1、振動(dòng)分析和故障診斷,1,狀態(tài)監(jiān)測 設(shè)備(資產(chǎn))健康監(jiān)測 設(shè)備(資產(chǎn))健康管理 提高設(shè)備可用率 減少維修成本 延長設(shè)備壽命,機(jī)器狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是振動(dòng)頻譜中包含機(jī)器零部件的機(jī)械狀態(tài)信息,機(jī)器狀態(tài)檢修,2,振動(dòng)故障分析和診斷的任務(wù),振動(dòng)故障分析診斷的任務(wù)：從某種意義上講，就是讀譜圖，把頻譜上的每個(gè)頻譜分量與監(jiān)測的機(jī)器的零部件對照聯(lián)系，給每條頻譜以物理解釋。,1.振動(dòng)頻譜中存在哪些頻譜分量？ 2.每條頻譜分量的幅值多大？ 3.這些頻譜分量彼此之間存在什么關(guān)系？ 4.如果存在明顯的高幅值的頻譜分量，它的精確的來源？它與機(jī)器的零部件對應(yīng)關(guān)系如何？ 5.如果能測量相位，應(yīng)該檢查相位是否穩(wěn)定？ 各測點(diǎn)信號之間

2、的相位關(guān)系如何？,3,振動(dòng)監(jiān)測和診斷要想取得準(zhǔn)確的結(jié)果必須考慮仔細(xì)整個(gè)系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)：包括參數(shù)選擇，傳感器及其固定方法，測點(diǎn)位置的選擇，儀器選擇以及分析參數(shù)的選擇等等,4,振動(dòng)三要素 (振 動(dòng) 是 向 量 ) 1. 幅值 2. 頻率 3. 相位,5,振動(dòng)時(shí)域波形,6,快速傅里葉變化 FFT,7,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform) 早在19世紀(jì)早期/18世紀(jì)晚期由法國數(shù)學(xué)家傅里葉 ( Baron Joseph Jean Baptiste Fourier) 研究出來 數(shù)學(xué)算法把一個(gè)復(fù)雜的函數(shù)分解成一系列簡單的正弦和余弦波,8,振 動(dòng) 信

3、號 的 采 集 與 處 理,快 速 傅 里 葉 分 析 (FFT) 原 理,幅值,時(shí)域,頻域,合成波,分解的波,用頻譜圖表示,9,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),正弦波,方波,三角波,脈沖,10,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),幅值調(diào)制的結(jié)果 載頻就是中心頻率，也就是故障頻率 兩側(cè)的邊帶頻率都是以載頻為對稱軸，以調(diào)制頻率等間隔的分布的,1XRPM,軸承內(nèi)環(huán)故障頻率BPFI,11,濾 波 問 題,高通濾波,低通濾波,帶通濾波,帶阻濾波,未濾波的原始信號,濾波后的信號,濾 波 器,濾 波 器,濾 波 器,濾 波 器,濾 波 器,12,振動(dòng)參數(shù) 振動(dòng)位移 振動(dòng)速度 (國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)推薦通常采用的參數(shù)

4、) 振動(dòng)加速度,13,振動(dòng)參數(shù) 1. 峰值(Peak) 2. 峰峰值(Peak-Peak) 3.有效值(RMS),14,周 期,峰 值 ， 峰- 峰 值,平 均 值,有 效 值,上限,中性位置,下限,振動(dòng)加速度尖峰,振動(dòng)速度尖峰,時(shí)間,周期,振動(dòng)位移 峰-峰,15,正弦波的有效值，峰值，峰峰值與平均值之間關(guān)系： 有效值=0.707X峰值=1.11X平均值 峰值=1.414X有效值=1.57X平均值 平均值=0.637X峰值=0.90X有效值 峰峰值=2X峰值 峰值因子=峰值/有效值(適用于任何變量),16,當(dāng)量烈度輪廓,力 指 示 器,疲 勞 指 示 器,應(yīng) 力 指 示 器,對 數(shù) 頻 率,對

