旋转机械故障类型及其振动特征

旋转机械故障类型及其振动特征在实际工作中，如何从振动信号频谱中识别出故障特征是一项较难的工作。尤其对刚从事故障诊断工作的人员来说，更是如此。有人曾把学习如何识别振动谱图比作学习一种新的工程语言，此比喻很形象。在分析谱图时应抓住重点，忽略次要因素，以确定故障类型，找出设备存在的问题。在分析振动谱图时，要记住两条原则：1、频率形态（大小及其变化等）代表故障类型；2、幅值代表故障劣化程度。下面我们针对一些典型故障分析实际的振动谱图。一、不平衡泵、风机、电动机使用一段时间后，由于磨擦、积灰等原因，使转子质心改变，出现不平衡。不平衡的特点是：1、振动频率单一，振动方向以径向为主。在工频（亦称转频）（1X）处有一最大峰值，（转子若为悬臂支承，将有轴相分量）；2、在一阶临界转速内振幅随转速的升高而增大；3、谱图中一般不含工频（1X）的高次谐波（2X、3X……）。一台射流泵正常运转时在工频（1800r／min）处幅值最大，达1.5μm。3个月后再测量，同一处的最大峰值已是2.83μm，达到泵安全运行的报警值。拆机修理发现一异物缠绕在叶轮上，改变了质心。除异物，工频处幅值仅为0.97μm，振幅明显减小，泵运行正常。最大峰值均在工频1X处，当IX处幅值升高时，2X、3X、4X处的幅值有所降低，故障排除后，1X处幅值有所降低，2X、3X、4X处的幅值又恢复到原来状态，几乎不变。二、不对中及轴弯曲虽然人们普遍认为机械振动主要是不平衡所致，但就旋转机械而言，70％-75％的振动是不对中引起的。不对中有两种：平行不对中和角度不对中。平行不对中径向振动比较突出，角度不对中轴向振动更突出、两者在机器端部或联轴器两边都有180°的相位差。不对中振动的特点：1．在2X处有大的能量分布；2．随着不对中程度的增加，产生很大的轴向振动分量；3．在联轴器的两边振动的相位关系是180°＋30°；4．在2X处的幅值大于1X处的50％时意味不对中程度已加剧。三、机械松动即使装配再好的机器运行一段时间后也会产生松动。引起松动的常见原因是：螺母松动、螺栓断裂、轴径磨损、甚至装配了不合格零件。具有松动故障的典型频谱特征是以工频为基频的各次谐波，并在谱图中常看到10X。国外有人认为，若3X处峰值最大，是轴和轴承间有松动，若4X处有峰值，表明轴承本身、松动。四、齿轮缺陷用振动频谱来分析齿轮传动存在的问题看起来很简单，但要解释它们却很困难，要发现早期的齿轮缺陷尤其困难。其主要原因是传感器的安装受到限制和多振源产生一个复杂的频谱。在传动中，一般存在啮合频率（等于齿轮数与旋转频率的乘积）和自振频率。此外，由于齿轮的频率分量常被齿隙。偏心、载荷以及其他缺陷造成的脉冲所调制，从而出现旁瓣或边带。一般说来，当在啮合频率处有峰值时，意味着齿轮有问题；当出现啮合频率的高次谐波时，意味着劣化程度加剧；当出现边带，且边带峰值达到一定值时，意味着齿轮故障己很严重，到了失效的边缘。五．滑动轴承故障a.轴承盖松动：表现在径向上转速频率的1/2或1/3频率点上的振动。b.油膜振荡：表现在径向上稍低于转速频率之半（42％～48％）频率点上的振动，发生在高速机上。六．滞后回旋：表现在径向上轴的临界转速频率点上的振动。发生在通过轴的临界转速时激起的振动在高转速仍保持，有时紧固转子零件可消除。七．不平衡往复力和力偶：表现为径向上转频点和（或）其倍数（对高阶不平衡）点上振动的增强。八．扰动增加：表现在叶片和翼轮通过频率及其谐波频率点上振动烈度的增强，它在径向和轴向上都有表现。九．电磁感应振动：表现在转频或同步频率的1或2倍频点上的振动，它在径向和轴向上都有表现，此振动在关闭源时应消失。十．皮带传动故障：径向上皮带转频的1、2、3和4倍。此文转自：深圳市杰创立仪器有限公司：