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  振動(dòng)分析診斷技術(shù)是設(shè)備故障診斷最重要最常用的方法。但在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工作中,常常遇到的最困難的也是最關(guān)鍵的問題是，在使用簡易診斷儀器〈如振動(dòng)計(jì)〉已經(jīng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在故障的情況下，如何根據(jù)各種振動(dòng)分析儀〈頻譜分析儀〉提供的振動(dòng)波形和頻譜，診斷出設(shè)備的故障類型、部位及嚴(yán)重程度，以便據(jù)此采取相應(yīng)的措施。不同的振動(dòng)信號(hào)具有不同的波形和頻譜。診斷設(shè)備故障時(shí)，為了根據(jù)已知的頻譜和波形確定未知的振動(dòng)類型和特點(diǎn)，需要掌握常見的幾種波形、頻譜與振動(dòng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

一、搜集和掌握有關(guān)的知識(shí)和資料

（1）機(jī)器結(jié)構(gòu)性能資料：包括機(jī)器的工作原理，機(jī)器在整個(gè)生產(chǎn)過程中的地位和作用，重要的動(dòng)態(tài)參數(shù)，如驅(qū)動(dòng)功率、流量、壓力、轉(zhuǎn)速變化范圍、電流、電壓、溫度等，機(jī)器結(jié)構(gòu)組成和參數(shù)，如軸承型式、密封結(jié)構(gòu)、聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)、齒輪齒數(shù)、葉片數(shù)、共振頻率、臨界

轉(zhuǎn)速等等。

（2）操作運(yùn)行情況：包括負(fù)荷及其變化情況、潤滑情況、起動(dòng)和停機(jī)情況、工藝參數(shù)變化情況等。

（3）機(jī)器周圍環(huán)境的影響：包括溫度、濕度、與其他機(jī)器的關(guān)聯(lián)、地基沉降、電壓波動(dòng)等因素對(duì)機(jī)器性能的影響。

（4）故障與維修情況：包括上次大修時(shí)間、大修時(shí)作過哪些調(diào)整、運(yùn)轉(zhuǎn)以來發(fā)生故障及對(duì)故障處理情況的記錄和檔案、機(jī)器的薄弱環(huán)節(jié)及預(yù)計(jì)容易發(fā)生故障的類型和部位、同型號(hào)、同工作條件下其他機(jī)器的故障情況等。

二、振動(dòng)數(shù)據(jù)采集

1、儀器配置

設(shè)備振動(dòng)診斷系統(tǒng)可以是微機(jī)系統(tǒng)，也可以是專用儀器。由于微機(jī)系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，越來越被廣泛采用。以便攜式微機(jī)為主機(jī)的離線設(shè)備監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)。在線監(jiān)測(cè)和診斷的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

2、參數(shù)設(shè)置

采集振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)，首先要設(shè)置儀器的數(shù)據(jù)采集參數(shù)，這些參數(shù)主要有：最高分析頻率、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)（數(shù)據(jù)長度）、觸發(fā)方式、放大倍數(shù)、AC/DC 選擇、傳感器靈敏度等。

簡單說明如下：

（1）最高分析頻率 Fm指需要分析的最高頻率，也是經(jīng)過抗混濾波后的信號(hào)最高頻率。

根據(jù)采樣定理，Fm與采樣頻率 Fs 之間的關(guān)系一般可取為:Fs=2.56Fm

最高分析頻率 Fm的選取決定于設(shè)備轉(zhuǎn)速和故障性質(zhì)。例如，診斷常見故障不平衡、不對(duì)中、機(jī)械松動(dòng)及電機(jī)轉(zhuǎn)子故障時(shí)，特征信息包含在頻譜的 10×RPM 范圍內(nèi)；滾動(dòng)軸承的故障信息在內(nèi)外滾道、保持架及滾子等的故障特征頻率及其低次諧頻處，這些故障特征頻率與機(jī)器轉(zhuǎn)速及軸承構(gòu)造參數(shù)有關(guān)；滾動(dòng)軸承疲勞故障信息在與轉(zhuǎn)速有關(guān)的某些高頻區(qū)域；滑動(dòng)軸承油膜渦動(dòng)引起的振動(dòng)頻率主要在（0.42～0.48）×RPM 區(qū)域；齒輪箱故障信息在齒輪嚙合頻率以及齒輪的固有頻率附近；而葉輪葉片故障信息則在葉片通過頻率、轉(zhuǎn)頻及它們的諧頻處等等。最高分析頻率應(yīng)適當(dāng)高于上述各故障信息所在的頻率范圍。〈2〉采樣點(diǎn)數(shù) N 與譜線數(shù) M 有以下關(guān)系：N=2.56×M譜線數(shù) M 與頻率分辨率⊿F 及最高分析頻率 Fm有以下關(guān)系：⊿F=Fm / M

