频谱分析的理论基础及振动案例分析
振动分析案例(48个实例)
实例No.3 某汽轮机叶片断裂故障
转子不平衡 !
上海石化自备电厂5#汽轮机轴承座振动速度突增至5. 25毫米/ 秒， 有效值，而6#机仅为0. 466毫米/秒，有效值；振动速度频谱均为 一倍转速频率50赫兹。诊断为转子不平衡，据历史经验，汽轮 14 机叶片又断了!停机检查证实的确断了五片转子叶片!
故障诊断应用实例精选 -------(48例)-------1
Contents目录
实例No.1某压缩机组振动频谱分析 实例No.2某 30万吨/年乙烯装置裂解气压缩机组转子 动不平衡故障 实例No.3某汽轮机叶片断裂故障 实例No.4某透平膨胀机叶片断裂故障 实例No.5某锅炉风机地脚螺栓松动故障 实例No.6某大型风机轴承座松动故障 实例No.7某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断 实例No.8某循环气压缩机管道振动和噪声故障 实例No.9某原油泵进口管道共振故障的诊断和排除 实例No.10某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断 实例No.11某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断 实例No.12某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断 实例No.13某除尘风机组轴承座刚性差及流体动力激振振动故障的诊断 实例No.14某汽轮机转子摩擦和滚动轴承故障 实例No.15某送风机电动机转子与定子相磨故障的诊断 2 实例No.16某螺杆式压缩机转子磨损故障的诊断
振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息
电机转速N0=1480转/分 =24.6667赫兹
9999999
压缩机转速N1=6854.7转/分 =114.245赫兹 小齿轮齿数Z0=38 大齿轮齿数Z1=176 齿轮啮合频率Fm=N0Z0 =N1 Z =4341.3赫兹 齿轮边带频率Fb=Fm±i N0或 Fm ±i N1
频谱分析的理论基础及振动案例分析
频谱分析的理论基础及振动案例分析频谱分析是一种通过将信号中各频率成分分离出来，并定量描述其幅度、相位等特征的方法。
其理论基础主要涉及信号的傅里叶变换、功率谱密度以及频谱分析方法等方面。
振动案例分析是频谱分析的一个应用领域，用于研究物体的振动特性以及故障诊断等。
下面将分别对频谱分析的理论基础及振动案例分析进行更详细的讨论。
首先，频谱分析的理论基础涉及信号的傅里叶变换。
傅里叶变换是一种将信号从时域转换到频域的变换方法，用于分析信号的频率成分。
对于一个连续的实际信号x(t)，其傅里叶变换可以表示为：X(f) = ∫[x(t) * exp(-2πift)]dt其中，X(f)为信号在频率为f时的复数幅度。
通过计算信号x(t)在不同频率上的傅里叶变换，就可以得到信号的频谱分布情况。
功率谱密度也是频谱分析的重要理论基础。
信号的功率谱密度描述了信号在不同频率上的功率分布情况。
对于一个随机平稳信号x(t)，其功率谱密度可以通过自相关函数R(τ)进行计算，即：S(f) = Lim(T -> ∞) [1/(2T)] * ，F{∫[x(t) * exp(-2πift)]dt}，²其中，F{}表示傅里叶变换，S(f)为信号在频率为f时的功率谱密度。
功率谱密度可以用来反映信号在不同频率上的能量分布情况，从而了解信号的频谱特性。
频谱分析方法包括离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)等。
DFT是将连续信号的傅里叶变换转化为离散信号的变换方法，通过对信号进行采样和截断来获得有限长度的离散信号，进而进行频谱分析。
FFT是DFT的一种高效实现方法，能够快速计算信号的频谱。
振动案例分析是频谱分析的一个重要应用领域，主要用于研究物体的振动特性以及故障诊断。
