振动基础与故障诊断分析课件

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1、旋转设备振动课件旋转设备振动课件 振动基础与故障诊断振动基础与故障诊断 7/28/20241转子振动基础l振动现象及其危害振动现象及其危害l振动是物体振动是物体( (质点质点) )或某种状态随时间往复变化的现象，机械振动是指物体或某种状态随时间往复变化的现象，机械振动是指物体在平衡位置附近来回往复的运动。它是衡量旋转机械能否持续可靠运行的在平衡位置附近来回往复的运动。它是衡量旋转机械能否持续可靠运行的重要指标。振动状态是机组设计制造重要指标。振动状态是机组设计制造安装检修和运行维护水平的综合反安装检修和运行维护水平的综合反映。映。l当振动超过一定的限值（标准）时，可能会产生下列危害：当振动超过

2、一定的限值（标准）时，可能会产生下列危害： (1) (1) 机组动静部分碰磨；机组动静部分碰磨； (2) (2) 部件的疲劳损坏；部件的疲劳损坏； (3) (3) 连接或紧固件的断裂与松脱；连接或紧固件的断裂与松脱； (4) (4) 损坏基础和周围的建筑物；损坏基础和周围的建筑物； (5) (5) 降低机组运行的经济性；降低机组运行的经济性； (6) (6) 过大的振动及其引发的噪声影响运行人员健康过大的振动及其引发的噪声影响运行人员健康。7/28/20242振动基础知识振动基础知识( (一一) )l四种振动形式：四种振动形式：l1.简谐振动：运动量随时间按简谐振动：运动量随时间按谐和函数谐和

3、函数的形式变化的形式变化l2.周期振动：运动量变化经过一个固定的时间间隔不断重复周期振动：运动量变化经过一个固定的时间间隔不断重复l3.非周期振动：振动量变化随时间不呈现重复性非周期振动：振动量变化随时间不呈现重复性l4.随机振动：任一给定时刻的运动量不能预先确定随机振动：任一给定时刻的运动量不能预先确定.l两个以上频率不相同的简谐振动合成在一起，便形成一个复合振动，反过两个以上频率不相同的简谐振动合成在一起，便形成一个复合振动，反过来，任何周期振动又都可以分解成若干个简谐振动。付里叶变换是进行这来，任何周期振动又都可以分解成若干个简谐振动。付里叶变换是进行这种分解的有效工具种分解的有效工具.

4、l旋转机械的振动信号都是周期性连续信号，习惯称这种信号为通频信号。旋转机械的振动信号都是周期性连续信号，习惯称这种信号为通频信号。用用FFT分解后得到的一系列简谐信号中，与转动频率相同的简谐振动具有分解后得到的一系列简谐信号中，与转动频率相同的简谐振动具有特殊的意义，它被称之为一倍频振动，也有称之为工频、基频、选频、同特殊的意义，它被称之为一倍频振动，也有称之为工频、基频、选频、同频或频或1X等。等。l频率为转速二分之一和两倍的简谐振动在旋转机械的振动分析也是较常用频率为转速二分之一和两倍的简谐振动在旋转机械的振动分析也是较常用到的，它们分别被简称为半频（到的，它们分别被简称为半频（1/2X）

5、和倍频（两倍频，）和倍频（两倍频，2X）振动。）振动。l低于工作转速频率的振动，统统被称为低频振动；高于工作转速频率的振低于工作转速频率的振动，统统被称为低频振动；高于工作转速频率的振动，被称为高频振动。它们可能是转动频率的整分数倍或整数倍，也可能动，被称为高频振动。它们可能是转动频率的整分数倍或整数倍，也可能不是。不是。7/28/20243振动基础知识振动基础知识( (二二) )l振动位移、速度和加速度振幅的量度振动位移、速度和加速度振幅的量度l简谐振动可以用位移、速度和加速度三种形式表示。简谐振动可以用位移、速度和加速度三种形式表示。l位移的大小，用振幅位移的大小，用振幅Ap表示，即最大位

6、移到平衡位置之间的距离，也称表示，即最大位移到平衡位置之间的距离，也称作单峰值；振动的波峰与波谷之间的垂直距离称作为峰峰值，表示为作单峰值；振动的波峰与波谷之间的垂直距离称作为峰峰值，表示为Ap-p；单位都是微米（；单位都是微米（m）或毫米（）或毫米（mm）。电厂习惯用）。电厂习惯用“丝丝”或或“道道”表示，表示，1毫米是毫米是100丝，丝，1丝等于丝等于10微米。在描述振幅的大小时，如果不做特别的微米。在描述振幅的大小时，如果不做特别的注明，所指振幅都是峰峰值注明，所指振幅都是峰峰值.l速度和加速度的振幅也可以用峰值或峰峰值来表示。速度和加速度的振幅也可以用峰值或峰峰值来表示。l对于速度振幅

7、，对于速度振幅，因为振动能量与速度的平方成正比例，所以更多地是使用因为振动能量与速度的平方成正比例，所以更多地是使用均方根值或称有效值均方根值或称有效值,又称作振动烈度，单位：又称作振动烈度，单位：mm/s。7/28/20244振动基础振动基础( (三三) )1.1.测振仪表的选择测振仪表的选择 测振仪表应根据测试对象的频率范围来选择。一般来讲，接触式传感器测振仪表应根据测试对象的频率范围来选择。一般来讲，接触式传感器适用于测量低频振动，用它测量振动位移，可以得到较稳定的数据；加速适用于测量低频振动，用它测量振动位移，可以得到较稳定的数据；加速度传感器适用于测量中、高频振动用它测振动位移往往不

8、太稳定，因此加度传感器适用于测量中、高频振动用它测振动位移往往不太稳定，因此加速度型传感器的测振仪，只测振动速度和加速度。速度型传感器的测振仪，只测振动速度和加速度。2.2.测试参数的选择测试参数的选择 振动测试参数包括振动位移、振动速度和振动加速度。对一般简谐振动三振动测试参数包括振动位移、振动速度和振动加速度。对一般简谐振动三者有以下关系：者有以下关系：l 振动位移：振动位移：x=x=AsinwtAsinwt; ; l 振动速度：振动速度：v=v=AwcoswtAwcoswt; ;l 振动加速度：振动加速度：a=-Aw2sinwta=-Aw2sinwt。l 由此可见，对于不同频率成份的振动

9、而言，位移相同时，速度值与转速的由此可见，对于不同频率成份的振动而言，位移相同时，速度值与转速的一次方成正比，加速度与转速的平方成正比，所以尽管低频振动的位移值一次方成正比，加速度与转速的平方成正比，所以尽管低频振动的位移值比高频的位移值大很多，但它的加速度值比高频的加速度值小得多。比高频的位移值大很多，但它的加速度值比高频的加速度值小得多。l 一般情况下，要查明被测对象是否存在不平衡、不对中、松动、油膜涡一般情况下，要查明被测对象是否存在不平衡、不对中、松动、油膜涡动等现象时，测位移和速度较好；要查明齿轮、轴承等故障时，测加速度动等现象时，测位移和速度较好；要查明齿轮、轴承等故障时，测加速度

10、较敏感。较敏感。7/28/20245有关的名词和术语有关的名词和术语(1)(1) 1.1.振动幅值、频率和振动相位振动幅值、频率和振动相位. . 机械振动通常以其幅值、频率和相位来描述，它们是构成振动的三个基本要素机械振动通常以其幅值、频率和相位来描述，它们是构成振动的三个基本要素2.2.通频振动、选频振动、基频振动通频振动、选频振动、基频振动. 2.12.1通频振动表示振动原始波形正峰和负峰之间的最大偏差值。通频振动表示振动原始波形正峰和负峰之间的最大偏差值。 2.22.2选频振动表示所选频率的正弦波正峰和负峰之间的偏差值。选频振动表示所选频率的正弦波正峰和负峰之间的偏差值。 2.32.3基

11、频振动表示与转速频率相同的正弦波正峰和负峰之间的偏差值。对于工作转速为基频振动表示与转速频率相同的正弦波正峰和负峰之间的偏差值。对于工作转速为3000r/min3000r/min的机器，基频振动频率是的机器，基频振动频率是50Hz50Hz。3.3.径向振动、轴向振动径向振动、轴向振动. .径向振动是指垂直于转轴中心线方向的振动。径向振动有时也径向振动是指垂直于转轴中心线方向的振动。径向振动有时也称为横向振动。称为横向振动。 轴向振动是指与转轴中心线同一方向的振动。轴向振动是指与转轴中心线同一方向的振动。4.4.同步运动、异步运动同步运动、异步运动 同步是指与转速频率变化成比例的振动频率分量。通

12、常，同步分量是旋转频率同步是指与转速频率变化成比例的振动频率分量。通常，同步分量是旋转频率的整数倍或分数倍，即的整数倍或分数倍，即1X,2X,3X,1/2X,1/3X1X,2X,3X,1/2X,1/3X等。等。 异步是指与转速频率无关的振动频率成份，也可称为非同步运动异步是指与转速频率无关的振动频率成份，也可称为非同步运动 .7/28/20246有关的名词和术语有关的名词和术语(2)5. 5. 谐波、次谐波、次同步、超同步谐波、次谐波、次同步、超同步l在某一频率下的正弦波称为谐波，该频率为基本频率的整数倍。在某一频率下的正弦波称为谐波，该频率为基本频率的整数倍。l次谐波是基波频率的一个整分数谐

13、波的正弦值。次谐波是基波频率的一个整分数谐波的正弦值。l次同步振动是低于转速频率的振动分量。次同步振动是低于转速频率的振动分量。l超同步振动是高于转速频率的振动分量。超同步振动是高于转速频率的振动分量。6. 6. 相对轴振、绝对轴振、瓦振相对轴振、绝对轴振、瓦振l转子的相对轴振是指转轴相对于轴承座的振动，它可用非接触式传感器来测量。转子的相对轴振是指转轴相对于轴承座的振动，它可用非接触式传感器来测量。l转子的绝对轴振是指转轴相对于地面的振动，它可用接触式传感器或用一个非接触转子的绝对轴振是指转轴相对于地面的振动，它可用接触式传感器或用一个非接触传感器和一个惯性传感器组成的复合传感器来测量。传感

14、器和一个惯性传感器组成的复合传感器来测量。l瓦振动是指在轴承座相对于地面的振动，它可用惯性传感器来测量瓦振动是指在轴承座相对于地面的振动，它可用惯性传感器来测量 . .7. 7. 自由振动、强迫振动、自激振动、随机振动自由振动、强迫振动、自激振动、随机振动l自由振动一般是指弹性系统偏离于平衡状态以后，不再受外界激扰的情形下所发生自由振动一般是指弹性系统偏离于平衡状态以后，不再受外界激扰的情形下所发生的振动。的振动。l强迫振动是指在外来激振力作用下而发生的振动。一般而言，强迫振动的频率与激强迫振动是指在外来激振力作用下而发生的振动。一般而言，强迫振动的频率与激振力的频率相同。振力的频率相同。l自