或 M= Fm /⊿F所以有 N=2.56 Fm /⊿F由此可知，采樣點(diǎn)數(shù)的多少與要求多大的頻率分辨率有關(guān)。當(dāng)最高分析頻率已經(jīng)確定，要考

慮診斷中讀譜的頻率分辨率是多少，然后由上式計(jì)算采樣點(diǎn)數(shù)，并將采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置為最接近計(jì)算值的 2 的 n 次冪。例如，機(jī)器轉(zhuǎn)速 R=3000r/min=50Hz，欲分析 8 倍頻以下振動(dòng)信號(hào)，要求頻率分辨率⊿F =1Hz，則采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置如下：

最高分析頻率 Fm =8×R=8×50Hz=400Hz；

采樣頻率 Fs=2.56×Fm=2.56×400Hz=1024Hz；

采樣點(diǎn)數(shù) N=2.56×Fm /⊿F=2.56×400Hz/1Hz;=1024=210；

譜線數(shù) M=N/2.56=1024/2.56=400（條）。

若對(duì)于頻譜的頻率分辨率沒有太高的要求，一般來說，采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)為 1024（400 條譜線）便15足夠了。有時(shí)需要作時(shí)間頻率三維譜圖，采樣點(diǎn)數(shù)可設(shè)置為 8192（213）甚至更多。

（3）觸發(fā)方式一般設(shè)置為內(nèi)觸發(fā)。在作現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡需要測(cè)量相位時(shí)，或作階比分析時(shí)，要求以轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)適當(dāng)分頻后作為數(shù)據(jù)采集的外觸發(fā)信號(hào)。此時(shí)，應(yīng)設(shè)置為外觸發(fā)，同時(shí)在外觸發(fā)端口引入觸發(fā)信號(hào)。

（4）放大倍數(shù)一般能夠自動(dòng)改換，即根據(jù)信號(hào)幅度自動(dòng)選擇放大倍數(shù)，以使放大后的信號(hào)幅度滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換的要求。如果儀器不能自動(dòng)轉(zhuǎn)換放大倍數(shù)，則需預(yù)先測(cè)試或估計(jì)出信號(hào)的最大可能幅度，然后人工設(shè)定放大倍數(shù)，使放大后的最大信號(hào)幅度不超過允許幅值。

（5）AC/DC 選擇一項(xiàng)，在作動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)應(yīng)設(shè)置為 AC。

（6）傳感器靈敏度（或工程單位）設(shè)置一項(xiàng)，在輸入傳感器靈敏度數(shù)值后，時(shí)域和頻域幅值譜縱坐標(biāo)單位為與靈敏度相應(yīng)的力學(xué)單位，若不輸入靈敏度數(shù)值，則時(shí)域和頻域縱坐標(biāo)為伏。例如，加速度傳感器靈敏度以[ V /（m/s2）]為單位時(shí)，時(shí)域和頻域幅值譜縱坐標(biāo)單

位為 m/s2；加速度傳感器靈敏度以[V/g]為單位時(shí)，時(shí)域和頻域縱坐標(biāo)單位為重力加速度 g。

3、輔助測(cè)試

有些情況下，為了確定或排除某些可能的故障，需要進(jìn)行一些輔助測(cè)試。這些輔助測(cè)試包括：變轉(zhuǎn)速振動(dòng)測(cè)試；變負(fù)荷振動(dòng)測(cè)試；變潤滑系統(tǒng)參數(shù)（油溫、油壓）振動(dòng)測(cè)試；起動(dòng)或停車過程振動(dòng)測(cè)試；共振頻率測(cè)試；機(jī)殼、基座或管道某些部件的測(cè)試 。

三、故障分析與診斷

根據(jù)振動(dòng)信號(hào)識(shí)別設(shè)備故障是件難度很大的工作。這主要因?yàn)椋和还收峡梢员憩F(xiàn)出多種癥候，同一癥候可由不同故障引起，不同類型的機(jī)器其故障與癥候的對(duì)應(yīng)關(guān)系可能不完全一樣，這種關(guān)系又與運(yùn)行條件、環(huán)境條件、故障歷史及維修情況有密切聯(lián)系。在故障診斷中，熟悉和掌握機(jī)器的結(jié)構(gòu)、特性、使用和維修情況以及實(shí)際診斷經(jīng)驗(yàn)都是很重要的。