5、 數(shù) 幅 值,振 動(dòng) 加 速 度 (g),振 動(dòng) 位 移 (密 爾 ),振 動(dòng) 速 度 (英 寸 /秒 ),100密 爾,當(dāng) 量 烈 度 輪 廓,振 動(dòng) 加 速 度 (g) 峰 值 振 動(dòng) 速 度 (英 寸 /秒 ) 峰 值 振 動(dòng) 位 移 (密 爾 ) 峰 峰 值 頻 率 (轉(zhuǎn) /分 ),其 中 ：,低頻區(qū)域,高頻區(qū)域,低 頻 段,高 頻 段,中 頻 段,17,振 動(dòng) 位 移,振 動(dòng) 加 速 度,力,疲 勞,應(yīng) 力,振動(dòng)速度,對 數(shù) 頻 率,對 數(shù) 頻 率,1Hz 10Hz 100Hz 1KHz 10KHz,振動(dòng)比較圖,18,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),簡 諧 振 動(dòng) 位 移 ， 速 度和

6、 加 速 度 三 者 關(guān) 系 d=d0sin(2ft) 振 動(dòng) 位 移 v=d0( 2f)cos(2ft) =v0cos(2ft) 振動(dòng)速度 a= - d0(2f)sin(2ft)=a0sin(2ft) 振 動(dòng) 加 速 度 G=加 速 度 /g 其 中： d0 振 動(dòng) 位 移 峰 值 D 振 動(dòng) 位 移 峰 峰 值 f 振 動(dòng) 頻 率(赫 茲 ) g=9.80665米 /秒,19,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),v0=6.28Xfd0=3.14Xfd(米 /秒， 峰 值) v0=1.560XG/f (米 /秒， 峰 值) d0=0.2484XG/f (米 ， 峰 值 ) G=2.013f D(其

7、 中 ： D單 位 為 米 ， 峰 峰 值 ) f=1/T (赫茲),簡 諧 振 動(dòng) 位 移 ， 速 度 和 加 速 度 三 者 之 間 換 算 關(guān) 系,20,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),簡 諧 振 動(dòng) 位 移 ， 速 度和 加 速 度 三 者 關(guān) 系,振動(dòng)加速度a0 振動(dòng)速度v0 振動(dòng)位移d0 振動(dòng)加速度a0 1 (2f)V0 (2f) d0 振動(dòng)速度V0 a0/ (2f) 1 (2f)d0 振動(dòng)位移d0 a0 / (2f) V0 / (2f) 1,21,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),振動(dòng)傳感器 1.振動(dòng)加速度傳感器 2.振動(dòng)速度傳感器 2.1壓電式(實(shí)質(zhì)是振動(dòng)加速度傳感器) 2.2磁電式

8、振動(dòng)速度傳感器 3.振動(dòng)位移傳感器(電渦流式),22,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),23,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),壓電晶體式振動(dòng)加速度傳感器結(jié)構(gòu)原理,聲學(xué)屏蔽罩,預(yù)載螺栓,基礎(chǔ),固定螺栓孔,內(nèi)置電荷放大器(ICP),電氣接頭,地震質(zhì)量,壓電晶體材料,24,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),非接觸式振動(dòng)位移傳感器或電渦流式位移傳感器 用以測量軸相對于滑動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)(留有很大空間供產(chǎn)生油膜用) 直流電壓測量間隙 交流電壓就是振動(dòng)信號,非接觸式電渦流式傳感器,25,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),電渦流式振動(dòng)位移傳感器的工作原理,軸,非接觸式傳感器探頭,非接觸式傳感器,振蕩器,檢波器,直流間隙信號,