15、激振动是指由振动体自身所激励的振动。维持振动的交变力由运动本身产生或控自激振动是指由振动体自身所激励的振动。维持振动的交变力由运动本身产生或控制的。自激振动的起因归之于转子支承系统中存在某一机械能的反馈环节。这一制的。自激振动的起因归之于转子支承系统中存在某一机械能的反馈环节。这一反馈环节使转子从转动中获取能量，并转变为某一特定频率下的横向振动能量，而反馈环节使转子从转动中获取能量，并转变为某一特定频率下的横向振动能量，而这一横向振动又通过反馈环节进一步从运动中取得能量，从而加剧了横向振动，直这一横向振动又通过反馈环节进一步从运动中取得能量，从而加剧了横向振动，直至获取的能量等于消耗于阻尼的能

16、量，这振动稳定在某一极限环上。至获取的能量等于消耗于阻尼的能量，这振动稳定在某一极限环上。l 随机振动是指在任何时刻，其大小不能正确预知的振动。随机振动是指在任何时刻，其大小不能正确预知的振动。7/28/20247有关的名词和术语有关的名词和术语(3)(3)8 8. . 振动高点和重点振动高点和重点l 振动高点是指传感器测量振动时，振动波形上产生正峰值的那一点，该点用键相振动高点是指传感器测量振动时，振动波形上产生正峰值的那一点，该点用键相器测其角度位置。高点可能随转子的动力特性的变化（如转速变化）而移动。器测其角度位置。高点可能随转子的动力特性的变化（如转速变化）而移动。l 重点是指在一个转

17、轴特定横截面上重点是指在一个转轴特定横截面上, ,不平衡向量的角度位置。重点一般不随转速变不平衡向量的角度位置。重点一般不随转速变化。在一定转速下，重点和高点之间的夹角称为机械滞后角。化。在一定转速下，重点和高点之间的夹角称为机械滞后角。9. 9. 刚度、阻尼和临界阻尼刚度、阻尼和临界阻尼l 刚度是一种机械或液压元件在负载作用下的弹性变化量。一般机械结构的刚度包刚度是一种机械或液压元件在负载作用下的弹性变化量。一般机械结构的刚度包括静刚度和动刚度两个部分，静刚度决定于结构的材料和几何尺寸，而动刚度既与括静刚度和动刚度两个部分，静刚度决定于结构的材料和几何尺寸，而动刚度既与静刚度有关，也与连接刚

18、度和共振状态有关。静刚度有关，也与连接刚度和共振状态有关。l 阻尼是指振动系统中的能量转换（从机械能转换成另一种能量形式，一般是热能）阻尼是指振动系统中的能量转换（从机械能转换成另一种能量形式，一般是热能），这种能量转换抑制了每次振荡的振幅值。当转轴运动时，阻尼来自轴承中的油、，这种能量转换抑制了每次振荡的振幅值。当转轴运动时，阻尼来自轴承中的油、密封等。密封等。l 临界阻尼是指能够保证系统回到平衡位置而不发生振荡所要求的最小阻尼。临界阻尼是指能够保证系统回到平衡位置而不发生振荡所要求的最小阻尼。10. 10. 共振、临界转速、固有频率共振、临界转速、固有频率l 共振是指在强迫振动系统中，当激

19、振频率从任一方向稍微变化，其响应就明显减共振是指在强迫振动系统中，当激振频率从任一方向稍微变化，其响应就明显减小时所对应的系统状态或现象。小时所对应的系统状态或现象。l 临界转速是指使转子临界转速是指使转子支承系统产生共振的特征转速。支承系统产生共振的特征转速。l 当系统作自由振动时，其振动的频率只与系统本身的质量当系统作自由振动时，其振动的频率只与系统本身的质量( (或转动惯量或转动惯量) )、刚度和、刚度和阻尼有关。这个由系统的固有性质所决定的振动频率，称为系统的固有频率。阻尼有关。这个由系统的固有性质所决定的振动频率，称为系统的固有频率。7/28/20248有关的名词和术语有关的名词和术

20、语(4)(4)l11. 11. 分谐波共振、高次谐波共振和参数激振分谐波共振、高次谐波共振和参数激振l 当以频率当以频率f f激振，因频率激振，因频率f/n(nf/n(n等于等于2 2及其以上的正整数及其以上的正整数) )接近于系统的固有频率接近于系统的固有频率而引起的共振称为分谐波共振。而引起的共振称为分谐波共振。l 当以频率当以频率f f激振，因频率激振，因频率nf(nnf(n等于等于2 2及其以上的正整数及其以上的正整数) )接近于系统的固有频率而接近于系统的固有频率而引起的共振称为高次谐波共振。引起的共振称为高次谐波共振。l 参数激振是指由质量、弹性等因素随时间周期变化的激振。由极不对

21、称的截面参数激振是指由质量、弹性等因素随时间周期变化的激振。由极不对称的截面或由此引起的不同的抗弯强度可能产生参数振动。或由此引起的不同的抗弯强度可能产生参数振动。l12. 12. 涡动、正进动和反进动涡动、正进动和反进动l 转轴的涡动转轴的涡动( (或称为进动或称为进动) )常定义为转轴的挠曲线与轴承中心线所构成的平面的常定义为转轴的挠曲线与轴承中心线所构成的平面的转动。在圆盘绕转轴转动的同时，转轴本身又绕铅垂轴转动。在圆盘绕转轴转动的同时，转轴本身又绕铅垂轴z z转动。转动。l 正进动是指与转轴转动方向相同的涡动。正进动是指与转轴转动方向相同的涡动。l 反进动是指与转轴转动方向相反的涡动。

22、反进动是指与转轴转动方向相反的涡动。l13. 13. 同相振动和反相振动同相振动和反相振动l 在一对称转子中在一对称转子中, ,若两端支持轴承在同一方向若两端支持轴承在同一方向( (垂直或水平垂直或水平) )的振动相位角相同时，的振动相位角相同时，则称这两轴承的振动为同相振动；若两端支持轴承在同一方向则称这两轴承的振动为同相振动；若两端支持轴承在同一方向( (垂直或水平垂直或水平) )的振动的振动相位角相差相位角相差180180时，则称这两轴承的振动为反相振动。时，则称这两轴承的振动为反相振动。l 根据振动的同相分量和反相分量可初步判断转子的振型。根据振动的同相分量和反相分量可初步判断转子的振

23、型。7/28/20249有关的名词和术语有关的名词和术语(5)(5)14. 14. 转子挠曲转子挠曲l 转子挠曲是指转子弹性弯曲值，现场习惯称为挠度。转子挠曲分为静挠曲和动挠转子挠曲是指转子弹性弯曲值，现场习惯称为挠度。转子挠曲分为静挠曲和动挠曲，静挠曲是静止状态的转子在自重或预载荷作用下产生的弹性弯曲值，沿转子轴曲，静挠曲是静止状态的转子在自重或预载荷作用下产生的弹性弯曲值，沿转子轴线上不同的点，静挠曲值不同；动挠曲是旋转状态的转子在不平衡力矩和其它交变线上不同的点，静挠曲值不同；动挠曲是旋转状态的转子在不平衡力矩和其它交变力作用下产生的弹性弯曲值，转子动挠曲又分同步挠曲和异步挠曲两种，这两

24、种挠力作用下产生的弹性弯曲值，转子动挠曲又分同步挠曲和异步挠曲两种，这两种挠曲将直接叠加到转轴振动上。曲将直接叠加到转轴振动上。15. 15. 机械偏差、电气偏差、晃度机械偏差、电气偏差、晃度l 电气偏差系电涡流传感器系统输出信号误差来源之一。传感器输出信号的变化并电气偏差系电涡流传感器系统输出信号误差来源之一。传感器输出信号的变化并不是来自探头所测间隙的改变不是来自探头所测间隙的改变( (动态运动和位置的变化动态运动和位置的变化) )，而是来自于转轴表面材料，而是来自于转轴表面材料电导率的变化或转轴表面上某些局部磁场的存在。电导率的变化或转轴表面上某些局部磁场的存在。l 机械偏差也是电涡流传

25、感器系统输出信号误差来源之一。传感器所测间隙的变化，机械偏差也是电涡流传感器系统输出信号误差来源之一。传感器所测间隙的变化，并不是由转轴中心线位置变化或转轴动态运动引起的，而是来源于转轴的非圆度、并不是由转轴中心线位置变化或转轴动态运动引起的，而是来源于转轴的非圆度、损坏、凹陷、锈斑或由其它结构所引起的。损坏、凹陷、锈斑或由其它结构所引起的。l 转轴的晃度转轴的晃度, ,或称为轴的径向偏差，是电气偏差和机械偏差的总和。在轴振标准中或称为轴的径向偏差，是电气偏差和机械偏差的总和。在轴振标准中规定，其数值不能超过相当于许用振动位移的规定，其数值不能超过相当于许用振动位移的2525或或6m6m这两者

26、中的较大值。通常这两者中的较大值。通常涡流传感器在低转速（约涡流传感器在低转速（约200200400r/min400r/min）下测量的轴振值实际代表转轴的晃度值。）下测量的轴振值实际代表转轴的晃度值。7/28/202410有关的名词和术语有关的名词和术语(6)(6)16. 16. 偏心偏心 l 在转子平衡领域，偏心是指转子质量中心偏离转轴回转中心的数值，此在转子平衡领域，偏心是指转子质量中心偏离转轴回转中心的数值，此偏心是引起转轴振动最主要的激振力；而在机组运行监则中偏心是指轴颈偏心是引起转轴振动最主要的激振力；而在机组运行监则中偏心是指轴颈中心偏离轴瓦中心的距离，也称为偏心位置，通过该偏心

27、的监测可以发现中心偏离轴瓦中心的距离，也称为偏心位置，通过该偏心的监测可以发现转子承受的外加载荷和轴瓦工作状态。转子承受的外加载荷和轴瓦工作状态。17. 17. 间隙电压、油膜压力间隙电压、油膜压力l 间隙电压是指电涡流传感器测量的直流电压，其值反映了轴颈和探头间间隙电压是指电涡流传感器测量的直流电压，其值反映了轴颈和探头间的间隙。由此可给出转子扬度、支承载荷等的有关信息。的间隙。由此可给出转子扬度、支承载荷等的有关信息。l 油膜压力反映了轴承支承油膜的厚度及稳定性，该压力能帮助诊断转子油膜压力反映了轴承支承油膜的厚度及稳定性，该压力能帮助诊断转子中心问题和轴瓦稳定性等方面的问题。中心问题和轴