1、注意發(fā)展和變化

在分析和診斷故障時(shí)，應(yīng)注意從發(fā)展變化中得出準(zhǔn)確的結(jié)論。單獨(dú)一次測(cè)量往往難于對(duì)故障判斷有較大把握，反復(fù)多次的追蹤測(cè)量分析能使診斷更接近于真實(shí)情況。為此，應(yīng)注意積累和研究機(jī)器正常運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)數(shù)據(jù)，包括基頻的幅值和相位、次諧波和高次諧波的幅值和相位、其他重要頻率分量的幅值、時(shí)域波形以及軸心軌跡的形狀、大小和旋轉(zhuǎn)方向等。對(duì)當(dāng)前機(jī)器的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行各種觀察和分析時(shí)，應(yīng)與正常運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)進(jìn)行比較，注意哪些參數(shù)發(fā)生了變化及變化程度如何。例如，基頻分量變化不大而 2 倍頻幅值明顯增大

可能說明不對(duì)中加劇，喘振使軸向振動(dòng)變化明顯，而不平衡增大使水平和垂直方向振動(dòng)同步增長。趨勢(shì)分析也是有效的方法，不但分析振動(dòng)有效值或峰-峰值變化趨勢(shì)，而且分析基頻、1/2 倍頻、2 倍頻等各頻率分量的變化趨勢(shì)，從而得出振動(dòng)是穩(wěn)定不變、逐漸上升、時(shí)升時(shí)降還是迅速增大等信息。例如，不平衡加大使振動(dòng)緩慢而穩(wěn)定上升，葉片斷落則使振動(dòng)幅值突然上升。

2、分析振動(dòng)的頻率成分

每一種引發(fā)異常振動(dòng)的故障源都產(chǎn)生一定頻率成分的振動(dòng)，可能是單一頻率，也可能是一組頻率或某個(gè)頻帶。根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的頻率組成，可以很快排除一批不可能出現(xiàn)的故障，將注意力集中在幾個(gè)可能的故障原因上。一般說來：不平衡主要引起基頻振動(dòng)；不對(duì)中不但影響基頻振動(dòng)，還可引起 2 倍頻及其他高倍頻振動(dòng)；滑動(dòng)軸承油膜渦動(dòng)的振動(dòng)頻率為（0.42～0.48）×RPM，油膜振蕩的振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速頻率；轉(zhuǎn)子與固定部件之間的摩擦激發(fā)較寬頻帶的振動(dòng)，可能包括基頻、倍頻、次諧波、轉(zhuǎn)子零部件固有頻率；轉(zhuǎn)子組件松動(dòng)的振動(dòng)頻率以基頻為主，可能伴有倍頻或 1/2×RPM、1/3×RPM 等分?jǐn)?shù)

倍頻。為了更好地知道各頻率成分的主次，有時(shí)可列出頻率結(jié)構(gòu)表，表中有以 mV為單位讀出的通頻幅值和各頻率成分的幅值，根據(jù)各頻率成分與通頻的幅值比，可以清楚地看出各頻率成分的強(qiáng)弱順序和它們?cè)诳傉駝?dòng)中所占的份量。在研究頻譜的頻率成分時(shí)，為了突出主要頻率成分，減弱干擾和噪聲，可以利用自功率譜（簡稱自譜）。由于自功率譜的縱坐標(biāo)與幅值的平方成正比，使幅值譜中的高峰更突出而小的峰變得更不明顯，所以能使頻率結(jié)構(gòu)更清晰

3、分析振動(dòng)的方向性和幅值穩(wěn)定性

一般說來：不平衡量增大，則徑向水平、垂直兩個(gè)方向的振幅同時(shí)增長；不對(duì)中徑向振幅增大，但同時(shí)還可引起軸向振動(dòng)；基座松動(dòng)時(shí)垂直方向振動(dòng)明顯大于水平方向振動(dòng)；轉(zhuǎn)子組件松動(dòng)引起的振動(dòng)，其幅值不穩(wěn)定；油膜渦動(dòng)和油膜振蕩則以徑向振動(dòng)為主，振幅不穩(wěn)定；

