不对中不平衡振动诊断要点文档格式.docx
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2倍频分量比其他分量占优势,可能存在平行不对中。
3)如果时域波形不稳定或出现较大的冲击现象,可能是其他故障。
4)对于电机,如果基频及其他倍频分量大的同时,其振动时域波形有调制现象,或基频处出现边频,可能存在机电故障,如转子断条或轴承倾斜导致的偏心。
5)对于齿式联轴器在2倍频下,还可能出现3、4、5等倍频分量。
6)对于目前使用较多的膜片联轴器可出现N倍频(N为螺栓的个数)。
不平衡的振动诊断
i.确认频谱中以稳定的基频分量为主,其它倍频幅值很小。
ii.轴向振动比径向小得多。
iii.必要时可以改变转速,在升速过程中当转速小于临界转速时,确认工频幅值随转速升高而增大;
当转速大于临界转速后,振幅随转速增大反而减小,并趋向一个较小的稳定值。
当转速接近临界转速时,将产生共振,此时振幅将有最大峰值。
2)时域:
i.波形以稳定的单一频率为主,轴每转一周出现一个峰值。
振动信号的原始波形为正弦波。
iii.轴心轨迹呈椭圆形。
iv.转子的进动特征为同步正进动。
1.造成径向振动基频幅值大的其他故障还有:
轴弯曲、机械松动及机械共振。
要加以区分,在检测不平衡前应予以纠正。
2.如果1、2、3倍频等分量大,而且垂直方向振动明显大于水平方向振动,有可能是基础松动。
3.如果轴向振动较大,并且径向和轴向的1、2、3倍频分量较大,有可能存在轴弯曲或角度不对中。
4.稍微改变转速,如果基频幅值变化很大,可诊断为机械共振。
5.对于电机,如果基频幅值大的同时,其振动时域波形有缓慢的调制现象,可能存在机电故障,如转子断条或裂纹。
6.轴弯曲与不平衡有相似的频谱特征。
区分的方法是:
低转速下测量转子不同部位的径向跳动量,即可以判断转子是否存在初始弯曲;
如果有条件,可以测试轴两端的相位,也可以帮助判断轴是否存在弯曲。
在一定的转速下改变机组负荷,如果振动随负荷和时间而变化,则可能存在局部的摩擦、受热或冷却不均匀引起的热弯曲。
转子动不平衡确认步骤(翻译+个人经验)
1、信号录取方法:
(1)最好使用6通道仪器同时记录1V、2V、1H、2H、1A、2A振动;
(2)也可以使用2通道仪器分别同时记录1V、2V;
1H、2H;
1A、2A振动。
2、分析1V、2V相位差
3、分析1H、2H相位差:
若1V、2V相位差与1H、2H相位差接近,则可能存在动不平衡
4、分析1V、1H相位差
5、分析2V、2H相位差:
若1V、1H相位差与2V、2H相位差分别接近90度(或分别接近270度),则可能存在动不平衡(若1V、1H相位差为90度,而2V、2H相位差不是90度,则可能在1点发生局部动不平衡,如电机端部冷却风扇的动不平衡。
)说明:
90度、270度,并非精确值,一般在正负30度以内即可.
6、计算1V、2V幅值比,取整数
7、计算1H、2H幅值比,取整数。
若这两个整数接近,则可以确认存在动不平衡
8、计算1A、1H幅值比
9、计算2A、2H幅值比:
若1A、1H幅值比与2A、2H幅值比分别小于1/3,则可以确认存在动不平衡
10、分析1V、2V;
1A、2A相位关系
若1V、2V;
1A、2A分别同相位或分别180度反同相,则可以确认存在动不平衡
机械松动的诊断要点
1)频域
a)确认径向振动有较大的1倍频分量,特别是3-10倍频分量。
b)可能有1/2、3/2、5/2等分数倍频分量,它们随时间增大。
c)确认轴向振动小或正常。
2)时域
a)不稳定的非周期信号占优势,可能有大的冲击信号。
b)比较垂直和水平方向的振动,可以发现振动具有高度的方向性。
1)故障严重,还会出现1/3、1/4倍频等分量。
2)机械松动也可在达到工作温度且部件已经热膨胀后出现。
3)水平固定的机器,如果基座松动,则垂直方向会出现很大的一倍频振动,一般比水平方向振动还大。
所以,这一点要特别注意和转子不平衡相区分。
4)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。
电机转子故障诊断要点
1)确认1、2、3倍频振动分量大且有边频带,若边频带间隔为p·
s·
f,表明有转子断条或裂纹。
2)出现电源频率振动分量表明转子弯曲或转子偏离磁场中心。
3)确认时域波形有强烈的调制,周期为1/(p·
s·
f),表明有转子断条问题。
4)检查轴向振动,轴向振动应很小。
若轴向振动有较大的1倍频分量,而径向振动1倍频分量没有明显的边频带,,则可能是轴承倾斜或不对中,转子弯曲,或转子偏离磁场中心
叶轮/叶片和旋翼故障诊断要点
1)确认1、2、3倍叶片通过频率分量大;
2)确认叶片通过频率及其谐波有显著的边带成分,测量其频率间隔,有调制频率确定故障部位。
3)确认1倍叶轮转速有较大峰值及存在边频带,表明叶片损伤、摩擦、污物附着或可能是入口或出口压力波动。
4)确认1/2谐波分量及3/2、5/2谐波分量,表明转子与机壳间有摩擦。