28、瓦稳定性等方面的问题。7/28/202411振动测量技术振动测量技术测量用传感器测量用传感器l在旋转机械测试中，常用的传感器有四种类型，它们是电涡流非接在旋转机械测试中，常用的传感器有四种类型，它们是电涡流非接触式传感器、惯性式速度传感器、压电式加速度传感器和复合传感触式传感器、惯性式速度传感器、压电式加速度传感器和复合传感器器( (它是由一个非接触传感器和一个惯性传感器组成它是由一个非接触传感器和一个惯性传感器组成) )。l传感器的选用应从两方面去考虑，一方面是传感器的性能；另一方传感器的选用应从两方面去考虑，一方面是传感器的性能；另一方面是测试对象的要求，只有这两方面的结合，才能选择出满足

29、测试面是测试对象的要求，只有这两方面的结合，才能选择出满足测试要求的传感器。要求的传感器。l每一种传感器都有它们固有的频响特性，其决定了各自的工作范围。每一种传感器都有它们固有的频响特性，其决定了各自的工作范围。如果采用的传感器在超出其线性频响区域工作时，测量得到的读数如果采用的传感器在超出其线性频响区域工作时，测量得到的读数会产生较大的偏差。常用的一些传感器的性能和适用范围及优、缺会产生较大的偏差。常用的一些传感器的性能和适用范围及优、缺点等。点等。7/28/202412振动信号的分析技术振动信号的分析技术 1 1 时域分析时域分析 时域分析是在时间坐标轴上表示振动信号的方法，它是直观地描述

30、振动的方法。时域分析是在时间坐标轴上表示振动信号的方法，它是直观地描述振动的方法。时域波形可以在示波器或一些具有图形显示的二次振动仪表上显示。在振动分析中，时域波形可以在示波器或一些具有图形显示的二次振动仪表上显示。在振动分析中，经常需要对波形及与波形有关的图形（如轴心轨迹）进行分析。经常需要对波形及与波形有关的图形（如轴心轨迹）进行分析。1.1 1.1 波形分析波形分析 在对原始振动波形分析中，除可观察到振动的瞬态峰值振幅和稳态振幅外，还可在对原始振动波形分析中，除可观察到振动的瞬态峰值振幅和稳态振幅外，还可以确定其振动周期（频率）。有些振动，如拍振，通过波形可很容易判定。另外，以确定其振动

31、周期（频率）。有些振动，如拍振，通过波形可很容易判定。另外，根据波形的形状亦可初步判定一些振动故障原因。根据波形的形状亦可初步判定一些振动故障原因。1.2 1.2 轨迹分析轨迹分析 在机器上同一径向轴承互成在机器上同一径向轴承互成9090安装的涡流传感器的输出振动信号经放大器放大安装的涡流传感器的输出振动信号经放大器放大后，在示波器上所显示的轨迹表示转轴中心线的实际动态路径。后，在示波器上所显示的轨迹表示转轴中心线的实际动态路径。 轴心运动轨迹的形状是有关机械运转状态的一个很重要的信息。通常机器所产生轴心运动轨迹的形状是有关机械运转状态的一个很重要的信息。通常机器所产生的波形轨迹都是略呈椭圆形

32、的，这主要原因是由于油膜支承刚度的波形轨迹都是略呈椭圆形的，这主要原因是由于油膜支承刚度X X、Y Y方向不对称缘方向不对称缘故。根据经验统计，一些振动故障反映出的轴心轨迹具有其各自的特点，因此，将故。根据经验统计，一些振动故障反映出的轴心轨迹具有其各自的特点，因此，将实测的轴心轨迹与这些典型的轴心轨迹图形比较，可以有助于分析振动产生的原因。实测的轴心轨迹与这些典型的轴心轨迹图形比较，可以有助于分析振动产生的原因。1.3 1.3 键相分析键相分析 键相器的功能是由一个单独的涡流传感器所提供的，该传感器可观测转轴上每转键相器的功能是由一个单独的涡流传感器所提供的，该传感器可观测转轴上每转一次的不

33、连续点，即转轴上的凹槽（键槽）或凸槽。当转轴上不连续点每次经过键一次的不连续点，即转轴上的凹槽（键槽）或凸槽。当转轴上不连续点每次经过键相器时，传感器就会感受到在间隙距离上的变化，因而输出的电压值也会有相应的相器时，传感器就会感受到在间隙距离上的变化，因而输出的电压值也会有相应的变化。输出电压的变化，发生在不连续点出现的很短时间内，因而表现为每转一次变化。输出电压的变化，发生在不连续点出现的很短时间内，因而表现为每转一次所产生的电压脉冲。转轴旋转时电压脉冲为一连串正向电压升（凸槽）或负向电压所产生的电压脉冲。转轴旋转时电压脉冲为一连串正向电压升（凸槽）或负向电压降（凹槽或键槽）。降（凹槽或键槽

34、）。 键相器的主要作用是测量振动相位角。相位角定义为从键相器脉冲到振动信号的键相器的主要作用是测量振动相位角。相位角定义为从键相器脉冲到振动信号的下一个正峰值之间转轴转过的角度。为了能测到相位角，振动信号的频率表现和转下一个正峰值之间转轴转过的角度。为了能测到相位角，振动信号的频率表现和转轴转动的频率相同或为其整数倍。因此要精确地测量相位角，必须对转动信号按转轴转动的频率相同或为其整数倍。因此要精确地测量相位角，必须对转动信号按转速频率进行滤波。速频率进行滤波。 由于转轴每转一圈就会产生一个键相器脉冲，故键相器亦可用来测量转轴转速（旋由于转轴每转一圈就会产生一个键相器脉冲，故键相器亦可用来测量

35、转轴转速（旋转频率）或转动周期。相位测量可以鉴别出一些机械故障，某些机械故障与相位有转频率）或转动周期。相位测量可以鉴别出一些机械故障，某些机械故障与相位有密切的确定关系。例如，运转速度高于一个或多个平衡共振频率的机器，在经过共密切的确定关系。例如，运转速度高于一个或多个平衡共振频率的机器，在经过共振频率区时，一般都会发生振频率区时，一般都会发生180180的相位变化。因此相位测量可用于证实转轴共振频的相位变化。因此相位测量可用于证实转轴共振频率或临界转速的存在率或临界转速的存在。 7/28/202413振动分析常用技术振动分析常用技术2 2 l 频域分析频域分析l 频域分析是在频率坐标轴上表

36、示振动的方法。大多数旋转机械一频域分析是在频率坐标轴上表示振动的方法。大多数旋转机械一般都产生带有周期的振动信号，即不是都只含有单一频率成分的谐般都产生带有周期的振动信号，即不是都只含有单一频率成分的谐波运动，而是包含有多种的频率成分。这些频率成分往往直接与机波运动，而是包含有多种的频率成分。这些频率成分往往直接与机械中各零部件的机械物理特性联系在一起的。频域分析十分清晰、械中各零部件的机械物理特性联系在一起的。频域分析十分清晰、简洁，将振动波形在频域中分解为不同频率的正弦分量，就更容易简洁，将振动波形在频域中分解为不同频率的正弦分量，就更容易抓住故障源的本质。抓住故障源的本质。l 测量振动信

37、号的频率成分，一般可以采用两种方法。第一种是利测量振动信号的频率成分，一般可以采用两种方法。第一种是利用滤波技术有次序地观察信号中每一频率成分以达到分解信号的目用滤波技术有次序地观察信号中每一频率成分以达到分解信号的目的，第二种方法是捉住信号的一个数据块，然后用一台信号分析仪的，第二种方法是捉住信号的一个数据块，然后用一台信号分析仪或计算机借助于快速傅里叶分析技术来处理这些数据。或计算机借助于快速傅里叶分析技术来处理这些数据。7/28/202414振动数据的特征分析振动数据的特征分析(1 )(1 )l由于振动是动态参数，为表示振动特性，通常采用各种图形方式来进行描述。振动由于振动是动态参数，为

38、表示振动特性，通常采用各种图形方式来进行描述。振动特征分析就是将振动信号时域分析和频域分析的结果用一定的图形或曲线表示出来。特征分析就是将振动信号时域分析和频域分析的结果用一定的图形或曲线表示出来。下面将对分析振动原因极其有用的有关图形作一详述：下面将对分析振动原因极其有用的有关图形作一详述：1 1、波形图、波形图l 波形图是转子响应随时间的变化曲线，其横坐标为时间，通常表示为周期数，纵坐波形图是转子响应随时间的变化曲线，其横坐标为时间，通常表示为周期数，纵坐标为振动实时值，通常它近似为正波，是最原始的信号，所以包含的信息量大，具标为振动实时值，通常它近似为正波，是最原始的信号，所以包含的信息

39、量大，具有直观、易于理解等特点，但不太容易看出所包含信息与故障的联系。从波形图可有直观、易于理解等特点，但不太容易看出所包含信息与故障的联系。从波形图可推导出呈现在振动波形中的基本频率，借助于键相相位信号，时基线信号可被用作推导出呈现在振动波形中的基本频率，借助于键相相位信号，时基线信号可被用作相位角的直接显示。相位角的直接显示。l 对于某些故障信号，其波形具有明显特征，这时可以利用波形图作出初步判断。比对于某些故障信号，其波形具有明显特征，这时可以利用波形图作出初步判断。比如，当旋转机械其不平衡故障较严重时，信号中有明显的以旋转频率为特征的周期如，当旋转机械其不平衡故障较严重时，信号中有明显

40、的以旋转频率为特征的周期成分（即一倍频成分（即一倍频1X1X成分）；而转轴不对中时，信号在一个周期内，比旋转频率大一成分）；而转轴不对中时，信号在一个周期内，比旋转频率大一倍的频率成分（即二倍频倍的频率成分（即二倍频2X2X成分）明显加大，即一周波动二次；机组失稳时导致轴成分）明显加大，即一周波动二次；机组失稳时导致轴振信号中出现明显的低频信号振信号中出现明显的低频信号. . 7/28/202415振动数据的特征分析(2)l频谱图频谱图l工程上所测得的信号一般为时域信号，然而由于故障的发生、发展往往引起信号频工程上所测得的信号一般为时域信号，然而由于故障的发生、发展往往引起信号频率结构的变化，

41、为了通过所测信号了解、观测对象的动态行为，往往需要频域信号。率结构的变化，为了通过所测信号了解、观测对象的动态行为，往往需要频域信号。将时域信号变换至频域加以分析的方法称为频谱分析，如图将时域信号变换至频域加以分析的方法称为频谱分析，如图3.8所示。频谱分析的目所示。频谱分析的目的是把复杂的时间历程波形，经傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量，以获得信的是把复杂的时间历程波形，经傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量，以获得信号的频率结构以及各谐波幅值和相位信息频谱分析是机械故障诊断中用得最广泛的号的频率结构以及各谐波幅值和相位信息频谱分析是机械故障诊断中用得最广泛的信号处理方法之一。频谱图包括幅值