轉(zhuǎn)子裂紋引起的 2 倍頻振動(dòng)，水平方向和垂直方向的振幅大小相近。

4、分析各頻率成分的相位

不平衡引起的基頻振動(dòng)分量與轉(zhuǎn)軸相位標(biāo)志之間的角度（即基頻分量的相位）保持不變，水平方向與垂直方向振動(dòng)相位相差約 90°。平行不對(duì)中引起的徑向振動(dòng)在軸兩端反向，即相位相差 180°；角不對(duì)中引起的徑向振動(dòng)在軸兩端同向，即相位差為零。

5、邊頻分析

在齒輪箱（以及電機(jī)）故障診斷中，常見到具有復(fù)雜周期結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻譜。頻譜中有軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 fr 及其諧波，有齒輪嚙合頻率 fm及其諧波，還有 fr與 fm之間調(diào)制產(chǎn)生的邊頻族。實(shí)際上，一對(duì)齒輪的嚙合頻率 fm 及其諧波頻率是載波頻率，而齒輪偏心、齒間游隙、齒的個(gè)別損傷及軸本身故障產(chǎn)生的每周一次振動(dòng)（頻率為 fr）成為調(diào)制信號(hào)，調(diào)制結(jié)果使 fm 兩邊產(chǎn)生出頻率間隔彼此相等的邊頻族。所以，頻譜上譜峰分布有了周期性結(jié)構(gòu)。分析邊頻，求出調(diào)制頻率，常?？梢哉业焦收系牟课?。在難于直接從頻譜圖上分析邊頻結(jié)構(gòu)時(shí)，可以借助于細(xì)化分析或倒頻譜。倒頻譜的橫坐標(biāo)是頻率的倒數(shù)，具有時(shí)間量綱（通常以毫秒為單位）。對(duì)于有變頻結(jié)構(gòu)的頻譜作倒頻譜分析時(shí)，倒頻譜中就出現(xiàn)代表不同周期性結(jié)構(gòu)的譜峰1/fm、2/fm……和 1/fr，等幾個(gè)峰，據(jù)此可以求出特征頻率 fr 和 fm倒頻譜的優(yōu)點(diǎn)在于：（l）將頻譜中的周期性結(jié)構(gòu)檢測(cè)出來，便于邊頻分析；（2）比起幅值譜，倒頻譜受振動(dòng)傳輸途徑影響較小。振動(dòng)傳感器安裝在齒輪箱不同位置上，其幅值譜可能不同，但其倒頻譜差別很??；

（3）當(dāng)調(diào)制信號(hào)（常常是故障信號(hào)）較弱時(shí)，在頻譜圖中往往不明顯，但倒頻譜能夠相對(duì)加強(qiáng)幅值小的信號(hào)，使較弱的周期性信號(hào)變得明顯。細(xì)化分析又稱選帶分析或 ZOOM，它可圍繞一個(gè)指定的中心頻率在較窄的頻帶內(nèi)進(jìn)行分析，因而大大提高了頻率分辨率（圖 2-5）。太多數(shù) FFT 分析都在直流分量。（即零頻率）與最高分析頻率之間的寬頻帶內(nèi)進(jìn)行，稱為基帶分析，頻率分辨率往往不夠大，細(xì)化不僅大大提高頻率分辨率，還可明顯地改善信噪比。

6、分析波形變化

波形分析具有簡捷直觀的特點(diǎn)，對(duì)于成分比較簡單的振動(dòng)位移信號(hào)，或者信號(hào)中的削波、脈沖、調(diào)幅、調(diào)頻等情況較為有效，一般可與頻譜分析同時(shí)使用。故障軸承的振動(dòng)波形。正常時(shí)振動(dòng)加速度波形有較小的振幅平均值，當(dāng)出現(xiàn)滾道面疲勞時(shí)，其波形振幅普遍增大，又當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)外圈疲勞剝落時(shí)，波形中可看到頻率等于其故障特征頻率的沖擊信號(hào)，外圈橢圓度超差時(shí)的波形。

某 5 萬 kW 發(fā)電機(jī)組徑向振動(dòng)位移信號(hào)。波形上下兩部分明顯不對(duì)稱，但若將上半部分的趨勢(shì)延伸至下半部分，基本上就是一個(gè)正弦振動(dòng)，且其頻率與轉(zhuǎn)速一致?？梢姰a(chǎn)生振動(dòng)的主要原因是轉(zhuǎn)子不平衡。另一方面，從波形下半部分來看，由不平衡引起的振動(dòng)在半個(gè)周期中受到了阻礙，并產(chǎn)生了頻率高于轉(zhuǎn)速的振動(dòng)分量，使波形下半邊波峰遠(yuǎn)不如上半邊尖銳，并且疊加有高頻的波動(dòng)。這表明軸承對(duì)于轉(zhuǎn)子的約束力在相反的兩個(gè)方向上有明顯的不同。通過進(jìn)一步的查實(shí)，最終找到波形不對(duì)稱的原因是軸承支承剛度不均勻。分析波形有助于區(qū)分不同故障。一般說來:不平衡的振動(dòng)波形基本上是正弦式的；

