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1、靜不平衡

特征:徑向1X波峰(垂直或水平方向上)。
如果機器失去平衡我們將得到頻率等于轉(zhuǎn)速的正弦時域波形,在轉(zhuǎn)速頻率(1X)處有一個高峰。的不平衡模型是將轉(zhuǎn)動軸的重心簡化到一個點。這種不平衡稱為靜態(tài)不平衡,因為即使是在旋轉(zhuǎn)體不旋轉(zhuǎn)的情況下也能夠表現(xiàn)出來,如果將其放在沒有摩擦的軸承中間,重心位置將自動回轉(zhuǎn)到位置。靜態(tài)不平衡將會在旋轉(zhuǎn)軸的兩個承載軸承上產(chǎn)生一個1X頻率的作用力,作用于兩個軸承上的作用力的方向總是相同。從這兩個軸承上采集到的振動信號同相。
2、偶不平衡:

特征:徑向1X波峰(垂直或水平方向上)。
如果機器出現(xiàn)不平衡我們將得到頻率等于旋轉(zhuǎn)速度的正弦時域波形,頻譜上在轉(zhuǎn)速頻率(1X)處會產(chǎn)生一個高峰。一個旋轉(zhuǎn)體如果存在偶不平衡,就有可能形成靜態(tài)平衡(放置在無摩擦的軸承上旋轉(zhuǎn)體看起來好像剛好平衡)。但當(dāng)旋轉(zhuǎn)體發(fā)生旋轉(zhuǎn)的時候,就會在它的兩個承載軸承上產(chǎn)生離心作用力,并且它們的相位相反。(作用力相反)
3、垂直安裝轉(zhuǎn)子不平衡

特征:徑向1X波峰(水平方向上)
當(dāng)在徑向(水平或切線方向)測量時,頻譜又將顯示出強一倍頻(1X)波峰。為了從泵的不平衡中分離出馬達不平衡,可能需要將兩者拆解開來,單獨使馬達旋轉(zhuǎn),檢測其1X頻譜。如果1X處的振幅依然很高,那么故障就出在馬達上,否則故障就出在泵上面。
4、懸臂轉(zhuǎn)子不平衡

特征:軸向和徑向上高強度1X波峰(垂直或水平方向上)。
在外懸或懸臂式機器中,可以檢測到在水平、垂直和軸向上的高幅1X振動。我們能夠檢測到高幅1X振動是因為不平衡使軸發(fā)生彎曲,使得軸承座在軸向發(fā)生移動。常見的懸吊式旋轉(zhuǎn)體有短聯(lián)軸器泵、軸向排風(fēng)的風(fēng)扇和小型渦輪機。(相位不穩(wěn)定)注意和軸承偏翹區(qū)分
5、平行不對中

特征:徑向2X波峰,徑向1X低幅波峰(垂直或水平方向上)。
如果不對中軸的中心線平行但不共線,這樣的不對中稱為平行不對中(或相離不對中)。平行不對中在各個軸的聯(lián)結(jié)端產(chǎn)生剪切應(yīng)力和彎曲變形。聯(lián)軸器兩端的軸承,會在徑向(垂直和水平方向上)上產(chǎn)生高強度的1X和2X振動。在多數(shù)情況下,2X處的幅度要高于1X。對于單純的平行不對中,軸向上1X和2X處的振幅都很小。沿聯(lián)軸器檢測到的振動在軸向和徑向上異相,并且軸向上的相位差為180度。
6、角度不對中

特征:軸向1X波峰,軸向2X低幅波峰,徑向1X低幅波峰。
如果不對中的兩個軸相交于一點但相互不平行,這樣的不對中稱為軸線角度不對中。軸線角度不對中會在軸上產(chǎn)生一個彎曲作用,在頻譜上顯示為高強度的1X振動和在兩端的軸承上的少量軸向2X振動。還會有相當(dāng)強的徑向(水平和垂直方向上)1X和2X振動,但是這些振動都是同相的。振動在軸向上相位差為180度,而徑向上同相。
7、旋轉(zhuǎn)部件松動

特征:徑向1X諧波(嚴(yán)重時出現(xiàn)0.5X諧波)
軸頸(軸套)和滾動軸承(軸承松動)間如果出現(xiàn)過量余隙,則會產(chǎn)生1X諧波,有時甚至能擴展到10X。過大的滑動軸承游隙可能會產(chǎn)生后面所示的0.5X諧波。它們通常被稱為半階分量或次諧波。產(chǎn)生的主要原因是摩擦或嚴(yán)重的沖擊作用,有時甚至?xí)a(chǎn)生1/3階的諧波。主要有零部件安裝不當(dāng)引起。
8、結(jié)構(gòu)松動