42、谱和相位谱，若以频率信号处理方法之一。频谱图包括幅值谱和相位谱，若以频率f为横坐标，以幅值为纵为横坐标，以幅值为纵坐标所得即为幅值谱的频谱图，以相位为纵坐标所得即为相位谱的频谱图（通常按坐标所得即为幅值谱的频谱图，以相位为纵坐标所得即为相位谱的频谱图（通常按快速傅里叶分析得到的相位谱是没有实际意义的）。频谱图形有离散谱（谱线图）快速傅里叶分析得到的相位谱是没有实际意义的）。频谱图形有离散谱（谱线图）与连续谱之分，前者与周期性及准周期信号相对应，后者与非周期信号及随机信号与连续谱之分，前者与周期性及准周期信号相对应，后者与非周期信号及随机信号相对应。相对应。7/28/202416振动数据的特征分

43、析振动数据的特征分析(3)(3)l波特图波特图(Bode Plot)(Bode Plot)l波德图定义为与转速同步的振动及其相位和运行转速的关系曲线。波德图定义为与转速同步的振动及其相位和运行转速的关系曲线。7/28/202417振动标准振动标准l振动水平是衡量机组安全的重要指标。从机组安全运行的角度讲，振动越振动水平是衡量机组安全的重要指标。从机组安全运行的角度讲，振动越小越好，但是要考虑降低振动的成本。振动水平只要满足安全运行的需要小越好，但是要考虑降低振动的成本。振动水平只要满足安全运行的需要即可。即可。l标准划分：国际标准、国家标准、行业标准、企业标准。标准划分：国际标准、国家标准、行

44、业标准、企业标准。l国际标准有：国际标准有：ISOISO标准，由国际标准化组织制定；标准，由国际标准化组织制定；IECIEC标准，由国际电工委标准，由国际电工委员会制定。员会制定。l介绍介绍ISO10816-3:1998ISO10816-3:1998标准和标准和GB 11347-1989GB 11347-1989国家标准及大唐标准。国家标准及大唐标准。 7/28/202418振动评判标准振动评判标准(1)(1)l刚性支承上的第一组大型机器，即额定功率大于刚性支承上的第一组大型机器，即额定功率大于300300千瓦，小于千瓦，小于5 5万千瓦，转轴高度万千瓦，转轴高度H H 315315毫米的电动

45、机，它们的振动评定标准为：毫米的电动机，它们的振动评定标准为：l评定区域评定区域A/BA/B：振动位移有效值：振动位移有效值2929微米；振动速度有效值微米；振动速度有效值2.32.3毫米毫米/ /秒为分界线，即，秒为分界线，即，轴承座振动小于轴承座振动小于2929微米有效值或小于微米有效值或小于2.32.3毫米毫米/ /秒有效值，机器的振动评定为秒有效值，机器的振动评定为A A区域，区域，即属于新交付使用的机器的振动通常可落在此区域内。即属于新交付使用的机器的振动通常可落在此区域内。l评定区域评定区域B/CB/C：振动位移有效值：振动位移有效值5757微米；振动速度有效值微米；振动速度有效值

46、4.54.5毫米毫米/ /秒为分界线，即，秒为分界线，即，轴承座振动大于轴承座振动大于2929微米有效值或微米有效值或2.32.3毫米毫米/ /秒有效值，小于秒有效值，小于5757微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒有效值，机器的振动可评定为秒有效值，机器的振动可评定为B B区域，即该机器的处在此区域时，可以考虑无限长区域，即该机器的处在此区域时，可以考虑无限长时间运行。时间运行。l评定区域评定区域C/DC/D：振动位移有效值：振动位移有效值9090微米；振动速度有效值微米；振动速度有效值7.17.1毫米毫米/ /秒为分界线，即轴秒为分界线，即轴承座振动大于承座振动大于5757

47、微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒有效值，小于秒有效值，小于9090微米有效值或微米有效值或7.17.1毫米毫米/ /秒秒有效值，机器振动可评定为有效值，机器振动可评定为C C区域，即机器振动处于此区域时，一般考虑不适宜作长区域，即机器振动处于此区域时，一般考虑不适宜作长期连续运行。通常该机器只能在此状态下运行有限时间，应当安排在一合适的机会期连续运行。通常该机器只能在此状态下运行有限时间，应当安排在一合适的机会进行维修。进行维修。l如果轴承座振动大于如果轴承座振动大于9090微米有效值或微米有效值或7.17.1毫米毫米/ /秒有效值，该机器的振动可评定为秒有效值，该机器的振

48、动可评定为D D区区域，即机器的振动处在此区域内时，通常应该考虑其振动烈度足以导致机器损坏。域，即机器的振动处在此区域内时，通常应该考虑其振动烈度足以导致机器损坏。7/28/202419振动评判标准振动评判标准(2)(2)l刚性支承上的第二组大型机器，即额定功率大于刚性支承上的第二组大型机器，即额定功率大于1515千瓦，小于千瓦，小于300300千瓦，转轴高度千瓦，转轴高度160160H H315315毫米的电动机，它们的振动评定标准为：毫米的电动机，它们的振动评定标准为：l评定区域评定区域A/BA/B：振动位移有效值：振动位移有效值2222微米；振动速度有效值微米；振动速度有效值1.41.4

49、毫米毫米/ /秒为分界线，即，秒为分界线，即，轴承座振动小于轴承座振动小于2222微米有效值或小于微米有效值或小于1.41.4毫米毫米/ /秒有效值，机器的振动评定为秒有效值，机器的振动评定为A A区域，区域，即属于新交付使用的机器的振动通常可落在此区域内。即属于新交付使用的机器的振动通常可落在此区域内。l评定区域评定区域B/CB/C：振动位移有效值：振动位移有效值4545微米；振动速度有效值微米；振动速度有效值2.82.8毫米毫米/ /秒为分界线，即，秒为分界线，即，轴承座振动大于轴承座振动大于2222微米有效值或微米有效值或2.82.8毫米毫米/ /秒有效值，小于秒有效值，小于4545微米

50、有效值或微米有效值或2.82.8毫米毫米/ /秒有效值，机器的振动可评定为秒有效值，机器的振动可评定为B B区域，即该机器的处在此区域时，可以考虑无限长区域，即该机器的处在此区域时，可以考虑无限长时间运行。时间运行。l评定区域评定区域C/DC/D：振动位移有效值：振动位移有效值7171微米；振动速度有效值微米；振动速度有效值4.54.5毫米毫米/ /秒为分界线，即轴秒为分界线，即轴承座振动大于承座振动大于4545微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒有效值，小于秒有效值，小于7171微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒秒有效值，机器振动可评定为有效值，机器振动可评

51、定为C C区域，即机器振动处于此区域时，一般考虑不适宜作长区域，即机器振动处于此区域时，一般考虑不适宜作长期连续运行。通常该机器只能在此状态下运行有限时间，应当安排在一合适的机会期连续运行。通常该机器只能在此状态下运行有限时间，应当安排在一合适的机会进行维修。进行维修。l如果轴承座振动大于如果轴承座振动大于7171微米有效值或微米有效值或4.54.5毫米毫米/ /秒有效值，该机器的振动可评定为秒有效值，该机器的振动可评定为D D区区域，即机器的振动处在此区域内时，通常应该考虑其振动烈度足以导致机器损坏域，即机器的振动处在此区域内时，通常应该考虑其振动烈度足以导致机器损坏7/28/202420振

52、动故障诊断的基础振动故障诊断的基础 l为了能够掌握机组振动故障诊断技术，胜任现场振动诊断和处理工作，振为了能够掌握机组振动故障诊断技术，胜任现场振动诊断和处理工作，振动分析人员除应了解一般的振动和转子动力学理论外，还应将以下几条基动分析人员除应了解一般的振动和转子动力学理论外，还应将以下几条基本原则作为转机振动故障诊断的基础。本原则作为转机振动故障诊断的基础。l 熟练掌握振动监测仪表熟练掌握振动监测仪表l了解机器基本机械特性了解机器基本机械特性 l了解使转机情况发生变化的历史事件了解使转机情况发生变化的历史事件l监测能表示出机器特征改变的关键参数监测能表示出机器特征改变的关键参数l处理数据使其

53、成为容易理解的格式处理数据使其成为容易理解的格式7/28/202421旋转机械的故障诊断技术旋转机械的故障诊断技术 l旋转机械的振动问题往往是许多因素综合造成的，但各种类型的振动仍有旋转机械的振动问题往往是许多因素综合造成的，但各种类型的振动仍有其固有属性。其固有属性。l除振动发生过程和振动特征上的表现有所不同外除振动发生过程和振动特征上的表现有所不同外, ,通常振动频谱可以较完整通常振动频谱可以较完整地反映出振动的性质，分析者可根据测量的振动频谱分布来寻找振动的起地反映出振动的性质，分析者可根据测量的振动频谱分布来寻找振动的起因。因。l然而，有时仅由频谱分析进行故障诊断仍不能收到很好的效果，

54、因为一些然而，有时仅由频谱分析进行故障诊断仍不能收到很好的效果，因为一些故障类型产生的振动可能有相同或相似的频谱，这时就需要通过振动的相故障类型产生的振动可能有相同或相似的频谱，这时就需要通过振动的相位关系和其它一些相关因素来作进一步的分析。因此，振动频谱和相位关位关系和其它一些相关因素来作进一步的分析。因此，振动频谱和相位关系是振动故障诊断工作中使用的基本工具。系是振动故障诊断工作中使用的基本工具。l下面将列出一些典型故障的振动频谱特征和相位关系及振动特征。下面将列出一些典型故障的振动频谱特征和相位关系及振动特征。7/28/202422质量不平衡质量不平衡l质量不平衡是旋转机械最常发生的故障

55、。质量不平衡是旋转机械最常发生的故障。l振动特征如下：振动特征如下：1.1.振动以振动以1X1X为主。为主。2.2.转速一定时振幅和相位是稳定的；转速一定时振幅和相位是稳定的；3.3.多次启动振动有再现性；多次启动振动有再现性；4.4.排除刚度、共振原因。排除刚度、共振原因。 7/28/202423不对中不对中 l 不对中是旋转机械最为常见的故障之一。转子不对中通常指相邻两转子的轴心线与不对中是旋转机械最为常见的故障之一。转子不对中通常指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。转子不对中可以分为联轴器不对中和轴承不对中，轴承中心线的倾斜或偏移程度。转子不对中可以分为联轴器不对中和轴承不

