定正常 或不明状态的概率各为 50%，判 定为危险状态的概率为 15.9%
2.振动频率与旋转频率一致。
1.联轴器连接的两轴中心线偏移。
2.振动频率与旋转频率一致或与旋转频率
成倍
1.基础螺丝松动或轴承磨损引起的振动。
2.振动频率含有旋转频率的高次成分。 1.常发生在定制给油的滑动轴承上。 2.是因轴承的力学特征引起的振动。 3.振动频率是轴的固有频率。 1. 在泵、风机等产生压力的结构中，每次
如果滚动轴承内圈、外圈或滚动体 有损伤，那么，在滚动中，各部件相互接触时会发生机械冲击，从而 产生冲击脉冲，随着损伤程度的不同，冲击脉冲值也不同。
以振动方式取得的冲击脉冲如图（1）所示的那种高频衰减振动 波形，因此，轴承损伤可根据这种振动加速度来诊断（振幅越大，说 明损伤越严重）。
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（一） 用图 2（a）所示的冲击波形峰值（p）或用图 2（b）所示 的冲击波形绝对值处理后的平均 值（A）都能诊断异常，基本上是 一致的。一般情况下，考虑到显示 值的稳定性，用平均值进行诊断。 但转速低时（300rpm 以下）平均值 变动小、正常、异常难以判断。因 此，用峰值进行诊断较好。
检测点最好是在轴承壳体部位，应选择探头与机械接触良好。刚 性高的部位作为测点，测低频振动时，三个方向都测（轴向、水平、
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垂直），一般轴向和水平向都在轴心同高度测。要求在三个方向测是 因为各种故障引起的振动发生在不同的方向上。例如，不平衡一般是 水平方向振动出现异常，不对中是轴向，松动是上下方向。但测高频 振动时，只要选择最容易测的一个方向即可（一般是垂直方向），这 是因为滚动轴承上产生的振动是全方位各方向传递的。
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·设备的劣化速度 对过去有异常履历的设备，检测周期应为发生周期的 1/10 以下。
而象磨损故障这一类劣化是慢慢进行的设备，检测周期即使长一点也 是足够的。但是对于高速旋转体，故障一旦产生立即会导致故障的设 备，希望每天检测或在线监测。
以下是各类设备的标准检测周期（是一个基本周期），如检测数 据变化加剧或达到判定基准的注意区域时，必须缩短检测周期。
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注：1）如以上设备范围内此基准不适用时，可用相对判定基准或 相互判定基准
2）在轴承部位（V、H、A 三向）各测三次振动值。 3）将每点所测的三次数据平均，求得 M 值，再判断设备状 态。 根据高频振动诊断滚动轴承损伤的绝对判定基准。目前有几个正 在使用，这些绝对值判定基准都是根据以下事项制成的。 ·异常时振动现象的理论考察（特征频率、公式等） ·根据测试，搞清振动现象（波形图、频率图等） ·检测数据的统计评价（多次检测取平均值） ·国内外参考文献，振动标准的调查（参考图谱，参照标准等）
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注意域的平均值（Mc）=Mg+2σ 危险域的平均值 (Md) =Mg+3σ 但是，也有可能刚超过 MC 时，就到了危险状态，这样正常和危险 就不明确了。所以划出一个注意区域：检测值在 Mc 以下时判为正常； 在 Mc 和 Md 之间即为正常和危险不能确定的状态（不明状态或注意区 域）。 2）利用上述基准进行设备诊断时，应注意以下几点： ·在同一测点测三次，将三次平均值作为检测值和相对判定基准比 较、判定。 ·检测时在同一位置，按压力大小和方向都不变。 ·求 Mc 和 Md 时，假定不明状态和危险状态时检测值分布的标准差同 正常状态时是同样的（σ相同）
二、 对象设备的选择 从效率和效果方面来看，将工厂内所有设备都作为简易诊断对象
是不可取的。从技术方面看，有可以诊断的设备也有不可诊断的设备。 因此选择对象设备时必须充分探讨，选择标准如下：
1） 与生产直接有关的设备 2） 虽然是附属设备，但故障引起的破坏性大的设备 3） 由于故障，有再次损坏可能性的设备 4） 维修成本高的设备 三、 检测周期 为使机械设备的异常在初期阶段就能被发现，必须对设备进行定 期检测，检测周期的长短要视异常程度大小而定。异常严重的必须缩 短检测周期。这一点非常重要，但是，不看必要性，过分缩短检测周 期是不经济的。 决定检测周期时必须注意： ·设备过去的异常履历和发生异常的周期
相互比较判断。 七、从长期维修的数据中得到经验： （一） 绝对判定基准
当被诊断的设备设有本身的绝对判断基准时，先用如下的判断基 准诊断
设备
良好Leabharlann 注意危险10～300KW （中型机）
M<1
1≤M<7
M≥7
300 rpm 以上
300KW 以上（大型机）
M<2
2≤M<11
M≥11
300 rpm 以上
M——检测值的平均值（单位 mm/s）（三次测量值平均）
（二） 另外。看峰值、平均值的大小关系（即 P/A 比值大小关系）， 也可以大致判断轴承异常。如图 3（a）所示，P/A 值大时，轴 承有损伤。图 3（b）所示，P/A 值小时，往往是润滑不良或者 有磨损异常。