9、交流振動(dòng)信號,間隙,傳感器線圈,磁場,26,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),電渦流式傳感器的標(biāo)定曲線,信號傳感器輸出電壓 (伏),間隙-(X25.4)微米 (1密爾=25.4微米),靈敏度系數(shù) 7.87毫伏/微米,27,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),振動(dòng)加速度傳感器的頻響特性,10 赫茲,27K 赫茲,頻率,振動(dòng)幅值,5K 赫茲,高頻振動(dòng)區(qū)域,常規(guī)振動(dòng)區(qū)域,5赫茲,低頻振動(dòng)區(qū)(通常需要使用專用的低頻加速度傳感器),振動(dòng)加速度傳感器固定自振頻率Fn,可用的頻率范圍為傳感器固定自振頻率Fn的約50%,10K 赫茲,普通振動(dòng)傳感器 不宜使用的高頻振動(dòng)區(qū)域,1K 赫茲,ISO和 GB規(guī) 定 的 振 動(dòng)

10、烈 度 測 量 頻 率 范 圍,28,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),振動(dòng)加速度傳感器固定自振頻率和最高可用頻率,螺栓固定,振動(dòng)加速度傳感器的固定,最高可用頻率(赫茲),固定自振頻率(赫茲),膠粘結(jié)固定,螺栓固定在稀土磁鐵座上,固定在快速連接螺栓固定上,用2英寸長探桿手持固定,沒有觀察,16250,9000,7500,6000,800,31887,12075,10150,1475,可用的頻率范圍為傳感器固定自振頻率Fn的約50%,29,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),關(guān)鍵因素 : 固定的自振頻率 可用的頻率范圍為傳感器固定自振頻率Fn的約50%,振動(dòng)傳感器固定方式的影響,螺紋固定 磁鐵座固定 手持

11、探桿固定 膠粘結(jié)固定,30,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),振動(dòng)加速度傳感器固定對頻響的影響,31,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),振動(dòng)加速度傳感器固定對頻響的影響,32,振動(dòng)監(jiān)測中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)要點(diǎn),儀器頻率響應(yīng)特性,4赫茲,0. 5赫茲,33,絕對振動(dòng)(瓦振) 相對振動(dòng)(軸振),34,電渦流式傳感器 在滑動(dòng)軸承內(nèi)對準(zhǔn)軸,非 接 觸 式 傳 感 器,軸,軸 承,絕對振動(dòng),相對振動(dòng),35,非 接 觸 式 電 渦 流 振 動(dòng) 位 移 測 量 系 統(tǒng),分析儀器,信號傳感器,非接觸式位移傳感器,與傳感器有關(guān)的間隙(典型的),延長電纜,雙芯或四芯電纜提供(24伏)直流電源操作信號傳感器和傳輸返回間隙電壓及

12、振動(dòng)信號,根據(jù)美國石油協(xié)會(API)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：軸承中傳感器的位置，從驅(qū)動(dòng)端向被驅(qū)動(dòng)端看，位于垂直方向右邊的傳感器定為水平方向(X通道)，左邊的為垂直方向(Y通道)。不管軸的旋轉(zhuǎn)方向。,Y通道(垂直),X通道(垂直),上,左,右,下,從驅(qū)動(dòng)端看,電渦流式位移傳感器,滑動(dòng)軸承,垂直傳感器(Y通道),水平傳感器(X通道),軸承的真實(shí)垂直方向,Y通道,軸承的真實(shí)垂直方向,X通道,左,左,上,上,下,下,右,右,軸的實(shí)際垂直運(yùn)動(dòng),軸承的真實(shí)水平方向,示波器顯示的軸心軌跡,智力轉(zhuǎn)換一角度以顯示與實(shí)際運(yùn)動(dòng)方位一致的軸心軌跡,36,機(jī) 械 振 動(dòng) 標(biāo) 準(zhǔn) 分 類,儀器系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) API670 API678,IS