56、对中，其结果是在联轴器处产生附加弯矩。轴系产生不对中的原因通常是加工制造误差和其结果是在联轴器处产生附加弯矩。轴系产生不对中的原因通常是加工制造误差和安装误差及基础受热不均、基础下沉不均、机组各部件的热膨胀变形和扭曲变形等安装误差及基础受热不均、基础下沉不均、机组各部件的热膨胀变形和扭曲变形等其它因素。其它因素。1. 1. 联轴器不对中联轴器不对中l 联轴器不对中有联轴器偏角不对中联轴器不对中有联轴器偏角不对中( (端面瓢偏端面瓢偏) )、平行不对中、平行不对中( (不同心不同心) )和平行偏角不和平行偏角不对中三种情况。联轴器端面瓢偏表现为产生较大的轴向振动，且沿联轴器两端测量对中三种情况。

57、联轴器端面瓢偏表现为产生较大的轴向振动，且沿联轴器两端测量的振动相位反相，一般情况轴向振动以的振动相位反相，一般情况轴向振动以1X1X和和2X2X分量为主，但有时也会有一些分量为主，但有时也会有一些3X3X振动振动分量。联轴器不同心产生的振动现象和端面瓢偏时的相类似，但其表现为较大的径分量。联轴器不同心产生的振动现象和端面瓢偏时的相类似，但其表现为较大的径向振动，且沿联轴器两端测量振动相位反相，此时向振动，且沿联轴器两端测量振动相位反相，此时2X2X振动分量常大于振动分量常大于1X1X分量，其大分量，其大小决定于联轴器类型和结构。当联轴器端面瓢偏或不同心较严重时，可能产生一些小决定于联轴器类型

58、和结构。当联轴器端面瓢偏或不同心较严重时，可能产生一些更高的振动谐波分量（更高的振动谐波分量（4X4X8X8X），而且这时联轴器结构会对振动频谱的特征产生重），而且这时联轴器结构会对振动频谱的特征产生重要影响。要影响。l 实际旋转机械各转子联轴器处的不对中既有平行不对中又有偏角不对中实际旋转机械各转子联轴器处的不对中既有平行不对中又有偏角不对中, ,因此其引因此其引发的振动特点和频谱特征是上面两种情况的综合结果。发的振动特点和频谱特征是上面两种情况的综合结果。7/28/202424轴承不对中轴承不对中 轴承不对中包括偏角不对中和标高变化两种情况。目前多使用的轴承不对中包括偏角不对中和标高变化两

59、种情况。目前多使用的自位轴承，因此轴承偏角不对中容易消除。但轴承位置标高的变化自位轴承，因此轴承偏角不对中容易消除。但轴承位置标高的变化使轴承载荷重新分配，从而影响整个轴系的稳定性。使轴承载荷重新分配，从而影响整个轴系的稳定性。l不对中引起的振动与负荷的关系不对中引起的振动与负荷的关系l不对中故障振动对负荷变化较为敏感。对于联轴器不对中而言不对中故障振动对负荷变化较为敏感。对于联轴器不对中而言, ,当当负荷变化时负荷变化时, ,由联轴器传递的扭矩立即发生变化由联轴器传递的扭矩立即发生变化, ,如果联轴器不对中如果联轴器不对中, ,则转子的振动状态也立即发生变化。而对于轴承不对中而言则转子的振动

60、状态也立即发生变化。而对于轴承不对中而言, ,负荷负荷变化后由于温度分布的变化变化后由于温度分布的变化, ,轴承座的热膨胀不均匀引起轴承不对轴承座的热膨胀不均匀引起轴承不对中中, ,使转子的振动也要发生变化使转子的振动也要发生变化, ,但由于热传导的惯性但由于热传导的惯性, ,振动的变化振动的变化在时间上比负荷的改变要滞后一段时间。在时间上比负荷的改变要滞后一段时间。7/28/202425轴弯曲 轴弯曲是指转子的中心线处于不直状态。轴弯曲是指转子的中心线处于不直状态。 弯轴问题通常是产生很大的轴向振动，如果弯曲位于转轴中央附弯轴问题通常是产生很大的轴向振动，如果弯曲位于转轴中央附近，支承转子的

61、两个轴承轴向振动主要呈近，支承转子的两个轴承轴向振动主要呈1X1X分量分量; ;如果弯曲位于联如果弯曲位于联轴器附近，则可能产生较大的轴器附近，则可能产生较大的2X2X振动分量。振动分量。 弯轴与质量不平衡引起的振动特性区别在于其不同的相位关系。弯轴与质量不平衡引起的振动特性区别在于其不同的相位关系。 弯轴引起的两轴承轴向振动相位相反，而外伸端质量不平衡引起的弯轴引起的两轴承轴向振动相位相反，而外伸端质量不平衡引起的两轴承轴向振动相位同相。两轴承轴向振动相位同相。 此外，轴弯曲时一般会在一阶临界转速下产生较大的径向振动。此外，轴弯曲时一般会在一阶临界转速下产生较大的径向振动。7/28/2024

62、26机械松动机械松动 l通常有三种类型的机械松动。通常有三种类型的机械松动。l第一种类型的松动是指机器的底座、台板和基础存在结构松动，或水泥灌第一种类型的松动是指机器的底座、台板和基础存在结构松动，或水泥灌浆不实以及结构或基础的变形，此类松动表现出振动频谱为浆不实以及结构或基础的变形，此类松动表现出振动频谱为1X1X分量。分量。l第二种类型的松动主要是由于机器底座固定螺栓的松动或轴承座出现裂纹第二种类型的松动主要是由于机器底座固定螺栓的松动或轴承座出现裂纹引起。其振动频谱除包含引起。其振动频谱除包含1X1X分量外，还存在相当大的分量外，还存在相当大的2X2X分量，有时还激发分量，有时还激发出出

63、1/2X1/2X和和3X3X振动分量。振动分量。l第三种类型的松动是由于部件间不合适的配合引起的，由于松动部件对来第三种类型的松动是由于部件间不合适的配合引起的，由于松动部件对来自转子动态力的非线性响应，因而其产生许多振动谐波分量，如自转子动态力的非线性响应，因而其产生许多振动谐波分量，如1X,2X,1X,2X,nXnX，有时亦产生精确的，有时亦产生精确的1/2X1/2X或或1/3X1/3X整数倍的次谐波分量（即整数倍的次谐波分量（即0.5X,1.5X,2.5X,n.5X0.5X,1.5X,2.5X,n.5X）, ,这时松动通常是轴承盖里轴承瓦枕的松动、过这时松动通常是轴承盖里轴承瓦枕的松动、

64、过大的轴承间隙、或者转轴上存在松动叶轮。这种松动的振动相位很不稳定，大的轴承间隙、或者转轴上存在松动叶轮。这种松动的振动相位很不稳定，变化范围很大。变化范围很大。7/28/202427轴承座刚度不足l轴承座刚度不足l轴承座或汽缸刚度不足往往导致在较小的轴振动情况下而产生较大的瓦振动。引起轴承座或汽缸刚度不足的主要原因是其本身结构刚性较差；轴承座与台板、基础之间的连接松动；二次灌浆不好；或基础、轴承座、与轴承座连接的汽缸、发电机和励磁机静子或管道存在共振。l轴承座刚度不足引起的振动一般以1X分量为主，转子振动与轴承座振动之比小于或接近1（通常情况下转子振动与轴承座振动之比为24）。l在激振力大小

65、一定的情况下，轴承座振动的大小与轴承座的动刚度成反比。当轴承座处于共振状态时，其动刚度最小。汽轮发电机组轴承座除存在接近50Hz的固有频率外，也可能存在100Hz左右的固有频率（尤其是励磁机、发电机轴承）。在发生共振时，较小的激振力可产生较大的轴瓦振动。7/28/202428转子碰磨 当旋转机械的旋转部件和固定部件接触时，就发生动静碰磨。当旋转机械的旋转部件和固定部件接触时，就发生动静碰磨。 转子碰磨时会产生类似于机械松动的频谱。转子碰磨可能是部分碰磨，也可能是整圈碰磨。碰转子碰磨时会产生类似于机械松动的频谱。转子碰磨可能是部分碰磨，也可能是整圈碰磨。碰磨一般会产生更多的次谐波振动分量。此外，

66、转子碰磨可能产生一系列完整分数的谐波振动分量磨一般会产生更多的次谐波振动分量。此外，转子碰磨可能产生一系列完整分数的谐波振动分量（1/2X,1/3X,1/4X,1/5X,1/nX1/2X,1/3X,1/4X,1/5X,1/nX）, ,这类频谱特别在转子部分碰磨情况下容易产生。转子碰磨可这类频谱特别在转子部分碰磨情况下容易产生。转子碰磨可能也激起许多高频振动分量。碰磨的危害性很大，即使转轴和轴承乌金短时碰磨也会造成严重后能也激起许多高频振动分量。碰磨的危害性很大，即使转轴和轴承乌金短时碰磨也会造成严重后果。果。l 汽轮发电机组转轴和静子发生径向部分碰磨时，振动频谱主要是基频分量，但也有汽轮发电机

67、组转轴和静子发生径向部分碰磨时，振动频谱主要是基频分量，但也有2X2X、3X3X、4X4X等高次谐波分量，其中等高次谐波分量，其中2X2X分量较大。摩擦时振动急剧增大，而且相位也会发生变化，相位变化是分量较大。摩擦时振动急剧增大，而且相位也会发生变化，相位变化是逆转动方向。碰磨后若转子发生热弯曲，则降速过转子临界转速时振动也急剧放大。当转子发生逆转动方向。碰磨后若转子发生热弯曲，则降速过转子临界转速时振动也急剧放大。当转子发生动静碰磨后，降转速或降负荷振动并不立即减小，反而有所增大，只有当转速或负荷降低到某一动静碰磨后，降转速或降负荷振动并不立即减小，反而有所增大，只有当转速或负荷降低到某一数

68、值后，振动才缓慢减小，即振动变化存在一定的滞后。如下图所示。数值后，振动才缓慢减小，即振动变化存在一定的滞后。如下图所示。l 确定或消除摩擦振动的最有效方法是在振动允许的情况下延长运行时间，观察振动的变化，若确定或消除摩擦振动的最有效方法是在振动允许的情况下延长运行时间，观察振动的变化，若振动逐渐减小以至消失，说明转子热弯曲已消失；若振动逐渐减小，但较前有了显著增大，说明振动逐渐减小以至消失，说明转子热弯曲已消失；若振动逐渐减小，但较前有了显著增大，说明转子已产生永久弯曲；若长时间运行振动无变化，说明这种振动不是由于转轴摩擦产生热弯曲所转子已产生永久弯曲；若长时间运行振动无变化，说明这种振动不