不對(duì)中的振動(dòng)波形比較穩(wěn)定、光滑、重復(fù)性好；轉(zhuǎn)子組件松動(dòng)及干摩擦產(chǎn)生的振動(dòng)波形比較毛糙、不平滑、不穩(wěn)定，還可能出現(xiàn)削波現(xiàn)

象；自激振動(dòng)，如油膜渦動(dòng)、油膜振蕩等，振動(dòng)波形比較雜亂，重復(fù)性差，波動(dòng)大。

7、分析軸心軌跡

在轉(zhuǎn)軸同一截面內(nèi)安裝兩個(gè)徑向位移傳感器，彼此互成 90°，將此兩路信號(hào)分別輸入示波器的 X 和 Y 方向，或者用雙通道數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后再以屏幕上的 X 和 Y方向進(jìn)行圖形顯示，成為表示軸心的軌跡，（如圖 2-9）。軸心軌跡表示轉(zhuǎn)子軸心一點(diǎn)相對(duì)于軸承座的運(yùn)動(dòng)。為了去掉振動(dòng)信號(hào)中的直流分量，可使信號(hào)先經(jīng)過高通濾波。

轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)中除包含不平衡引起的同步振動(dòng)分量外，一般還存在亞同步（其頻率低于轉(zhuǎn)速）分量和高次諧波（其頻率是轉(zhuǎn)速的整數(shù)倍）分量，使軸心軌跡形狀復(fù)雜，甚至非?；?/span>

亂，造成分析困難。例如，一臺(tái)壓縮機(jī)高壓缸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生油膜渦動(dòng)導(dǎo)致機(jī)組停車，由于油膜渦動(dòng)周期并不恰好是轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)周期

征兆。再如，觀察汽輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速振動(dòng)分量的軸心軌跡，發(fā)現(xiàn)其大小、形狀和最大振動(dòng)方向不斷變化并逐漸趨于穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下的振幅和最大振動(dòng)方向。這是因?yàn)槠饎?dòng)過程中，機(jī)器由冷態(tài)逐步過渡到熱平衡狀態(tài)，機(jī)器熱容量較大，所需過渡時(shí)間較長。相反，突然停車過程中，由于降速快，機(jī)器熱平衡狀態(tài)來不及變化，所以轉(zhuǎn)速振動(dòng)

分量軸心軌跡只是隨轉(zhuǎn)速的降低而逐步縮小，其形狀和最大振動(dòng)方向并無明顯變化。注意軸心軌跡的穩(wěn)定性。正常情況下，軸心軌跡比較穩(wěn)定，基本上相互重合。如果軸心軌跡紊亂，形狀和大小不斷變化，不能重合，則表明運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常。例如，出現(xiàn)

油膜渦動(dòng)或油膜振蕩時(shí)，軸心軌跡將不斷發(fā)散。此時(shí)可用模擬軸心軌跡進(jìn)行觀察。觀察軸心軌跡的旋轉(zhuǎn)方向。旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，稱為正向進(jìn)動(dòng)；二者相反時(shí)，稱為反向進(jìn)動(dòng)。大多數(shù)情況下，軸心軌跡都是正向進(jìn)動(dòng)，有時(shí)出現(xiàn)反向進(jìn)動(dòng)，可能由于轉(zhuǎn)子徑向干摩擦所致。利用波形分析和軸心軌跡，可以發(fā)現(xiàn)一些典型的故障。

8、全息譜分析

轉(zhuǎn)子在同一支承截面內(nèi)垂直和水平兩方向振動(dòng)之間，以及轉(zhuǎn)子在各個(gè)支承截面振動(dòng)之間，都有密切關(guān)系。分析這些關(guān)系，可以得到更多的機(jī)器狀態(tài)信息。利用二維全息譜和三維全息譜可以達(dá)到上述目的。

（l）二維全息譜。轉(zhuǎn)子在同一支承截面內(nèi)垂直和水平兩個(gè)方向的振動(dòng)信號(hào)可以分別分解成次諧波分量和高次諧波分量，根據(jù)幅值、頻率和相位，把兩個(gè)方向相同頻率成分的振動(dòng)

