振动分析典型图谱--基础松动
振动基础知识 ppt课件
传感器质量较大，对小 型对象有影响。
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典型的磁电速度传感器及其特性
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压电加速度传感器
测量非转动部件的绝对振 动的加速度。
适应高频振动和瞬态振动 的测量。
接收形式：惯性式 变换形式：压电效应 典型频率范围：0.2Hz~10kHz
线性范围和灵敏度随各种不同型号 可在很大范围内变化。
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基频分量的幅值和相位
基频是转速频率，记作 1R。 基频分量的幅值与转子的不平衡大小有关。 基频分量的相位与不平衡在转子上的方位有
直接对应关系。 基频大小和相位由基频分析仪或频率分析方
法求得。
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键相与相位参考脉冲
参考脉冲
K’ K
t 1转
在转子上刻印键相标记K ，在轴承座上布置键相传感器K （光电式或涡流式），其输出为相位参考脉冲。
初始激励
振动系统
自由振动
持续激励 单自由度 多自由度 强迫振动
由初始激励引起的响应，称为自由振动。
由持续激励引起的响应，称为强迫振动。
从响应中能看出系统的模态特性。
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单自由度系统的自由振动
它是模态振动。 振动的频率等于系统的固有频率。 振幅大小决定于初始激励（初始位移和初
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多自由度系统的强迫振动
第1阶共振
第3阶共振
振
幅
第2阶共振
激励频率f
与多个固有频率对应，有多个共振峰。
某一阶共振时，该阶振型占主导地位，呈现为该 阶模态振动。
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旋转机械振动测量框图
十五种常见的设备振动故障及其特征频谱
十五种常见的设备振动故障及其特征频谱2020.2.3∙以下十五种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°。
常见的15种振动故障及其特征频谱
常见的15种振动故障及其特征频谱十五种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°。
振动分析基础讲义1
六、正向推理诊断分析（明确振动故障范围）……………………… 七、设备信息及故障信息的收集……………………………………… 1、设备的型号、各项参数…………………………………………… 2、设备的基本机构、性能、用途…………………………………… 3、设备的工艺参数…………………………………………………… 4、设备轴承形式……………………………………………………… 5、联轴器形式………………………………………………………… 6、齿轮箱情况………………………………………………………… 7、故障发生的经过…………………………………………………… 8、设备的运行及检修历史…………………………………………… 八、故障原因的直观寻找……………………………………………… 九、做好故障诊断的客观因素…………………………………………
第七节 设备振动标准参考………………………………
一、国际标准化组织标 ……………………………………………… 1、ISO7919-1~5 非往复式机器的机械振动----在旋转轴上的测
量和评价 …………………………… ………………………………… 2、ISO10816-1~6 机械振动----在非旋转部件上测量和评价机器
1、齿磨损故障……………………………………………………… 2、齿轮的负载故障………………………………………………… 3、齿轮偏心和齿隙游移…………………………………………… 4、齿轮不对中故障………………………………………………… 5、齿断或齿裂故障………………………………………………… 6、轴承配合松动…………………………………………………… 十四 转子或轴裂纹的诊断……………………………………………
第三节 故障诊断的思路、方法 …………………………
一、状态监测和故障诊断广义上讲涉及到社会领域的各个方面…… 二、减少设备故障发生，准确判断故障原因是我们故障诊断分析的 任务……………………………………………………………………… 三、检测仪器及检测方法的局限性和片面性………………………… 四、现场设备的分类及监测…………………………………………… 五、反向推理诊断分析…………………………………………………
机械设备典型故障的振动特性(31页)
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.
? 在间隙达到出现碰撞前 , 振动主要是1X 和2X；出现碰撞后, 振 动将出现大量谐频。
C. 轴承在轴承座内松动或部件配合松动
子
两个转子中心连线方向上产生较大的 1X 振动；偏心泵除产
生1X振动外，还由于流体不平衡会造成叶轮通过频率及倍
频的振动。
? 垂直与水平方向振动相位相差为0或180。
? 采用平衡的办法只能消除单方向的振动。
轴向
轴
典型的频谱
弯
相位关系
? 振动特征类似动不平衡，振动以 1X为主，如果弯曲靠近联轴
节，也可产生 2X振动。类似不对中、通常振幅稳定，如果 2X
相差180。
? 通过找对中无法消除振动，只有卸下轴承中心安装。
? 如果联轴节的短节过长或过短，通常会产生明显的 3X振
不
动。
对
? 齿型联轴节卡死会引起轴向和径向振动 , 通常轴向大于 径向, 频谱以 1X 为主, 兼有其它谐频，也有出现 4X 为
中
主的实例.