在实际工程中，振动往往是由于机械结构的不平衡、不稳定或者故障引起的。
频谱分析方法可以通过分析振动信号的频谱特性，进一步判断振动是否正常以及故障的类型和原因。
随机振动案例讲解
工作中钻机钻杆的随机振动分析
一、钻机的工作原理
钻机（drill）是在地质勘探中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。又称钻探机。主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。
而在时间T内发生的各种应力幅值的总平均损伤为
令
如果有可用的N－S曲线，即可计算出T来。
四、心得体会
刚接触随机振动与模态分析时，我便眼前一亮，这不正是一门化理论知识为实际应用的学科吗？！于是我准备认真学习这门课程，为今后的研究或者工作积累一点经验。但由于课程时间短，课程容量大，我也没能够完全吸收这门课程的精髓，只是对随机振动与模态分析有了浅显的认识。
二、工作时的随机激励
孔底岩石表面凹凸不平，使得工作中的钻机产生垂直方向的位移变动，岩石表面的凹凸不平是随机的，它对钻机产生随机激励。如果这种激励过大，将导致驾驶员感到不适，同时也导致结构产生疲劳破坏。
孔底岩石表面凹凸不平，使得工作中的钻杆产生垂直方向的位移变动。岩石表面的凹凸不平是随机的，它对钻机产生随机激励，钻杆会产生竖向随机振动。利用现代随机过程理论和已知的振动理论方法，可弄清具体的孔底反作用力。这样，就可用数学方法来确定钻头齿同孔底互撞时牙轮钻机钻杆的幅频特性和它的共振状态。
傅立叶积分是傅立叶级数在周期趋于无穷大时形式上的极限，傅立叶级数给出了一个周期振动的频率成分（一系列的谐波分量），而傅立叶积分给出了一个非周期振动的频率成分。 和 的量纲为x的量纲，而 和 的量纲为 的量纲。
对于一个非周期振动的时间函数x(t)，傅立叶级数展开方法已不适用。这就需要利用该过程的自相关函数 作傅立叶分析得到解决。其原因是自相关函数能间接的给出包含在随机过程中的频率信息。如果对随机过程X(t)的零点进行调整，使得X(t)的平均值 ，并假定没有周期分量，那么
对齿轮故障的振动诊断技术的应用及案例分析
目录摘要 (1)关键词 (1)引言 (1)一、齿轮故障诊断原理 (1)二、现场监测与故障诊断 (1)(一)冷轧厂开卷设备及重要材料参数 (1)(二)测试参数及测点布置 (2)(三)故障分析 (2)(四)诊断结论 (3)三、啮合频率及其谐波 (4)四、幅值调制和频率调制所构成旳边频带 (4)(一)幅值调制 (4)(二)频率调制 (5)五、由齿轮转频旳低次谐波构成旳附加脉冲 (5)六、由齿轮加工误差形成旳隐含成分 (5)(一)某采油平台原油外输泵（螺杆泵）传动齿轮局部断齿 (5)(二)某浮式储油轮热介质提高泵齿轮啮合不良 (6)结语 (6)道谢 (7)参照文献 (7)浅析齿轮故障诊断及技术分析摘要: 齿轮故障一般具有相似旳现象, 即振动和噪申明显增长, 但产生齿轮故障旳原因却很难从表象作出判断。
本文从振动分析旳角度论述齿轮振动旳时域与频域特性, 并结合实测案例进行分析。
关键词: 齿轮故障；振动特性；时域；频域；案例分析引言：简述了齿轮故障诊断旳原理, 并通过冷轧厂开卷机齿轮故障旳诊断实例, 论述了齿轮故障诊断旳措施, 并深入阐明了齿轮故障诊断技术在现场中旳应用。
齿轮旳运行状况直接影响整个机器或机组旳作, 因此, 齿轮是现场监测和诊断旳重要对象。
对齿轮故障诊断旳经典措施是振动频谱分析, 它以老式旳振动理论为根据, 运用诊断仪器对其振动旳数据和波形进行采集, 然后进行分析诊断, 找出其故障旳原因和所在旳部位。
本文从齿轮故障诊断旳原理手, 通过对冷轧厂开卷机大齿轮箱旳异常振动进行振动分析及故障诊断来简介齿轮故障诊断技术在场旳应用。
一、齿轮故障诊断原理一对齿轮副可以看作是一种振动系统, 按照傅里叶变换旳原理, 可将齿轮旳振动信号分解为若干个谐波分量之和。
当齿轮发生故障后, 齿轮旳啮合刚度减少, 从而产生强烈旳振动, 测得旳振动信号畸变加剧, 在频谱图上, 啮合频率处旳谱值会明显增大, 而故障齿轮旳振动信号往往体现为回转频率对啮合频及其倍频旳调制, 调制频率即齿轮轴旳回转频率。