分別合成，并將各頻率分量的合成圖羅列在一張譜圖上，這就是二維全息譜。某化肥廠空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)透平轉(zhuǎn)子自由端和聯(lián)軸節(jié)端振動(dòng)的二維全息譜，頻率成分主要有 1～4 倍頻和較小的次諧波。從（a）圖看出，存在一個(gè)突出的 4 倍頻分量，而且振動(dòng)方向不變，這表明轉(zhuǎn)子受到一個(gè)方向不變的力的作用，力的作用頻率為轉(zhuǎn)頻的 4 倍。由此

聯(lián)想到空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)透平采用的是回油楔軸承，上述現(xiàn)象可能與此有關(guān)。與自由端相比，2 倍頻成分占突出地位，主要原因是聯(lián)軸節(jié)對(duì)中不良，不對(duì)中與不平衡復(fù)合作用的結(jié)果，使 1 倍頻成分由圓變成橢圓。4 倍頻成分仍然存在，方向相同，僅幅值變小，原因仍為四油楔軸承，對(duì)另一化肥廠的空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)透平振動(dòng)信號(hào)分析結(jié)果表明，也存在 4 倍頻分量，這可能與設(shè)計(jì)有關(guān)；

（2）三維全息譜。三維全息譜顯示不同支承截面內(nèi)同一頻率成分的振動(dòng)軌跡、相位關(guān)系及軸心線上出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)。圖 2-14 是某化肥廠空壓機(jī)組基頻分量振動(dòng)的三維全息譜。該機(jī)組自大修以來運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，但從圖中可以看出，仍存在需要注意的問題。自由端基頻振動(dòng)

軌跡近似為一直線，其水平和垂直振動(dòng)相位差接近 180°，這顯然由于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)都受到一個(gè)方向固定的力作用，此力大小基本不變。振源不會(huì)是轉(zhuǎn)子自身缺陷，而很可能是軸承及其附近軸上零部件所受強(qiáng)迫力。壓縮機(jī)空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)透平轉(zhuǎn)子的二維全息譜a—自由端振動(dòng)二維全息譜；b—聯(lián)軸節(jié)端振動(dòng)二維全息譜自由端支承軸承為橢圓軸承，軸承安裝不良，如上瓦與下瓦之間的聯(lián)接出現(xiàn)松動(dòng)，就很可能

造成上述振動(dòng)。這一點(diǎn)在下次大修時(shí)應(yīng)引起注意。

9、觀察隨轉(zhuǎn)速的變化

轉(zhuǎn)速變化主要指起動(dòng)和停車過程，在這一過程中經(jīng)歷各種轉(zhuǎn)速，振動(dòng)信號(hào)能顯示出故障與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，以此可區(qū)分不同故障。例如：不平衡引起的振動(dòng)幅值隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，并在通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)有峰值出現(xiàn)；不對(duì)中引起的振動(dòng)與轉(zhuǎn)速關(guān)系不大。

不平衡、不對(duì)中分別發(fā)生；不平衡、不對(duì)中同時(shí)存在：

①不平衡力和不對(duì)中力相位錯(cuò)開的情況

②不平衡力和不對(duì)中力相位相同的情況

油膜渦動(dòng)的振動(dòng)頻率隨轉(zhuǎn)速增大而增大，但與轉(zhuǎn)速的比例保持在（42～48）%之間。當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)一階臨界轉(zhuǎn)速的二倍以上時(shí)，即出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，振動(dòng)頻率不再隨轉(zhuǎn)速增大而保持在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速上，此即發(fā)生了油膜振蕩。觀察振動(dòng)的某些頻率分量隨轉(zhuǎn)速（以及時(shí)間、負(fù)載等）變化情況，可利用三維譜（又稱瀑布圖或級(jí)聯(lián)譜）。三維譜是將不同轉(zhuǎn)速下的頻譜疊加在一起構(gòu)成的，其橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為轉(zhuǎn)速，第三坐標(biāo)為振幅。從圖上可以看到由譜峰構(gòu)成的“山脈”。若“山

脈”斜線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，表明這種振動(dòng)的頻率分量與轉(zhuǎn)速有關(guān)，其振源也必定與轉(zhuǎn)速有關(guān)（如不平衡）；與頻率軸垂直的“山脈”表示不受轉(zhuǎn)速影響的頻率分量（如油膜振蕩）；分布不規(guī)則的“山脈”可認(rèn)為由隨機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生。   

 

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