69、是由于转轴摩擦产生热弯曲所引起。引起。7/28/202429滚动轴承振动故障诊断滚动轴承振动故障诊断l滚动轴承是机器中最精密的部件，通常它们的公差都保持在机器的其余部滚动轴承是机器中最精密的部件，通常它们的公差都保持在机器的其余部件的公差的十分之一。但多年的实践经验表明，只有件的公差的十分之一。但多年的实践经验表明，只有10%10%以下的轴承能够运以下的轴承能够运行到设计寿命年限。而大约行到设计寿命年限。而大约40%40%的轴承失效是由于润滑引起的故障，的轴承失效是由于润滑引起的故障，30%30%失失效是由于不对中或效是由于不对中或“卡住卡住”等装配失误，还有等装配失误，还有20%20%的失效

70、是由过载使用或制的失效是由过载使用或制造上缺陷等其它原因所致。造上缺陷等其它原因所致。l如果机器进行了精确对中和精确平衡，不在共振频率附近运转，并且轴承如果机器进行了精确对中和精确平衡，不在共振频率附近运转，并且轴承润滑良好，那么机器运行就会非常可靠，机器实际寿命会接近其设计寿命。润滑良好，那么机器运行就会非常可靠，机器实际寿命会接近其设计寿命。然而，大多数情况都没有做到这些。因此有很多轴承都因为磨损而永久失然而，大多数情况都没有做到这些。因此有很多轴承都因为磨损而永久失效。振动分析和磨损颗粒分析是很好的诊断方法。效。振动分析和磨损颗粒分析是很好的诊断方法。7/28/202430频谱特征频谱特

71、征l故障轴承会产生与故障轴承会产生与1X1X基频倍数不完全相同的振动分量基频倍数不完全相同的振动分量换言之，它们不换言之，它们不是同步的分量。对振动分析而言，如果在振动频谱中发现不同步分量是同步的分量。对振动分析而言，如果在振动频谱中发现不同步分量, ,那么那么极有可能是轴承出现故障的警告信号。应通过极有可能是轴承出现故障的警告信号。应通过 振动分析诊断并排除是否是振动分析诊断并排除是否是其它故障引起的这些不同步分量。其它故障引起的这些不同步分量。l如果看到不同步的波峰，那极有可能与轴承磨损相关。如果同时还有谐波如果看到不同步的波峰，那极有可能与轴承磨损相关。如果同时还有谐波和边频带出现，那么

72、轴承磨损的可能性就非常大和边频带出现，那么轴承磨损的可能性就非常大这时候你甚至不需要这时候你甚至不需要再去了解轴承准确的扰动频率。再去了解轴承准确的扰动频率。 7/28/202431滚动轴承振动的基本参数滚动轴承振动的基本参数 l轴承的四个物理参数：球的数量、球的直径、节径和接触角。轴承的四个物理参数：球的数量、球的直径、节径和接触角。l接触角的定义接触角的定义: :指滚动体与滚道接触区中点处指滚动体与滚道接触区中点处, ,滚动体载荷向量与轴承径向平滚动体载荷向量与轴承径向平面之间的夹角面之间的夹角. .按此定义支力轴承的接触角为按此定义支力轴承的接触角为0,0,止推轴承的接触角为止推轴承的接

73、触角为90907/28/202432轴承扰动频率轴承扰动频率l有四个与轴承相关的扰动频率：球过内圈频率（有四个与轴承相关的扰动频率：球过内圈频率（fifi）、球过外圈频率）、球过外圈频率（fcfc）、保持架频率（）、保持架频率（FTFT）和球的自旋频率（）和球的自旋频率（fbfb）。其中）。其中fifi 和和fcfc的和等于的和等于滚珠滚珠/ /滚柱的数量。例如，如果滚柱的数量。例如，如果fifi等于等于3.2 X3.2 X， fcfc等于等于4.8 X4.8 X，那么滚珠，那么滚珠/ /滚滚柱的数量必定是柱的数量必定是8 8。lfbfb的值可能会加倍，因为所给的公式针对的是球撞击内圈或外圈的

74、情况。的值可能会加倍，因为所给的公式针对的是球撞击内圈或外圈的情况。如果有庇点的滚球如果有庇点的滚球/ /滚柱同时撞击内圈和外圈，那么其频率值应该加倍。滚柱同时撞击内圈和外圈，那么其频率值应该加倍。l由于受到各种实际情况如滑动、打滑、磨损、轴承各参数的不精确（如直由于受到各种实际情况如滑动、打滑、磨损、轴承各参数的不精确（如直径可能不完全精确）等的影响，我们所计算出来的频率值可能会与真实值径可能不完全精确）等的影响，我们所计算出来的频率值可能会与真实值有小范围的差异。有小范围的差异。7/28/202433轴承扰动频率的计算公式轴承扰动频率的计算公式 7/28/202434轴承失效的九个阶段轴承

75、失效的九个阶段( (第一阶段第一阶段) )l 在轴承失效的最初阶段，其频率范围大约在在轴承失效的最初阶段，其频率范围大约在20 KHz20 KHz60 KHz60 KHz之间之间或更高。有多种电子设备可以用来检测这些频率，包括峰值能量、或更高。有多种电子设备可以用来检测这些频率，包括峰值能量、 HFDHFD、 冲击脉冲、冲击脉冲、 SEESEE等超音波测量装置。在这个阶段，普通的频等超音波测量装置。在这个阶段，普通的频谱上不会出现任何显示。谱上不会出现任何显示。7/28/202435轴承失效的九个阶段轴承失效的九个阶段( (第二阶段第二阶段) )l 由由于于轴轴承承上上的的庇庇点点增增大大，使

76、使它它在在轴轴承承固固有有频频率率处处发发出出铃铃叫叫声声。同同时时固固有有频频率周围还出现边频带。率周围还出现边频带。7/28/202436轴承失效的九个阶段轴承失效的九个阶段( (第三阶段第三阶段) )l 出出现现轴轴承承故故障障频频率率。开开始始的的时时候候我我们们只只能能观观察察到到这这个个频频率率本本身身。图图中中所所示示为为轴轴承承内内圈圈故故障障时时的的频频谱谱显显示示。当当轴轴承承磨磨损损进进一一步步加加剧剧后后，在在故故障障频频率率（例例子子中中的的BPIBPI）处处的的波波峰峰值值将将会会升升高高。大大多多数数情情况况下下波波峰峰值值将将随随着着时时间间线线性增加。性增加。

77、7/28/202437轴承失效的九个阶段轴承失效的九个阶段( (第四阶段第四阶段) )l随随着着故故障障的的发发展展，故故障障频频率率将将产产生生谐谐波波。这这表表明明发发生生了了一一定定程程度度的的冲冲击击。故故障障频频率率的的谐谐波波有有时时可可能能会会比比基基频频波波峰峰更更早早被被发发现现。因因此此，我我们们首首先先要要查查找找频频谱谱中中的的非非同同步步波波峰峰，并并查查证证是是否否有有谐谐波波。对对应应的的时时域域波波形形中中同同时时也也会会出现冲击脉冲的显示。出现冲击脉冲的显示。7/28/202438轴承失效的九个阶段轴承失效的九个阶段( (第五阶段第五阶段) )l随着故障状态的

78、恶化，轴承的损坏更加严重，振动级将继续升高，同时出现更多的随着故障状态的恶化，轴承的损坏更加严重，振动级将继续升高，同时出现更多的谐波。由于故障自身的性质，这时还会出现边频带。谐波。由于故障自身的性质，这时还会出现边频带。时域波形上时域波形上的尖峰波将更加清的尖峰波将更加清晰和明显，你甚至能够通过测量尖峰间的时间间隔来计算故障频率。高频率的轴承晰和明显，你甚至能够通过测量尖峰间的时间间隔来计算故障频率。高频率的轴承检测，如峰值能量和冲击脉冲所得到的趋势都在持续上升。检测，如峰值能量和冲击脉冲所得到的趋势都在持续上升。l此时引起调制的原因有二个：第一种情形是当内圈出现故障时，如果它位于加载区此时

79、引起调制的原因有二个：第一种情形是当内圈出现故障时，如果它位于加载区域时，产生的冲击会更加剧烈，从而产生更高的振幅。当内圈故障位置移出加载区域时，产生的冲击会更加剧烈，从而产生更高的振幅。当内圈故障位置移出加载区后，其振幅又会降低，并在轴承顶部达到最小值。在这种情况下内圈的故障频率将后，其振幅又会降低，并在轴承顶部达到最小值。在这种情况下内圈的故障频率将被（内圈的）旋转频率所调制，于是我们可以在频谱中看到被（内圈的）旋转频率所调制，于是我们可以在频谱中看到1 X1 X边频带出现。边频带出现。l如果滚珠出现问题，也会因相同的原因，产生调制。当滚珠运转在载荷区会产生比如果滚珠出现问题，也会因相同的

80、原因，产生调制。当滚珠运转在载荷区会产生比运转在非载荷区更强烈的冲击。越接近载荷区，振幅越高。滚珠沿轴承以保持架频运转在非载荷区更强烈的冲击。越接近载荷区，振幅越高。滚珠沿轴承以保持架频率率FTFT滚动。该频率低于滚动。该频率低于1 X1 X典型的典型的FTFT大约等于大约等于0.4 X0.4 X。l当我们能够从频谱中观察到谐波，特别是边频带后，轴承上的磨损就已经能够用肉当我们能够从频谱中观察到谐波，特别是边频带后，轴承上的磨损就已经能够用肉眼观察到了。这时候，你就可以建议更换轴承了。眼观察到了。这时候，你就可以建议更换轴承了。7/28/202439轴承失效的九个阶段轴承失效的九个阶段( (第

81、六阶段第六阶段) )l1X1X处的幅值增大，并出现处的幅值增大，并出现1X1X的谐波，这是由于磨损引起间隙增大的结果。的谐波，这是由于磨损引起间隙增大的结果。7/28/202440轴承失效的九个阶段轴承失效的九个阶段( (第七阶段第七阶段) )l故障频率及其边频带变成峰丘状，经常被叫作故障频率及其边频带变成峰丘状，经常被叫作 干草堆干草堆 。这是由于宽带噪。这是由于宽带噪声所致。在靠近机器的地方，你还能听到轴承发出的噪声。在这个阶段，声所致。在靠近机器的地方，你还能听到轴承发出的噪声。在这个阶段，高频率的轴承测量值可能会逐渐减少。如果你用测量工具测到的振幅有下高频率的轴承测量值可能会逐渐减少。