电梯振动案例的分析及解决方案
质量技术监督研究2019年第2期（总第62期）Quality and Technical Supervision ResearchNO.2.2019General NO.62电梯振动案例的分析及解决方案魏李平（福建省特种设备检验研究院泉州分院，福建 泉州 362000）摘要：引起电梯振动的原因复杂多样，文中以一台振动的电梯为案例，使用EVA-625对其进行检测并对测得曲线进行深入分析，根据分析结果有针对性对整台电梯进行问题排查，找出产生振动的原因，并提出相应的解决方案。
关键词：电梯振动；案例分析；EVA-625收稿日期：2018-12-04作者简介：魏李平，男，福建省特种设备检验研究院泉州分院，检验师，工程师1引言电梯作为一种垂直运输工具，与人们的生活息息相关。
载人客梯的安全性和舒适性现如今也越来越受到注重。
当乘客在乘坐电梯时，若发现电梯在振动，感觉摇摇欲坠，势必会引起恐慌。
[1]因此，必须对整台设备进行全方位排查，找出引起振动的因素并全部消除，让电梯恢复平稳运行的状态。
文中以某大厦一台运行时有振动的电梯为案例进行分析，并提出相应的解决方案。
2案例分析某大厦有一台乘客电梯运行时振动异响严重，舒适感差。
该电梯主要参数为速度1.75m/s，12层12站，额定载重为1000kg。
在现场采用EVA-625电梯运行品质检测分析仪进行测试。
现场测试数据导入电脑，用EVA875软件对测试数据及波形图进行分析，根据相关波形图对电梯的运行质量及性能进行评估。
测试时先取下EVA-625仪器盒内的三个可旋转螺丝，将这三个螺丝分别旋到仪器底部对应的位置，确保仪器处于三点支撑的平面上，均匀受力。
[2]然后将EVA-625放在轿厢中心位置，如图1所示，X 轴指向轿门，Y 轴指向右侧导轨，Z 轴朝上。
该台电梯从一楼运行至十二楼的现场测试出波形图如图2、频谱图如图3所示。
由图2可以看出X、Y、Z 轴的波形图均未出现规律性的振动，在乘坐时也没有低沉的共鸣，结合频谱分析可以初步判断出该梯不存在明显的共振抖动。
减速机振动异常原因及振动频谱数据浅析
减速机振动异常原因及振动频谱数据浅析摘要：在众多工业领域生产过程中，减速机属于常见的机械设备，齿轮是减速机中的关键部件。
在实际工作中，齿轮的工作状况与减速机整体运行有着密切的关系，一旦齿轮出现异常，将会影响减速机设备的运行，甚至威胁减速机运行阶段的安全性。
关键词：减速机；震动1 减速机设备振动异常原因及案例1.1 减速机设备振动异常的原因导致减速机设备振动异常的原因较多，比如：齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿轮断齿、齿轮偏心等。
设备振动异常的原因可划分为齿轮磨损、齿轮裂纹、齿面断齿、齿面偏心、齿轮不对中5种原因。
1.1.1 齿轮磨损在减速机设备内齿轮属于关键部件，是减速机设备力传动的核心，随着使用时间的增加，齿轮受到不断承载冲击、润滑油内杂质等因素的影响，齿轮表面会出现不同程度的磨损，一般会有摩擦磨损、粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损4种。
当齿轮磨损后表现出的故障信息，频谱中会有被故障齿轮激起齿轮本身的固有频率，并在齿轮的固有频率两侧分布有故障齿轮转轴频率的边频带，不过最为明显的表现是振动总量会增加，频谱中的2倍、3倍齿轮啮合频率分量幅值增加速度会很快，比1倍啮合频率幅值增长速度更快，因此，我们经常以分析各阶频谱分量的增长速度，如高次谐波分量比基频增长速度快，来判定齿轮的磨损故障。
在磨损后期，啮合频率两侧边带的幅值会很高、边带数会增加，因此，边带分析比啮合频率能更好地反映出齿轮磨损状态。
1.1.2 齿轮裂纹减速机长期受到承载力冲击的影响，齿轮啮合在载荷的多次重复咬合作用下，轮齿弯曲应力超过弯曲持久极限时，齿根部分因超出材料疲劳极限，将产生疲劳裂纹。
当齿轮出现裂纹时会在振动频谱中出现以n*转频为主的频域特性信号，一般在低频阶段。