5)叶片通过频率=轴转速·
叶片数
6)如果流场中有静叶片,可激发较高频振动,其频率是:
叶片通过频率·
静叶片数。
动压滑动轴承油膜涡动诊断要点
诊断
a)确认径向振动频谱中有显著而稳定的(0.42-0.48)倍频分量(有时看起来很象1/2倍频,要仔细辨别)。
可能有较大的高次谐波分量。
最近研究报道倍频范围可以达到0.42-0.8倍频,甚至在实验室测试观察到了1倍频。
b)确认轴向振动在涡动频率处分量较小。
c)轴心轨迹呈双椭圆或紊乱不重合,模拟轴心轨迹呈内“8”字形。
d)确认时域波形中稳定的周期信号占优势,每转一周少于一个峰值,没有大的加速度冲击。
提示:
为区分涡动频率(0.42-0.48)倍频分量与机械松动或轴承摩擦产生的1/2倍频分量,必须使用高分辨率频谱和峰值标记。
为此,要设置足够大的谱线数、使频率分辨率达到转速的(2-5)%。
分析频率/采样点数/谱线数的设置要点
1.最高分析频率:
Fm指需要分析的最高频率,也是经过抗混滤波后的信号最高频率。
根据采样定理,Fm与采样频率Fs之间的关系一般为:
Fs=2.56Fm;
而最高分析频率的选取决定于设备转速和预期所要判定的故障性质。
2.采样点数N与谱线数M有如下的关系:
N=2.56M
其中谱线数M与频率分辨率ΔF及最高分析频率Fm有如下的关系:
ΔF=Fm/M
即:
M=Fm/ΔF
所以:
N=2.56Fm/ΔF
★采样点数的多少与要求多大的频率分辨率有关。
例如:
机器转速3000r/min=50Hz,如果要分析的故障频率估计在8倍频以下,要求谱图上频率分辨率ΔF=1Hz,则采样频率和采样点数设置为:
最高分析频率Fm=8·
50Hz=400Hz;
采样频率Fs=2.56·
Fm=2.56·
400Hz=1024Hz;
采样点数N=2.56·
(Fm/ΔF)=2.56·
(400Hz/1Hz)=1024=210
谱线数M=N/2.56=1024/2.56=400条
电机振动异常的识别与诊断
⑴三相交流电机定子异常产生的电磁振动,三相交流电机在正常运转时,机座上受到一个频率为电网频率2倍的旋转力波的作用,而可能产生振动,振动大小与旋转力波的大小和机座的刚度直接有关。
定子电磁振动异常的原因:
①定子三相磁场不对称,如电网三相电压不平衡。
因接触不良和断线造成单相运行,定子绕组三相不对称等原因,都会造成定子磁场不对称,而产生异常振动。
②定子铁心和定子线圈松动将使定子电磁振动和电磁噪声加大。
③电磁底脚线条松动,相当于机座刚度降低使定子振动增加。
定子电磁振动的特征:
①振动频率为电源频率的2倍,F=2f
②切断电源,电磁振动立即消失
③振动可以在定子机座上和轴承上测得
④振动强度与机座刚度的负载有关
⑵气隙静态偏心引起的电磁力
电机定子中心与转子轴心不重合时,定、转子之间气隙将会出现偏心现象,偏心固定在一个位置上,在一般情况下,气隙偏心误差不超过气隙平均值的上下10%是允许的,过大的偏心值产生很大的单边磁拉力。
气隙静态偏心产生的原因:
①电磁振动频率是电源频率的2倍F=2f。
②振动随偏心值的增大在增加,随负载增大而增加。
③断电后电磁振动消失。
④静态偏心产生的电磁振动与定子异常产生的电磁振动非常相似,难以区别。
⑶气隙动态偏心引起电磁振动
偏心的位置对定子是不固定的,对转子是固定的,因此偏心的位置随转子而转动。
气隙动态偏心产生的原因:
①转子的转轴弯曲
②转子铁心与转轴或轴承不同心。
③转子铁心不圆
气隙动态偏心产生电磁振动的特征;
①转子旋转频率和定子磁场旋转频率的电磁振动都可能出现。
②电磁振动的振幅随时间变化而脉动(振),脉动的频率为2sf,周期为1/2sf
当电动机负载增加,S加大,其脉动节拍加快。
③电动机往往发生与脉动节拍相一致的电磁噪声。
④断电后,电磁振动消失,电磁噪声消失。
⑷转子绕组故障引起的电磁振动。
笼形电机笼条断裂,绕组异步电机由于转子回路电气不平衡都将产生不平衡电磁力。
转子绕组故障产生的原因:
①笼条铸造质量不良,产生断条和高阻。
②笼形转子因频繁起动,电机负载大产生断条或高阻。
③饶式异步电动机的转子绕组回路电气不平衡,产生不平衡电磁力。
④同步电动机磁绕组匝间短路。
转子绕组故障引起电磁振动的特征:
①转子绕组故障引起电磁振动与转子动态偏心产生的电磁振动,波形相似,现象相似,较难区别,振动频率为f/p,振幅以2sf的频率在脉动、电动机发生与脉动节拍一致的电磁噪声。
②在空载或轻载时,振动与节拍噪声不明显,当负载增大时,这种振动和噪声随之增加,当负载超过50%时,现象较为明显。
③在定子的一次电流中,也产生脉动变化其脉动节拍频率为2sf。
④在定子电流波形作频谱分析,在频图图中,基频两边出现的边频。
⑤同步电动机励磁绕组但匝间短路,能引起f/p频率(转频)的电磁振动和噪声,无节拍脉动振动现象与转子不平衡产生的机械振动相似。
⑥断电后,电磁振动和电磁噪声消失。
⑸转子不平衡产生的机械振动;
转子不平衡的原因
①电