13、O10817 ISO2945,判斷應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) ISO7919 ISO10816,ISO13373(草 案) ISO13373(草 案),振 動(dòng) 總 量 標(biāo) 準(zhǔn),振 動(dòng) 故 障 診 斷,軸 振 動(dòng) 軸 承 座 ， 機(jī) 殼 振 動(dòng),API611， 612， ,相 對 振 動(dòng) 絕 對 振 動(dòng),37,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目錄,1. 相對振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn) ISO7919-15 非往復(fù)式機(jī)器的機(jī)械振動(dòng)-在旋轉(zhuǎn)軸上的測量和評價(jià) 第一部分 總則 (GB/T11348.1-89) 第二部分 陸地安裝的大型汽輪發(fā)電機(jī)組 (GB/T11348.2-1997) 第三部分 耦合的工業(yè)機(jī)器 (GB/T11348.3) 第四

14、部分 燃?xì)廨啓C(jī)組 (GB/T11348.4) 第五部分 水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組 2.絕對振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)ISO10816-16 機(jī)械振動(dòng)-在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價(jià)機(jī)器振動(dòng) 第一部分 總則 第二部分 陸地安裝的功率超過50MW的大型汽輪發(fā)電機(jī)組 第三部分 額定功率大于15KW額定轉(zhuǎn)速在120 15000轉(zhuǎn)/分在現(xiàn)場測量的工業(yè)機(jī)器 第四部分 不包括航空器類的燃?xì)廨啓C(jī)組 第五部分 水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組 第六部分 額定功率超過100KW的往復(fù)式機(jī)器,38,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),I SO10816-1：I類-發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)器的單獨(dú)部件； II類-無專用基礎(chǔ)的中型機(jī)器(15-75KW)；專用剛性基礎(chǔ)上300KW

15、以下中型機(jī)器； III類-剛性基礎(chǔ)上的大型機(jī)器； IV類-柔性基礎(chǔ)上的大型機(jī)器。,ISO10816-1 專用機(jī)組寬帶振動(dòng)準(zhǔn)則,39,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO10816-2：50MW以上大型汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)速度評定區(qū)域邊界,40,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO10816-3：300KW以上50MW以下大型機(jī)組振動(dòng)烈度區(qū)域分類,41,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO10816-3：15KW-300KW中型機(jī)器振動(dòng)烈度區(qū)域分類,42,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO10816-3：15KW以上泵振動(dòng)烈度區(qū)域分類,43,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO10816-4：燃?xì)?/p>

16、輪機(jī)軸承座振動(dòng)速度評價(jià)區(qū)域,44,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO10816-4：大型發(fā)電機(jī),45,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO10816-4：50MW以下壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)振動(dòng)速度和振動(dòng)位移評價(jià)區(qū)域,46,機(jī)器振動(dòng)測量和評價(jià)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO10816-6往復(fù)式機(jī)器振動(dòng)分類和指導(dǎo)值,區(qū)域說明：A-新使用機(jī)器的振動(dòng)區(qū)域；B-通常可接受的常期工作的機(jī)器振動(dòng)區(qū)域；C-通常不能令人滿意的長期工作的機(jī)器振動(dòng)區(qū)域；D-振動(dòng)值落在這個(gè)區(qū)域的，其振動(dòng)足以能損壞機(jī)器。注：在機(jī)器使用壽命內(nèi)，往復(fù)式機(jī)器振動(dòng)值比旋轉(zhuǎn)機(jī)器更穩(wěn)定。因此，表中混合的A和B區(qū)域，在將來隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，可以提供A和B之間的區(qū)分指導(dǎo)值