? 振动随负荷而变，1X明显。
? 松动的联轴节将引起啮合频率及叶片通过频率的振动 ,
对
中
径向
典型的频谱
相位关系
? 平行不对中的振动特性类似角不对中，但径向振动较大。
B
? 频谱中2X较大，常常超过1X，这与联轴节结构类型有关。
合成103-JBT异常振动图谱(精)
合成103-JBT异常振动图谱请大家分析导致异常振动的原因：第一点（透平进口侧）第二点（透平出口侧）转速轴位移点轴心轨迹图1点轴心轨迹图合成103-JBT异常振动图谱晕死我了图片格式还要转换，又搞了半天。
强烈建议上传图片的格式多一点。
或者直接粘贴过去，或者开通批量上传。
这台透平也就是大氮肥的103-JBT中压透平，振动有点奇怪，随负荷变化明显，有段时间负荷高时，振动飙涨，快要达到跳车了，工艺在打扫卫生时无意中发现，在底座上冲水，振动尽然能下降10um左右，此现象不知道怎么解释。
7月份发现振动异常涨高，我们自己通过诊断，拿不中是什么原因，振动值一直在50~70um间随负荷变化，后来请西工大贝尔实验室的博导和一名博士进行现场诊断，诊断后给出的结论是立刻检修，但是我们把他们的结论作为参考，原装英文资料上写得是3mil跳车联锁，于是一直开到现在。
我们自己的分析是：轴承肯定有问题，其中有一瓦块松动，同时转子存在不平衡。
真正原因是不是这样，目前无法验证。
不过马上就可以验证了，设备连续运行了437天，终于要大修了！请各位同行大胆的预测吧，注：油温、油压没有任何变化。
大修后我会把正真的原因上传。
附件 1.jpg(41.96 KB) 2008-11-7 23:14图2.jpg(41.79 KB) 2008-11-7 23:14 图3.jpg(41.85 KB) 2008-11-7 23:14 图4.jpg(40.68 KB) 2008-11-7 23:14 图5.jpg(29.96 KB) 2008-11-7 23:14 图6.jpg(29.22 KB) 2008-11-7 23:14 图7.jpg(48.2 KB) 2008-11-7 23:14 图8.jpg(58.41 KB) 2008-11-7 23:14 图9.jpg(44.08 KB) 2008-11-7 23:14 图合成103-JBT异常振动图谱轴位移有变化并且相当大，主要是在负荷发生变化时。
振动试验基本知识及振动图像和波动图像
专业知识1、振动试验基本知识1.1 振动试验方法试验方法包括试验目的，一般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等几个主要部分。
为了完成试验程序中规定的试验，在振动试验方法中又规定了“正弦振动试验”和“随机振动试验”两种型式的试验方法。
正弦振动试验正弦振动试验控制的参数主要是两个，即频率和幅值。
依照频率变和不变分为定频和扫频两种。
定频试验主要用于：a）耐共振频率处理：在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上，施加规定振动参数振幅的振动，以考核产品耐共振振动的能力。
b）耐予定频率处理：在已知产品使用环境条件振动频率时，可采用耐予定频率的振动试验，其目的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能力。
扫频试验主要用于：●产品振动频响的检查（即最初共振检查）：确定共振点及工作的稳定性，找出产品共振频率，以做耐振处理。
●耐扫频处理：当产品在使用频率范围内无共振点时，或有数个不明显的谐振点，必须进行耐扫频处理，扫频处理方式在低频段采用定位移幅值，高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描，其交越频率一般在55-72Hz，扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。
●最后共振检查：以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后，各共振点有无改变，以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。
随机振动试验随机振动试验按实际环境要求有以下几种类型：宽带随机振动试验、窄带随机振动试验、宽带随机加上一个或数个正弦信号、宽带随机加上一个或数个窄带随机。
前两种是随机试验，后两种是混合型也可以归入随机试验。
电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。
1.2 机械环境试验方法标准电工电子产品环境试验国家标准汇编（第二版）2001年4月汇编中汇集了截止目前我国正式发布实施的环境试验方面的国家标准72项，其中有近50项不同程度地采用IEC 标准，内容包括：总则、名词术语、各种试验方法、试验导则及环境参数测量方法标准。