82、如果你用测量工具测到的振幅有下降趋势，不要以为是情况出现好转，而应该尽快去定购用来更换的轴承了！降趋势，不要以为是情况出现好转，而应该尽快去定购用来更换的轴承了！7/28/202441轴承失效的九个阶段轴承失效的九个阶段( (第八阶段第八阶段) )l频谱中的频谱中的“干草堆干草堆”将继续扩大，谐波随着松动的增加而增大，高频率的将继续扩大，谐波随着松动的增加而增大，高频率的轴承测量显示出的趋势可能会继续降低，但重要的是整个噪声水平都在上轴承测量显示出的趋势可能会继续降低，但重要的是整个噪声水平都在上升。你能清晰的听到轴承发出的声音，这预示着轴承即将报废。升。你能清晰的听到轴承发出的声音，这预示着

83、轴承即将报废。7/28/202442轴承失效的九个阶段轴承失效的九个阶段( (第九阶段第九阶段) ) l到了这个阶段以后，频谱会变得平直，因为机器已经不能运转了！到了这个阶段以后，频谱会变得平直，因为机器已经不能运转了！7/28/202443滚动轴承诊断口诀滚动轴承诊断口诀l内圈外圈滚动体，特征频率要牢记；确有轴承故障存，频率成分难再隐。内圈外圈滚动体，特征频率要牢记；确有轴承故障存，频率成分难再隐。l先看频谱低频处，非同步的看有无；若有非同步成分，故障已可定三分；先看频谱低频处，非同步的看有无；若有非同步成分，故障已可定三分；l特征频率谐波存，对应故障无疑问；再看频谱高频处，调制存在故障明；

84、特征频率谐波存，对应故障无疑问；再看频谱高频处，调制存在故障明；l外圈特征转频调，松动现象无疑问；内圈故障转频调，亦可作证据成分。外圈特征转频调，松动现象无疑问；内圈故障转频调，亦可作证据成分。l特殊情况特殊看，诊断故障有分寸；单一频率若存在，是否轴承需辨认。特殊情况特殊看，诊断故障有分寸；单一频率若存在，是否轴承需辨认。l高频也是很重要，早期故障高频分；低频没有高频有，时常跟踪要勤奋；高频也是很重要，早期故障高频分；低频没有高频有，时常跟踪要勤奋；l损坏若是很严重，高频抬起有空洞；及时更换莫侥幸，时刻避免事故生。损坏若是很严重，高频抬起有空洞；及时更换莫侥幸，时刻避免事故生。l故障机理把握清

85、，是是非非要分明；润滑状况常检测，调试装配莫放松；故障机理把握清，是是非非要分明；润滑状况常检测，调试装配莫放松；l诊断轴承有诀窍，相信科学错不了。诊断轴承有诀窍，相信科学错不了。7/28/202444电站风机常见振动故障电站风机常见振动故障 风机是一种将机械能转化为气体动能和势能能的动力设备，它风机是一种将机械能转化为气体动能和势能能的动力设备，它是火力发电厂不可缺少的重要辅机设备，电厂风机主要有送风机、是火力发电厂不可缺少的重要辅机设备，电厂风机主要有送风机、引风机、一次风机、增压风机、磨煤机密封风机等。在实际运行中，引风机、一次风机、增压风机、磨煤机密封风机等。在实际运行中，风机，特别是

86、引风机由于运行条件较恶劣，故障率较高，常导致机风机，特别是引风机由于运行条件较恶劣，故障率较高，常导致机组非计划停运或减负荷运行。因此，及时而有效地查明风机运行中组非计划停运或减负荷运行。因此，及时而有效地查明风机运行中故障产生的原因，并采取得力措施予以解决，是保证机组安全稳定故障产生的原因，并采取得力措施予以解决，是保证机组安全稳定运行的重要举措运行的重要举措 7/28/202445叶片非工作面积灰引起风机振动l这类缺陷常见于锅炉引风机，主要表现为风机在运行中振动突然上升。这这类缺陷常见于锅炉引风机，主要表现为风机在运行中振动突然上升。这是因为当气体进入叶轮时，与旋转的叶片工作面存在一定的角

87、度，根据流是因为当气体进入叶轮时，与旋转的叶片工作面存在一定的角度，根据流体力学原理，气体在叶片的非工作面一定有旋涡产生，于是气体中的灰粒体力学原理，气体在叶片的非工作面一定有旋涡产生，于是气体中的灰粒由于旋涡作用会慢慢地沉积在非工作面上。机翼型的叶片最易积灰。当积由于旋涡作用会慢慢地沉积在非工作面上。机翼型的叶片最易积灰。当积灰达到一定的重量时由于叶轮旋转离心力的作用将一部分大块的积灰甩出灰达到一定的重量时由于叶轮旋转离心力的作用将一部分大块的积灰甩出叶轮。由于各叶片上的积灰不可能完全均匀一致，聚集或可甩走的灰块时叶轮。由于各叶片上的积灰不可能完全均匀一致，聚集或可甩走的灰块时间不一定同步，

88、结果因为叶片的积灰不均匀导致叶轮质量分布不平衡，从间不一定同步，结果因为叶片的积灰不均匀导致叶轮质量分布不平衡，从而使风机振动增大。而使风机振动增大。l 在这种情况下，通常只需把叶片上的积灰铲除，叶轮又将重新达到平衡，在这种情况下，通常只需把叶片上的积灰铲除，叶轮又将重新达到平衡，从而减少风机的振动。从而减少风机的振动。7/28/202446叶片磨损引起的振动叶片磨损引起的振动 l 磨损是风机中最常见的现象，风机在运行中振动缓慢上升，一般是由于叶片磨损，磨损是风机中最常见的现象，风机在运行中振动缓慢上升，一般是由于叶片磨损，平衡破坏后造成的。此时处理风机振动的问题一般是在停运后做动平衡。平衡破

89、坏后造成的。此时处理风机振动的问题一般是在停运后做动平衡。l 在实际工作中，多采用影响系数法找平衡。为了尽快找到应加的重量和位置，应根在实际工作中，多采用影响系数法找平衡。为了尽快找到应加的重量和位置，应根据平时的数据多总结经验，积极采用一次加准法加重。根据经验，据平时的数据多总结经验，积极采用一次加准法加重。根据经验，Y4Y460NO28.760NO28.7的的风机振动风机振动0.10 mm0.10 mm时不平衡重量为时不平衡重量为1200 g1200 g；磨煤机密封风机振动；磨煤机密封风机振动0 010 mm10 mm时不平衡重时不平衡重量量20 g20 g；轴流；轴流G150/299G1

90、50/299型引风机振动为型引风机振动为0.10 mm0.10 mm时不平衡重量在时不平衡重量在2000 g2000 g左右；左右；FAF-FAF-18.5-218.5-2型送风机振动为型送风机振动为0 010 mm10 mm时不平衡重量只有时不平衡重量只有400 g400 g左右。强调说明：为了达到左右。强调说明：为了达到不停炉处理叶片磨损引起的振动问题，平时须加强对风门挡板的维护，减少风门挡不停炉处理叶片磨损引起的振动问题，平时须加强对风门挡板的维护，减少风门挡板的漏风，在单侧风机停运时能防止热风从停运的风机处漏出，以维持良好的工作板的漏风，在单侧风机停运时能防止热风从停运的风机处漏出，以

91、维持良好的工作环境。环境。7/28/202447风道系统振动导致风机的振动风道系统振动导致风机的振动 l烟、风道的振动通常会引起风机的受迫振动。这是生产中容易出现而又容易忽视的烟、风道的振动通常会引起风机的受迫振动。这是生产中容易出现而又容易忽视的情况。根据有关资料介绍，烟风道的振动大致可分为以下几类：情况。根据有关资料介绍，烟风道的振动大致可分为以下几类：l1.“1.“卡门卡门”涡流振动：其发生在锅炉烟道及应用管式空气予热器机组的送风道中，涡流振动：其发生在锅炉烟道及应用管式空气予热器机组的送风道中，主要特点是振动频率随风量的变化而变化，一般振动频率超过主要特点是振动频率随风量的变化而变化，

92、一般振动频率超过40Hz40Hz，并且伴有强烈，并且伴有强烈噪音。噪音。l2.“2.“中心涡中心涡”诱导振动：其发生在轴向挡板调节的大型宽叶片离心风机中，当进口诱导振动：其发生在轴向挡板调节的大型宽叶片离心风机中，当进口挡板开度挡板开度30306060时振动较大，挡板满开或全关时，振动基本消失。其压力脉动时振动较大，挡板满开或全关时，振动基本消失。其压力脉动幅值可达幅值可达3500Pa3500Pa，对管道危害较大，其频率为转速的，对管道危害较大，其频率为转速的2 2倍或倍或1.51.5倍。目前消除该振动倍。目前消除该振动的方法是加装叶片整流器。的方法是加装叶片整流器。l3.3.旋转失速诱导振动

93、：它是由于风机本身特性与管网阻力不匹配引起，当风机运行旋转失速诱导振动：它是由于风机本身特性与管网阻力不匹配引起，当风机运行在小流量区域，气流通过叶片通道时，由于叶片负面层发生分离，不能保证气流平在小流量区域，气流通过叶片通道时，由于叶片负面层发生分离，不能保证气流平稳流出，产生旋转失速导致压力脉动，该压力脉动的幅值可达稳流出，产生旋转失速导致压力脉动，该压力脉动的幅值可达5000Pa5000Pa，其频率为风，其频率为风机转速频率的机转速频率的2/3.2/3.l4.4.风道局部涡流诱导振动：由于烟风道局部设计不合理，导致出现局部涡流，其频风道局部涡流诱导振动：由于烟风道局部设计不合理，导致出现

94、局部涡流，其频振动率为风机转速频率，且振幅随负荷的加大而增加。振动率为风机转速频率，且振幅随负荷的加大而增加。l5.5.管道结构刚度不足：这种情况下只需改变烟、风道系统的结构或支撑刚度，即可管道结构刚度不足：这种情况下只需改变烟、风道系统的结构或支撑刚度，即可消除振动。消除振动。7/28/202448不对中l旋转设备的中心包含了两个中心，一是转子与转子之间的中心，另一方面是轴承与旋转设备的中心包含了两个中心，一是转子与转子之间的中心，另一方面是轴承与轴承的中心，按照现行的检修工艺首先要调整的是轴承与轴承的中心，转子中心一轴承的中心，按照现行的检修工艺首先要调整的是轴承与轴承的中心，转子中心一般

95、都是轴承中心找好进行。转子中心要受对轮晃度、瓢偏影响以及对轮螺栓和绞孔般都是轴承中心找好进行。转子中心要受对轮晃度、瓢偏影响以及对轮螺栓和绞孔情况的影响，测量转子中心的方法是在冷态下未联对轮前测量对轮的晃动度，标明情况的影响，测量转子中心的方法是在冷态下未联对轮前测量对轮的晃动度，标明高低点，联接好对轮后再次测量对轮的晃动度，如果变化太大说明转子中心不对，高低点，联接好对轮后再次测量对轮的晃动度，如果变化太大说明转子中心不对，需要处理。实际上风机的中心与联轴器及其连接情况密切相关，当联轴器法兰外圆需要处理。实际上风机的中心与联轴器及其连接情况密切相关，当联轴器法兰外圆与轴经不同心、联轴器法兰止