17、。 較好的測量系統(tǒng)應(yīng)提供綜合的振動(dòng)位移，振動(dòng)速度，振動(dòng)加速度，在10赫茲到1000赫茲范圍內(nèi)，精度+/-10%，在2赫茲到10赫茲范圍內(nèi)，精度+10%，-20%的均方根值,47,十七類46種機(jī)械和電氣故障的特征譜、特征時(shí)域信號和相位關(guān)系供診斷參考,48,第一類、質(zhì)量不平衡 1.力不平衡(靜不平衡) 2.力偶不平衡 3.動(dòng)不平衡 4.懸臂轉(zhuǎn)子不平衡第二類、轉(zhuǎn)子偏心 第三類、軸彎曲 第四類、不對中1.聯(lián)軸器角向不對中 2.聯(lián)軸器平行不對中 3.滾動(dòng)軸承偏斜地固定在軸上,49,第 五 類 共 振 第 六 類 機(jī) 械 松 動(dòng) 1.A型 松 動(dòng) 2.B型 松 動(dòng) 3.C型松 動(dòng)第 七 類 轉(zhuǎn) 子 摩 擦

18、 第 八 類 滑 動(dòng) 軸 承 故 障 1.磨 損 或 間 隙 故 障 2.油 膜 渦 動(dòng) 3.油 膜 振 蕩,50,第 九 類 、滾 動(dòng) 軸 承 故 障 1.保 持 架 故 障 2.滾 動(dòng) 體 故 障 3.外 環(huán) 故 障 4.內(nèi) 環(huán) 故 障第 十 類 、流 體 動(dòng) 力 機(jī) 械 故 障 1.葉 片 通 過 頻 率 2.紊 流 3.氣 穴,51,第 十 一 類 、齒 輪 故 障 1.齒 輪 負(fù) 載 2.齒 輪 偏 心 和 齒 輪 側(cè) 隙 反 彈 3.齒 輪 不 對 中 4.齒 斷 或 齒 裂 5.齒 輪 組 合 狀 態(tài) 問 題 6.齒 輪 擺 動(dòng) 故 障 7.齒 輪 軸 承 松 動(dòng)第 十 二 類

19、、交 流 電 動(dòng) 機(jī) 故 障 1.定 子 偏 心 ， 鐵 芯 片 短 路 或 松 動(dòng) 2.轉(zhuǎn) 子 偏 心 (動(dòng) 偏 心 ) 3.轉(zhuǎn) 子 故 障 (斷 條 等 ) 4.相 位 故 障 (接 頭 松 動(dòng) ),52,第十三類、交流同步電動(dòng)機(jī)(定子線圈松動(dòng))第十四類、直流電動(dòng)機(jī)及其控制故障1.電樞繞組開裂，接地故障或系統(tǒng)調(diào)諧故障 2.起動(dòng)卡故障或保險(xiǎn)絲燒斷 3.可控硅整流器(SCR)故障，控制卡斷路，接頭松動(dòng)，保險(xiǎn)絲燒斷 4.比較器卡故障 5.斷路電流通過滾動(dòng)軸承故障第十五類、皮帶傳動(dòng)故障 1.皮 帶 磨 損 或 不 匹 配 2.皮 帶 輪 偏 心 3.皮 帶 共 振第十六類、拍振 第十七類、機(jī)器軟腳

20、及與之相關(guān)的共振,53,第 一類 質(zhì) 量 不 平 衡,54,力 不 平 衡,徑 向,55,1.1 力 不 平 衡 力 不 平 衡 是 同 相 位 和 穩(wěn) 定 的 。 不 平 衡 產(chǎn) 生 的 振 動(dòng) 幅 值 在 轉(zhuǎn) 子 第 一 階 臨 界 轉(zhuǎn) 速 以 下 隨 轉(zhuǎn) 速 的 平 方 增 大 ( 例 如 ， 轉(zhuǎn) 速 升 高 3倍 ， 則 振 動(dòng) 幅 值 增 大 9 倍)。 總 是 存 在 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 ， 并 且 通 常 在 頻 譜 中 占 優(yōu) 勢 。 在 轉(zhuǎn) 子 重 心 平 面 內(nèi) 只 用 一 個(gè) 平 衡 修 正 重 量 便 可 修 正 之 。 在 內(nèi) 側(cè) 軸 承 與 外 側(cè) 軸 承 水 平