特征:水平方向上1X波峰。
機器和它的基礎(chǔ)之間出現(xiàn)松動,在剛性比較弱的地方就會出現(xiàn)1X振動,這通常發(fā)生在水平方向上,但有時也要根據(jù)實際情況確定。如果松動嚴(yán)重,往往會產(chǎn)生低階1X諧波。很難分辨是不平衡、基礎(chǔ)松動或者是柔性化,特別是在垂直安裝的機器上。如果水平方向1X振動比垂直方向上的1X振動振幅大的多,很可能就是松動所致。如果水平方向1X振動比垂直方向上的1X振動振幅小或相等,那么其出現(xiàn)不平衡的可能性就比較大?;A(chǔ)松動或基礎(chǔ)柔性化是緊固連接件的螺栓松動、腐蝕或裂紋所致。注意:如果機器安裝基礎(chǔ)的彈性比較強,其水平軸向的振動要強的多。在這種情況下,相位可以作為輔助識別的手段,機器和基礎(chǔ)在垂直方向的振動相位差為180度。(此類振動是由于地腳螺栓、胎板或水泥漿松動引起,會產(chǎn)生1倍頻的振動)
9、軸承座松動

特征:徑向1X、2X和3X波峰。
頻譜有上顯示1X,2X和3X處有振動分量,但通常沒有其它諧波,在嚴(yán)重的情況下還會有0.5X的的波峰。相位也被用來輔助識別這種故障。軸承和基礎(chǔ)間有180度的相位差。
10、共振

特征:頻譜中通常只在一個方向有“峰丘"出現(xiàn)。
共振是激振頻率達到機器的固有頻率時發(fā)生的一種現(xiàn)象。固有頻率是指一個結(jié)構(gòu)在外部驅(qū)動力作用下發(fā)生振動的頻率。在單個軸方向上,在“峰丘"上存在一個高幅的波峰。例如,泵的葉片通過頻率在6X的波峰,只在水平方向上出現(xiàn)振動加劇。如果增加(或者減少)激振頻率使共振現(xiàn)象不再發(fā)生,振幅會明顯減小。
11、軸彎曲

特征:軸向1X波峰。
軸的彎曲會引起軸向高強度1X振動。如果在軸的中心附近出現(xiàn)彎曲,其主導(dǎo)波峰通常出現(xiàn)在1X處,如果是在靠近聯(lián)軸器的地方則還會出現(xiàn)2X波峰。軸向垂直和水平方向的測量通常也能得到1X和2X波峰,這兒最關(guān)鍵的就是軸向測量。相位測量對于診斷軸的彎曲故障是非常有用的。在軸向上測得的兩端在1X處的相位,其相位差為180度。(水平或者垂直沒有)
12、軸承翹曲

特征:軸向1X、2X和3X波峰。
軸承偏翹,屬于是不對中的一種,會產(chǎn)生明顯的軸向振動。波峰通常位于1X、2X和3X處。對懸吊式的泵或風(fēng)扇進行檢測的時候,如果出現(xiàn)了很強的軸向振動,就很可能會與不對中或不平衡相混淆。但是在2X和3X處的波峰則說明軸承發(fā)生偏翹的可能性要高于不平穩(wěn)。
13、滑動軸承間隙問題

特征:1X諧波
當(dāng)滑動軸承存在游隙問題的時候,頻譜圖特征和旋轉(zhuǎn)松動很相似。在1X處將出現(xiàn)強的諧波,多數(shù)情況下,垂直軸向上的振動要高于水平方向。在更嚴(yán)重的情況下,頻譜中還會出現(xiàn)半階甚至1/3階的諧波。
14、油膜渦動
特征:徑向0.38-0.48X波峰。
發(fā)生油膜渦動時,會在0.38X~0.48X之間出現(xiàn)高強度振動。波峰從來不在剛好0.5X處出現(xiàn),而是在稍低的頻率出現(xiàn)。渦動是由于過大的間隙和輕微的徑向載荷,使得形成油膜,使軸頸在軸承內(nèi)做低于0.5倍轉(zhuǎn)速的振動。(如上海春曉平臺透平發(fā)電機A機透平端軸承發(fā)生油膜渦動)
15、轉(zhuǎn)子摩擦

特征:徑向1X諧波(嚴(yán)重時有0.5X諧波)
摩擦表現(xiàn)出和旋轉(zhuǎn)松動相似的特征:1X諧波和0.5X諧波。摩擦還會引起一個或多個共振(在這里所舉的例子中出現(xiàn)在4X處)。
16、偏心