在时域波形中会体现出以齿轮旋转频率为周期的冲击脉冲信号。
1.1.3 齿轮断齿当齿轮裂纹逐渐延伸，齿轮无法承受传动载荷时，最终将引起断齿现象。
当齿轮在工作中受到严重的冲击、偏载以及材质不均匀等其他因素也会造成齿轮断裂现象。
《振动分析基础》课件
车辆的振动分析
总结词
车辆的振动分析是研究车辆动态特性和提高乘坐舒适性的重要手段，主要关注车辆的平顺性和稳定性 。
详细描述
通过对车辆进行振动测试和分析，可以评估车辆在不同路况下的平顺性和稳定性，优化车辆悬挂系统 和轮胎设计，提高车辆的乘坐舒适性和行驶安全性。同时，还可以研究车辆的动态特性，为车辆的主 动和半主动控制提供依据。
05
振动分析案例研究
机械设备的振动分析
总结词
机械设备的振动分析是振动分析中应用最广泛的一类，通过对机械设备振动特 性的研究，可以预测和解决设备运行中的问题，提高设备稳定性和可靠性。
详细描述
机械设备的振动分析主要研究设备的振动特性、振动源、传递路径和振动对设 备性能的影响。通过测量和分析设备的振动数据，可以识别出设备的故障模式 、预测设备寿命，优化设备设计和改进设备维护策略。
振动分析的重要性
振动分析在工程领域中具有重要意义 ，如机械设备的故障诊断、结构安全 评估、噪声控制等。
VS
通过振动分析，可以深入了解物体的 动态特性，为优化设计、提高产品质 量和可靠性提供依据。
振动分析的应用领域
机械制造
振动分析用于检测机械设备的 工作状态，预防故障发生，提
高生产效率。
航空航天
振动分析用于评估飞行器的结 构安全性，优化设计，降低噪 音和振动对乘客的影响。
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混合控制技术
混合控制技术是指结合主动和被动控制技术的优点，以提高减振效果的 控制技术。
混合控制技术可以同时使用主动和被动元件，通过主动元件提供反向振 动来抵消原始振动，同时利用被动元件提供额外的阻尼和隔振效果。
混合控制技术可以综合主动和被动控制技术的优点，提高减振效果，但 需要设计合理的控制系统和元件参数，成本也相对较高。
水泵振动数据分析报告(3篇)
第1篇一、前言水泵作为工业生产中常用的机械设备，其运行稳定性和安全性对整个生产过程至关重要。
然而，在实际运行过程中，水泵可能会出现振动现象，这不仅会影响水泵的正常工作，还可能导致设备损坏和安全事故。
为了确保水泵的安全运行，本文通过对水泵振动数据进行采集、分析，对水泵振动原因进行探讨，并提出相应的解决措施。
二、水泵振动数据采集1. 数据采集设备本次水泵振动数据采集采用加速度传感器和振动分析仪。
加速度传感器用于测量水泵的振动加速度，振动分析仪用于实时采集和分析振动数据。
2. 数据采集方法首先，将加速度传感器安装在泵体上，确保传感器与泵体接触良好。
然后，启动水泵，使其进入稳定运行状态。
在此过程中，通过振动分析仪实时采集水泵的振动数据，包括振动加速度、振动速度、振动位移等。
三、水泵振动数据分析1. 振动频率分析通过对水泵振动数据进行分析，可以得到水泵的振动频率。
通常情况下，水泵的振动频率与电机转速、叶轮转速等因素有关。
在本案例中，水泵振动频率为50Hz，与电机转速相符。
2. 振动幅值分析振动幅值是衡量水泵振动强度的重要指标。
通过对振动数据进行分析，可以得到水泵在不同工况下的振动幅值。
在本案例中，水泵在正常运行状态下的振动幅值为0.5mm，属于正常范围。
3. 振动相位分析振动相位分析有助于判断水泵振动原因。
在本案例中，通过对振动相位进行分析，发现水泵振动相位主要分布在0°和180°，表明水泵振动主要来源于电机和叶轮。
4. 振动频谱分析振动频谱分析可以直观地展示水泵振动频率成分。
在本案例中，水泵振动频谱图显示，振动频率主要集中在50Hz及其倍频，这与电机转速有关。
四、水泵振动原因分析1. 电机问题电机问题可能导致水泵振动，如电机不平衡、轴承磨损、定子线圈故障等。
在本案例中，振动相位分析显示水泵振动主要来源于电机和叶轮，因此，电机问题可能是导致水泵振动的主要原因。
