震动测试第6章 频谱分析-典型故障.pdf

频谱说明 以下的内容将针对可能出现的 不同机器故障，提供典型的振 动频率范例。这是以概率计算 为基础的，并且不管你多确信 诊断结果，现场测试总是必要 的。 振动时域/频域图形 不同频率的正弦波频谱变化 振动时域/频域图形（续） 包含高次谐波的频谱 基波与三次谐波的频谱 基波与 3次谐 波合成 的波形 方波可分解 成同频基波 及 3、5、 7……奇次 谐波 依靠频谱分析法进 行故障诊断 减速箱故障分析 a ）时域波形 b ）频域波形 不平衡 不平衡 – 通常是诊断中最简单的故障 (也是最常 见的)。 不平衡是离心力。 例如一台 直径为0。 91 米的风扇，转速为 2000 rpm: 周长 = 0。91 x 3。14 = 2。86m。 2000 rpm = 120,000 转/小时 (rph) 120,000 rph x 2。86m/rev = 342888m/hour OR 342 。9 km/hr 风扇边缘的不平衡质量 (不管是多大)运行速度接 近与一台跑车的最快速度。 另外要记住: 力 = 质量 x 速度的平方 静不平衡 不存在其它问题时, 不平衡产生一 个正弦图形 (不会扭曲信号的形 状) ，因此在1x rpm产生峰值。 静不平衡的特征: •径向振动 @ 1x rpm 。 •轴承相位随传感器改变 90 °而改变90 °。 •两轴承之间很少或没有相位 改变 [轴承振动是 “ 同相] 偶不平衡特征: •径向振动 @ 1x rpm 。 •传感器改变 90 °相位改变90 ° 。 •轴承之间有明显的相位改变 ( 60 °) [轴承振动是 “不同相的] 悬臂转子不平衡的症状: •径向振动 1x rpm。 •轴向振动 1x rpm。 •传感器改变90°，轴承附近的相位也随之改变 90° 。 •轴向相位读数通常是同相的。 •径向相位读数可能是不同相的。 •平衡可能需要轴向相位的读数。 图 2 – 悬臂转子不平衡 悬臂转子不平衡 图 1 – 由不平衡产生的典型轴向FFT 图 1 – 由不平衡产生的典型径向FFT 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3:1 • — 1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