特征:徑向1X波峰(水平和垂直方向上)
偏心發(fā)生在旋轉(zhuǎn)體(齒輪、軸承、轉(zhuǎn)子等)旋轉(zhuǎn)中心和幾何中心線相分離的情況下。偏心的轉(zhuǎn)子/軸承將產(chǎn)生高強度的徑向1X分量,特別是在平行于轉(zhuǎn)子/齒輪的方向上。這種現(xiàn)象非常常見,類似于不平衡的情況。
17、葉片故障

特征:葉片通過頻率處的波峰
所有的泵、風(fēng)扇和壓縮機通常在其葉片通過頻率處都有波峰出現(xiàn)。葉片通過頻率等于葉片數(shù)乘以軸的轉(zhuǎn)速。如果葉片間的間隙和固定式擴散器沒有保持相等,其波峰也會增大。它也可能是由于流道阻塞引起。
18、紊流

特征:50~2000 CPM的隨機振動。
紊流是由于通過風(fēng)扇/送風(fēng)機的空氣速度或壓力變化引起的。這種情況下會產(chǎn)生低頻的隨機振動,其頻率范圍通常是在50~2000 CPM之間。
19、氣穴

特征:高頻“噪音"。
氣穴通常產(chǎn)生隨機的高頻振動或 “噪音"。通常可以在頻譜上觀察到 “峰丘"出現(xiàn)。氣穴現(xiàn)象通常是由于抽汲壓力不足(如吸入口壓力過低)引起的。它的聲音聽起來就好像是泵里面有砂礫一樣。
20、往復(fù)式機械

特征:四沖程引擎--0.5X處的波峰;二沖程引擎--1 X處的波峰。
往復(fù)機器的振動強度通常都很高。對于四沖程的引擎,每兩轉(zhuǎn)引擎點火一次,會產(chǎn)生高強度的0.5X波峰。二沖程的引擎,例如很多柴油機,引擎每轉(zhuǎn)都要點火,因此可以看到高強度的1X波峰。
21、齒輪嚙合

特征:徑向1x/2X處的波峰
通常會在軸的轉(zhuǎn)速頻率和齒輪嚙合頻率處出現(xiàn)波峰,但是幅值不高??赡軙霈F(xiàn)2X波峰,并且在齒輪嚙合頻率附近有軸轉(zhuǎn)速頻率的邊頻帶。對于直齒輪主要的振動是在徑向,斜齒輪主要的振動是在軸向。
時域波形分析對于變速箱時是很有用的,因為在時域波形中你可以看到每個齒嚙合對應(yīng)的脈沖。通常你可以通過研究時域波形得到齒數(shù)。根據(jù)故障的特征,齒輪每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)就可以看到一個脈沖,而脈沖的幅值有大有小。
22、齒輪磨損

特征:齒輪嚙合頻率附近的1X邊頻帶
當(dāng)齒輪的齒開始發(fā)生磨損的時候,會發(fā)生兩件事情,件是齒輪嚙合頻率處邊頻帶的幅值升高,而邊頻帶的振幅決定于齒輪的轉(zhuǎn)速。第二件事情是將出現(xiàn)齒輪固有頻率的振動,固有頻率振動也會有邊頻帶產(chǎn)生,并且它有很寬的基頻。
23、皮帶磨損

特征:皮帶速度頻率處的邊頻帶
如果皮帶發(fā)生磨損或者松動,會在皮帶速度頻率處看到波峰和諧波。當(dāng)有兩個槽輪的時候,能產(chǎn)生二倍皮帶速度頻率(2BR)的波峰。主要的激振頻率是“帶頻"或者“基帶通過頻率"。帶頻是指皮帶上的一個點通過一個固定參考點的頻率。通常帶頻要低于任何一個帶輪的旋轉(zhuǎn)頻率。
24、皮帶槽輪偏心

特征:徑向高強度的1X波峰
偏心槽輪將產(chǎn)生一個很強的徑向1X波峰,特別是在平行于帶的方向上。這種情況是十分常見的,和不平衡差不多。這種情況可以通過移除皮帶進行檢測。在另一個槽輪上也能檢測到這樣的1X振動。
25、皮帶輪不對中

特征:徑向高強度的1X波峰
如果皮帶的固有頻率和主動槽輪或被動槽輪的轉(zhuǎn)速吻合,帶的共振會引起很高的振幅。皮帶的固有頻率可以通過改變皮帶的長度或皮帶的張緊力來進行調(diào)整。
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