2. 叶轮问题叶轮问题也可能导致水泵振动，如叶轮不平衡、叶轮磨损、叶轮变形等。
转动设备振动频谱分析案例
蚀性气体或液体需要做好防护措施。
同时，由于控制系统含有精密仪器，安装前，还需要对这些仪器仪表进行质量检验和精度校准，保证计量时的准确度，并加装必需的保护装置，保障人身和设备安全，保障电气设备可靠运行。
安装完成后，需要对设备进行合理地维护，针对设备缺陷有有效的应对方案，同时保证设备检修的及时性和效率，提高电力系统的可靠性和稳定性。
参考文献［1］齐书可.电气设备自动化控制中PLC技术的应用研究［J］.科技经济市场，2019（1）：4-5.［2］李建奇.电气设备自动控制系统中的PLC技术运用［J］.无线互联科技，2018，15（24）：131-132，135.［3］徐小燕.电气设备的自动控制设计［J］.科技资讯，2018，16（33）：57-58.［4］董敏.电气设备安装及调试过程中质量控制措施［J］.低碳世界，2018（11）：38-39.［5］王辉.关于电气调试中电子电路的干扰问题分析［J］.计算机产品与流通，2018（9）：73.［6］王维平.变电站的电气设备安装和调试经验谈［J］.智能城市，2018，4（17）：149-150.〔编辑叶允菁〕转动设备振动频谱分析案例韩国良(大庆炼化公司电仪运行中心,黑龙江大庆163000)摘要：旋转机械广泛应用振动信号进行诊断的方法不仅简便可行,而且经过不断实践、研究,积累的经验和技术已经比较成熟。
当一台设备发生振动故障时,为了准确快速地寻找故障原因,解决振动问题,就需要采集振动信号,运用频谱分析方法来进行分析。
本文通过一些实际案例来说明如何进行振动频率分析、故障诊断、处理。
关键词：频谱；不平衡；不对中；基础刚性不足中图分类号：TQ053文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.07D.1350引言在化工生产中由机械振动引起的设备损坏率很高，设备损坏的严重程度又与振动的大小有直接关系。
而振动信号中又包含着丰富的设备状态信息，通过振动采集设备可以采集到设备振动的时域波形，再通过傅里叶变换转换成频域谱图，通过频域谱图就可以发现一些设备运行的特征频率，不同的特征频率往往对应着一定的故障类别。
振动常见问题和实例
实例1-4725RPM多级离心式给水泵加速度谱
加速度频谱图中7倍转速频率（动叶数量为7片）及其2、3倍频都很明 显，相比之下一倍转速处几乎可以忽略。使用加速度频谱容易导致忽 略转子平衡问题！
问题2
为什么电机的滚动轴承已经严重损坏，而瓦 振位移或者速度值仍然很小？应该采用什么 方法来早期发现滚动轴承的损坏？
？
答案2
通常电动机的壳体非常坚固厚重，所以其滚动轴承损 坏造成的常规振动位移和速度值增长很小。 对于电动机的滚动轴承应该采用gSE尖峰能量测试技 术来测试和早期发现滚动轴承的故障信号。
解释2
滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 四 个 阶 段
第一阶段
只是 g SE有明显指示
第二阶段
g SE明显增大，开始出现轴 承零件共振频率并伴有1X转 速频率边带
实例5-低谱线数和高谱线数频谱对比
400线频谱图中显示频谱成份为 一倍频和二倍频，但是振动总值 不大，电机运行正常，无故障征 兆。
高谱线数的频谱图表明普通频谱图中 一倍频的一根谱线其实为三根谱线的 合成，左右两根高幅值边带表明电机 严重转子条故障。
问题5
使用动圈式速度传感器和压电晶体加速度型
传感器测试的振动频谱、波形有差异吗？如
齿轮啮合频率Fm=N0Z0 =N1 Z =4341.3赫兹
齿轮边带频率Fb=Fm±i N0或 Fm ±i N1
振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息
电动机转子动平衡 电动机与大齿轮轴联轴器对中
齿轮箱
电机转速N0=1480转/分=24 . 6667赫兹 压缩机转速N1=6854 .7转/分=114 . 245赫兹
问题11
总线等通讯方式集成振动数据到DCS应用现状 和前景如何？