21、方 向 及 內(nèi) 側(cè) 軸 承 與 外 側(cè) 軸 承 垂 直 方 向 的 相 位 差 應(yīng) 該 接 近 0度 。 不 平 衡 轉(zhuǎn) 子 的 每 個(gè) 軸 承 上水 平 方 向 與 垂 直 方 向 的 相 位 差 應(yīng) 該 接 近 90 度。,56,徑 向,力 偶 不 平 衡,57,1.2 力 偶 不 平 衡 力 偶 不 平 衡 在 同 一 軸 上 導(dǎo) 致 180 度 反 相 位 運(yùn) 動(dòng) 。 總 是 存 在 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 ， 并 且 通 常 在 頻 譜 上 占 優(yōu) 勢 。 在 轉(zhuǎn) 子 第 一 臨 界 轉(zhuǎn) 速 以 上 ， 振 動(dòng) 幅 值 隨 轉(zhuǎn) 速 升 高 的 平 方 增 大 。 可 引 起 大 的 軸

22、向 振 動(dòng) 和 徑 向 振 動(dòng) 。 至 少 需 在 兩 個(gè) 修 正 平 面 內(nèi) 放 置 平 衡 重 量 才 能 修 正 。 在 內(nèi) 側(cè) 軸 承 與 外 側(cè) 軸 承 水 平 方 向 及 內(nèi) 側(cè) 軸 承 外 側(cè) 軸 承 垂 直 方 向 應(yīng) 該 存 在 約 180 度 相 位 差 。 每 個(gè) 軸 承 上 水 平 方 向 與 垂 直 方 向 之 間 相 位 差 通 常 應(yīng) 該 約為 90 度 ( 30 度 )。,58,徑 向,動(dòng) 不 平 衡,59,1.3 動(dòng) 不 平 衡 動(dòng) 不 平 衡 是 不 平 衡 的 最 普 遍 的 類 型 ， 它 是 力 不 平 衡 和 力 偶 不 平 衡 兩 者 的 組 合

23、。 振 動(dòng) 頻 譜 中 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 占 優(yōu) 勢 ， 真 正 需 要 雙 面 修 正 。 內(nèi) 側(cè) 軸 承 與 外 側(cè) 軸 承 之 間 徑 向 方 向 的 相 位 差 可 能 在 從 0 度 到 180 度 范 圍 內(nèi) 的 任 何 一 個(gè) 角 度 。 然 而 ，當(dāng) 內(nèi) 側(cè) 軸 承 與 外 側(cè) 軸 承 測 量 比 較 時(shí) ( 30 度 ) ， 水 平 方 向 的 相 位 差 應(yīng) 該 精 密 地 與 垂 直 方 向 的 相 位 差 相 匹 配 。 還 有 ， 如 果 不 平 衡 突 出 ， 每 個(gè) 軸 承 上 水 平 方 向 與 垂 直 方 向 之 間 的 相 位 差 大 致 為 90 度 (

24、 40 度 )。,60,軸 向 和 徑 向,懸 臂 轉(zhuǎn) 子 不 平 衡,61,1. 4 懸 臂 轉(zhuǎn) 子 不 平 衡 懸 臂 轉(zhuǎn) 子 不 平 衡 在 軸 向 方 向 和 徑 向 方 向 引 起 大 的 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 振 動(dòng) 。 軸 向 方 向 振 動(dòng) 趨 向 于 同 相 位 ， 而 徑 向 方 向 振 動(dòng) 可 能 不 穩(wěn) 定 。 然 而 ， 不 平 衡 轉(zhuǎn) 子 上 水 平 方 向 的 相 位 差 通 常 與 垂 直 方 向 的 相 位 差 相 匹 配 ( 30 度 )。 懸 臂 轉(zhuǎn) 子 有 力 不 平 衡 和 力 偶 不 平 衡 兩 者 ， 似 乎 每 一 種 都 需 要 修 正 。 因