96、口或螺栓孔节圆不同心、端面飘偏、连接螺栓紧力明与轴经不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心、端面飘偏、连接螺栓紧力明显不对称时，即使找正如何正确，当把连接螺栓拧紧后，在连接和受力情况下都会显不对称时，即使找正如何正确，当把连接螺栓拧紧后，在连接和受力情况下都会使风机轴系不同心和不平直，还会使转子产生预载荷，它对风机的振动影响极大。使风机轴系不同心和不平直，还会使转子产生预载荷，它对风机的振动影响极大。因此在风机的检修和检查中拆除对轮销子时，一定要做好标记，不仅孔号要对，而因此在风机的检修和检查中拆除对轮销子时，一定要做好标记，不仅孔号要对，而且每根销子的安装位置亦应做好标记，回装时按做好的标

97、记进行回装。另外对于动且每根销子的安装位置亦应做好标记，回装时按做好的标记进行回装。另外对于动叶可调的轴流式送风机，其中心除电机与风机的机械中心外，在检修时还应考虑液叶可调的轴流式送风机，其中心除电机与风机的机械中心外，在检修时还应考虑液压调节系统（液压缸）的中心应与风机轴系的中心相一致，在这方面我们有足够的压调节系统（液压缸）的中心应与风机轴系的中心相一致，在这方面我们有足够的经验可总结。经验可总结。7/28/202449轴承故障l现场风机所用轴承包括滑动轴承和滚动轴承两种形式，滑动轴承的故障包现场风机所用轴承包括滑动轴承和滚动轴承两种形式，滑动轴承的故障包括：间隙过大、油膜涡动和油膜振荡以

98、及磨擦等，造成这些故障的原因是括：间隙过大、油膜涡动和油膜振荡以及磨擦等，造成这些故障的原因是装配不当、润滑不良、负荷欠妥、长久磨损及轴承选型不当；滚动轴承的装配不当、润滑不良、负荷欠妥、长久磨损及轴承选型不当；滚动轴承的早期故障包括：滚子和滚道剥落、凹坑、破裂、腐蚀和杂物嵌入。产生的早期故障包括：滚子和滚道剥落、凹坑、破裂、腐蚀和杂物嵌入。产生的原因包括：存放、安装不当、不对中、轴承倾斜、轴承选用不正确、润滑原因包括：存放、安装不当、不对中、轴承倾斜、轴承选用不正确、润滑不足或密封失效、负载不合适等。不足或密封失效、负载不合适等。l对于滑动轴承的故障判断只要测定其振动的频谱，并注意和其它振动

99、的区对于滑动轴承的故障判断只要测定其振动的频谱，并注意和其它振动的区别，就可对振动原因做出较为明确的判断。但对于滚动轴承的故障判断还别，就可对振动原因做出较为明确的判断。但对于滚动轴承的故障判断还应根据轴承的型号计算出轴承各部件的特征频率和实测频谱相比较，才能应根据轴承的型号计算出轴承各部件的特征频率和实测频谱相比较，才能对故障的性质做出判断。在现场实际中，只要有合适的测试仪器，对轴承对故障的性质做出判断。在现场实际中，只要有合适的测试仪器，对轴承是否存在故障不难做出判断，但其故障对振动的影响及其变化趋势（劣化是否存在故障不难做出判断，但其故障对振动的影响及其变化趋势（劣化趋势）较难界定，这就

100、要求对存在故障的轴承要定期测定其振动和频谱变趋势）较难界定，这就要求对存在故障的轴承要定期测定其振动和频谱变化情况，一般规定若相邻两次测试相同测点的振动变化超过化情况，一般规定若相邻两次测试相同测点的振动变化超过15um15um或在运行或在运行中振动突然增大，就应停机进行检查或更换轴承。中振动突然增大，就应停机进行检查或更换轴承。7/28/202450动、静部分相碰引起风机振动l动、静部分相碰的主要原因：动、静部分相碰的主要原因：（1 1）叶轮和进风口（集流器）不在同一轴线上。）叶轮和进风口（集流器）不在同一轴线上。（2 2）运行时间长后进风口损坏、变形。）运行时间长后进风口损坏、变形。（3

101、3）叶轮松动使叶轮晃动度大。）叶轮松动使叶轮晃动度大。（4 4）轴与轴承松动。）轴与轴承松动。（5 5）轴承损坏。）轴承损坏。（6 6）主轴弯曲。）主轴弯曲。 根据不同情况采取不同的处理方法。风机振动的原因很多，其它如连轴根据不同情况采取不同的处理方法。风机振动的原因很多，其它如连轴器中心偏差大、基础或机座刚性不够、原动机振动引起等等，有时是多方器中心偏差大、基础或机座刚性不够、原动机振动引起等等，有时是多方面的原因造成的结果。实际工作中应通过数据分析，掌握设备的状态，摸面的原因造成的结果。实际工作中应通过数据分析，掌握设备的状态，摸清设备劣化的规律，出现问题就能有的放矢地采取相应措施解决。清

102、设备劣化的规律，出现问题就能有的放矢地采取相应措施解决。 7/28/202451轴承温度高风机轴承温度异常升高的原因有三类：润滑不良、冷却不够、轴承异常。风机轴承温度异常升高的原因有三类：润滑不良、冷却不够、轴承异常。离心式风机轴承置于风机外，若是由于轴承疲劳磨损出现脱皮、麻坑、间离心式风机轴承置于风机外，若是由于轴承疲劳磨损出现脱皮、麻坑、间隙增大引起的温度升高，一般可以通过听轴承声音和测量振动等方法来判隙增大引起的温度升高，一般可以通过听轴承声音和测量振动等方法来判断，如是润滑不良、冷却不够的原因则是较容易判断的。而轴流风机的轴断，如是润滑不良、冷却不够的原因则是较容易判断的。而轴流风机的

103、轴承集中于轴承箱内，置于进气室的下方，当发生轴承温度高时，由于风机承集中于轴承箱内，置于进气室的下方，当发生轴承温度高时，由于风机在运行，很难判断是轴承有问题还是润滑、冷却的问题。实际工作中应先在运行，很难判断是轴承有问题还是润滑、冷却的问题。实际工作中应先从以下几个方面解决问题。从以下几个方面解决问题。（1 1）加油是否恰当（采用润滑脂的滚动轴承的装油量，对于低速机械）加油是否恰当（采用润滑脂的滚动轴承的装油量，对于低速机械一般不大于整个轴承室容积的一般不大于整个轴承室容积的2/32/3，对于，对于1500r/min1500r/min以上的机械一般不大于以上的机械一般不大于整个轴承室容积的整

104、个轴承室容积的1/21/2）。应当按照定期工作的要求给轴承箱加油。轴承加）。应当按照定期工作的要求给轴承箱加油。轴承加油后有时也会出现温度高的情况，主要是加油过多。这时现象为温度持续油后有时也会出现温度高的情况，主要是加油过多。这时现象为温度持续不断上升，到达某点后（一般在比正常运行温度高不断上升，到达某点后（一般在比正常运行温度高10101515左右）就会左右）就会维持不变，然后会逐渐下降。维持不变，然后会逐渐下降。l（2 2）冷却风量不足。引风机处的烟温在）冷却风量不足。引风机处的烟温在120120140140，轴承箱如果没有有，轴承箱如果没有有效的冷却，轴承温度会升高。效的冷却，轴承温度

105、会升高。l（3 3）确认不存在上述问题后再检查轴承。）确认不存在上述问题后再检查轴承。7/28/202452旋转失速和喘振l旋转失速是气流冲角达到临界值附近时，气流会离开叶片凸面，发生边界旋转失速是气流冲角达到临界值附近时，气流会离开叶片凸面，发生边界层分离从而产生大量区域的涡流造成风机风压下降的现象。喘振是由于风层分离从而产生大量区域的涡流造成风机风压下降的现象。喘振是由于风机处在不稳定的工作区运行出现流量、风压大幅度波动的现象。这两种不机处在不稳定的工作区运行出现流量、风压大幅度波动的现象。这两种不正常工况是不同的，但是它们又有一定的关系。风机在喘振时一般会产生正常工况是不同的，但是它们又

106、有一定的关系。风机在喘振时一般会产生旋转气流，但旋转失速的发生只决定于叶轮本身结构性能、气流情况等因旋转气流，但旋转失速的发生只决定于叶轮本身结构性能、气流情况等因素，与风烟道系统的容量和形状无关，喘振则与风机本身与风烟道都有关素，与风烟道系统的容量和形状无关，喘振则与风机本身与风烟道都有关系。旋转失速用失速探针来检测，喘振用系。旋转失速用失速探针来检测，喘振用U U形管取样，两者都是压差信号驱形管取样，两者都是压差信号驱动差压开关报警或跳机。但在实际运行中有两种原因使差压开关容易出现动差压开关报警或跳机。但在实际运行中有两种原因使差压开关容易出现误动作：误动作：1 1）烟气中的灰尘堵塞失速探

107、针的测量孔和）烟气中的灰尘堵塞失速探针的测量孔和U U形管容易堵塞；形管容易堵塞；2 2）现）现场振动大。保护的可靠性较差。由于风机发生旋转失速和喘振时，炉膛风场振动大。保护的可靠性较差。由于风机发生旋转失速和喘振时，炉膛风压和风机振动都会发生较大的变化；通常在风机调试时通过动叶安装角度压和风机振动都会发生较大的变化；通常在风机调试时通过动叶安装角度的改变使风机正常工作点远离风机的不稳定区，随着目前风机设计制造水的改变使风机正常工作点远离风机的不稳定区，随着目前风机设计制造水平的提高，可以将风机跳闸保护中喘振保护取消，改为平的提高，可以将风机跳闸保护中喘振保护取消，改为“发讯发讯”，当出现，当出现旋转失速或喘振信号后运行人员通过调节动叶开度使风机脱离旋转脱流区旋转失速或喘振信号后运行人员通过调节动叶开度使风机脱离旋转脱流区或喘振区而保持风机连续稳定运行，从而减少风机的意外停运。或喘振区而保持风机连续稳定运行，从而减少风机的意外停运。7/28/202453结束语结束语旋转设备振动故障诊断需要理论指导，更需要现场大量的经验旋转设备振动故障诊断需要理论指导，更需要现场大量的经验积累，只要大家用心，一定有所收获。积累，只要大家用心，一定有所收获。谢谢大家！谢谢大家！7/28/202454