其中常用的机械环境试验方法标准：（1）GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击（2）GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Eb和导则：碰撞（3）GB/T 2423.7-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ec和导则：倾跌与翻倒（主要用于设备型产品）（4）GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed和导则：自由跌落（5）GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）（6）GB/T 2423.11-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fd：宽频带随机振动——一般要求（7）GB/T 2423.12-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fda：宽频带随机振动——高再现性（8）GB/T 2423.13-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fdb：宽频带随机振动——中再现性（9）GB/T 2423.14-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fdc：宽频带随机振动——低再现性（10）GB/T 2423.15-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ga和导则：稳态加速度（11）GB/T 2423.22-1986 电工电子产品基本环境试验规程温度（低温、高温）和振动（正弦）综合试验导则（12）GB/T 2423.24-1995 电工电子产品环境试验温度（低温、高温）/低气压/振动（正弦）综合试验导则GJB150.1～150.20-86 军用设备环境试验方法标准中共包括1个总则和19个试验方法，以美国军用标准MIL-STD-810C或810D为依据制订，其中涉及机械环境试验的是：（1）GJB150.15-86 军用设备环境试验方法加速度试验（2）GJB150.16-86 军用设备环境试验方法振动试验（3）GJB150.17-86 军用设备环境试验方法噪声试验（4）GJB150.18-86 军用设备环境试验方法冲击试验（5）GJB150.20-86 军用设备环境试验方法飞机炮振试验依据MIL-STD-810F修订的GJB150即将颁布。
振动宝典--振动故障分析基础知识整理
振动宝典--振动故障分析基础知识整理振动信号分析的3个方面1,振动频率分析2,分析振幅的方向特性3,分析振幅随转速变化的关系日本石化旭的AMD 振动绝对标准A. 最好平衡及对中最好状态0--1.5mm/sB. 良好有微小缺陷，修理不经济1.5--4.0mm/sC. 注意为了防止磨损，要考虑检修4.0--8.0mm/sD. 严重发生大缺陷，将出故障需检修8.0--16.0mm/sE. 危险要立即停机16mm/s以上不平衡的典型特征诊断具有较高的径向振动.时域波形和频谱图上均具有稳定的1XRPM分量，在1XRPM上的幅值随转速稳定的增加，在2XRPM,3XRPM等处幅值较低。
具有较低的轴向振动不平衡对转速的变化最敏感（与转速平方成正比）。
测量Fmax 设置在500HZ 以下；速度频谱图；加速度时域图检查径向振动频谱图上是否有1XRPM峰值如果出现了其他的谐波成分，请考虑其他故障频谱分析1倍频峰值很大，较少伴随其它倍频无其它较大峰值出现采用细化分析或同步平均确认1倍频峰值特征1倍频水平方向与垂直方向峰值比不超出3:11倍频轴向振动远远低于径向振动相位分析同一轴承座水平方向与垂直方向测得的相位差约为90°轴两端水平方向（垂直方向）测得的相位相同或相反相位数据相对稳定：15°－20°不平衡振动在相位上保持恒定不变，与转速同步不同转子不平衡阵形曲线不对中的典型特征诊断具有较大的轴向和径向振动在1X， 2X或3XRPM处会出现稳定的峰值，在4到10XRPM处谐波成分较低，时域波形中没有“g”形冲击。
不对中振动随负荷的增加而成正比增加，但转速影响不大。
测量Fmax 设置在500HZ 以下；速度频谱图；加速度时域图轴向和径向振动频谱图上是否有1X，2X或3XRPM峰值，若无明显的峰值，请考虑其他故障。
检查轴向和径向振动的频谱图的4-10RPM处的峰值，若较大，则可能是松动。
检查时域波形是否稳定，是否有较大的“g”形冲击若时域波形不稳定或显示有冲击，则考虑其他故障相位分析角度不对中时，联轴器两端轴向相位差180°（±30°）平行不对中时，联轴器两端径向相位差180°（±30°）角度不对中的轴向1倍频峰值非常高平行不对中的径向2倍频峰值非常高组合不对中的轴向和径向峰值都高不对中与负荷及转速的关系机械松动检测与确认诊断具有较大的径向（特别是垂直方向）的振动。
第24讲振动详解
（1） 振幅
A xmax
x
A o
A
xt图
Tt
T 2
（2） 周期、频率
x Acos(t ) Acos[(t T ) ]
周期 T 2π
x
注意
A
弹簧振子周期 o
A
T 2π m k
xt图
Tt
T 2
x Acos(t ) Acos[(t T ) ]
频率 f 1
T 2π
x
在 Oxy平面内绕点 O作逆时针方向的
匀角速转动，其角
速度 与振动频率
相等，这个矢量就 叫做旋转矢量.
x Acos(t )
点旋以转o矢为量原A
的端点在 x轴
上的投影点的
运动为简谐运
动.
t 0
o
A
x0 x
x0 Acos
点旋以转o矢为量原A
的端点在 x轴
上的投影点的
运动为简谐运
动.
t t
t 0, x0 0.04 m, v0 0 求（1）t 1.0 s, x, F
解 A 0.08 m 2 π π s1
T2
t 0，x0 0.04 m
代入 x Acos(t )
π
3
v0 0
π
3
A
π 3
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
π
3
x 0.08cos(π t π) 23
o
A
t
x
x Acos(t )
点旋以转o矢为量原A
的端点在 x轴
上的投影点的
运动为简谐运
动.
y
vm t π
2
t an
A
振动图谱分析培训课件
倍频
频振动频率是6000/60=100HZ（每秒钟转速）。工频振动又叫基频振动。 倍频是指不管转速如何变化，它们之间总保持着一定的联系，这种联系是成倍 数关系的。
共振
共振是转子的频率与转子固有频率相同所引起的振幅显著增加。
边频
在主频率两边产生有规律的频率。
振动图谱
在振动频谱里，每个点的单位是Hz，代表每一个物体频率，例如100Hz点BF扭转轴频率，扭转轴每秒钟转速100圈； 如果是齿轮，皮带轮或叶轮，频率就等于他们每秒钟的转速乘以齿数/叶片数；皮带频率等于皮带轮/皮带齿数； 振动频谱取值一般要包含设备上所有频率，最低频率和最高频率，频率范围越大，方波所代表的带宽越长，所以，我们一般不 会将上线无限放大，而是取适中值。
预知维护-振动图谱分析知识培训
金宇轮胎--设备保全部—刘建 2015年7月
不平衡 不对中 轴弯曲
振动
摩擦
轴承 故障
齿轮 故障 其他
有一些设备缺陷会放 大机械振动（但不是 产生振动的原因） 其他包括： 1、松动 2、共振
工频振动
工频振动表示与所测机器转子的旋转频率相同的正弦振动的幅值。对于工作转 速为6000r/min 的机器，工
包络检波与Peakvue的区别
• • 包络检波和Peakvue之间的区别： 包络检波寻找的是高频信号（载波）被低频信号调制的现象。轴承故障产生 的冲击是高频信号（载波），但冲击信号的间隔（也即故障频率BPFI或BPFO 等）却是低频事件。 Peakvue寻找的是金属直接直接接触时产生的高频应力波。当滚珠通过缺陷 区时，由于油膜中断会使金属直接碰撞产生应力波。应力波会以光速向各个 方向发散，就像池塘里丢一块石子后水面的波纹向四周扩散。Peakvue利用 专利技术来捕获每个应力波事件的幅值、持续时间和重复比率。换句话说， Peakvue并不在乎载波或共振，Peakvue找寻的应力波大概在1000HZ以上，由 金属之间相互碰撞时产生。 包络检波可以告诉你轴承是否存在轴承故障，存在何种故障（内圈还是外 圈），但它不能告诉你这个轴承故障到底有多严重。因为包络检波后的时域 波形是没有用的。包络检波的主要作用是检测轴承早期故障。事实上，并不 是有早期故障的轴承就该更换的，也许它还可以用个5年以上。 Peakvue技术可以告诉你轴承是否存在轴承故障，存在何种故障（内圈还是 外圈），而且最重要的它可以告诉你这个轴承故障到底有多严重。Peakvue 可以检测早期轴承故障，而且跟踪Peakvue时域波形的峰峰值趋势就可以准 确跟踪轴承的损坏程度。 对于实际维修工作中，轴承故障到底有多严重是我们最为关注的。
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类型A频谱是机器地脚，底板或基础的结构松动/减弱引起的，或者由基础上恶化的水泥浆，松动的地脚螺栓、或者框架或者基础变形（即软脚）引起的。
相位分析可以揭示在螺栓、机器地脚、基础底板或者基础本身垂直方向测量之间的相位差约90度到180度。
类型B频谱通常是由螺栓松动引、框架结构或轴承座裂纹引起的。
类型C频谱通常是由零部件之间配合不良引起的，由于松动的零部件对转子的动态力产生非线性的响应，所以，将产生许多谐波频率。
引起时域波形截断和在频谱中提高噪声地平。
类型C往往是由轴承衬套在其盖内松动、轴承松动和在轴上旋转。
滑动轴承或滚动轴承间隙过大，叶轮在轴上松动等引起的。
类型C的振动相位往往是不稳定的，这一次测量到下一次测量可能变化很大，尤其是如果转子在轴上的位置从这一次到下一次起动漂移的话。
机械松动往往是非常定向的，在一个轴承座的径向方向每隔30度测量的振动值完全不同。
而且，松动往往引起精确的1/2倍或1/3倍转速频率的亚谐波频率（0.5、1.5、2.5等等）
类型A 类型B 类型C
案例分析：
对数谱
设备：电机－联轴器－水泵（多级泵、两端支撑）
现状：电机轴承频繁损坏（运转一周左右），设备不能正常备用。
根据奇数倍频及其谐波高于偶数倍频及现场情况，诊断为基础故障。
现场检查情况：水泵侧地脚螺栓没有正常栽在水泥基础里，而是焊接在基础之上的铁板上。
重新制作基础及地脚螺栓后，设备运行正常。