25、此，總 是 必 需 要 在 兩 個(gè) 修 正 面 內(nèi) 加 以 修 正 重 量 ， 以 抵 消 力 不 平 衡 和 力 偶 不 平 衡。,62,第 二 類 轉(zhuǎn) 子 偏 心,63,徑 向,轉(zhuǎn) 子 偏 心,風(fēng) 機(jī),電 動(dòng) 機(jī),64,2. 偏 心 的 轉(zhuǎn) 子 皮 帶 輪 ， 齒 輪 ， 軸 承 和 電 動(dòng) 機(jī) 框 架 等 旋 轉(zhuǎn) 中 心 與 幾 何 中 心 線 偏 離 時(shí) 出 現(xiàn) 偏 心 。 最 大 的 振 動(dòng) 出 現(xiàn) 在 兩 個(gè) 轉(zhuǎn) 子 中 心 連 線 方 向 上 ， 振 動(dòng) 頻 率 為 偏 心 轉(zhuǎn) 子 的 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 。 水 平 方 向 和 垂 直 方 向 振 動(dòng) 相 位 差 或 是 0 度

26、 或 是 180 度 (每 一 種 都 表 示 直 線 運(yùn) 動(dòng) )。 平 衡 偏 心 的 轉(zhuǎn) 子的 試 圖 往 往 導(dǎo) 致 一 個(gè) 方 向 振 動(dòng) 減 小 ， 而 另 一 個(gè) 徑 向 方 向的 振 動(dòng) 增 大 (與 偏 心 量 有 關(guān) )。,65,第 三 類 軸 彎 曲,66,軸 向,彎 曲 的 軸,67,3. 彎 曲 的 軸 彎 曲 的 軸 引 起 大 的 軸 向 振 動(dòng) ， 同 一 臺 機(jī) 器 上 軸 向 振 動(dòng) 相 位 差 趨 向 于 180 度 ， 如 果 彎 曲 接 近 軸 的 中 部 ， 占 優(yōu) 勢 的 振 動(dòng) 出 現(xiàn) 在 1 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 頻 率 ， 如 果 彎 曲 接 近 力

27、 偶 ， 則 占 優(yōu) 勢 的 振 動(dòng) 出 現(xiàn) 在 2 轉(zhuǎn) 速 頻 率 (如 果 您 改 變 傳 感 器 的 方 向 的 話，應(yīng) 該 仔 細(xì) 考 慮 每 次 軸 向 測 量 時(shí) 振 動(dòng) 傳 感 器 的 方 位)。 用 千 分 表 證 實(shí) 軸 的 彎 曲 。,68,第 四 類不 對 中,69,軸 向,角 向 不 對 中,70,4. 1 角 向 不 對 中 角 向 不 對 中 的 特 征 是 軸 向 振 動(dòng) 大 ， 聯(lián) 軸 器 兩 側(cè) 振 動(dòng) 相 位 差 180 度 。 典 型 地 出 現(xiàn) 在 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 和 2 轉(zhuǎn) 速 頻 率 的 大 的 軸 向 振 動(dòng) 。 然 而 ， 不 常 見 1 轉(zhuǎn)

28、 速 頻 率 ， 2 轉(zhuǎn) 速 頻 率 或 3 轉(zhuǎn) 速 頻 率 占 優(yōu) 勢 。 這 些 征 兆 也 指 示 聯(lián) 軸 器 故 障 。 嚴(yán) 重 的 角 向 不 對 中 可 激 起 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 的許 多 階 諧 波 頻 率 。 與 機(jī) 械 松 動(dòng) 不 一 樣 ， 這 些 轉(zhuǎn) 速 諧 波 頻 率 典 型 地 在 頻 譜 上 都 沒 有 升 高 的 噪 聲 地 平 。,71,徑 向,平 行 不 對 中,72,4. 2 平 行 不 對 中 平 行 不 對 中 的 振 動(dòng) 征 兆 類 似 于 角 向 不 對 中 ， 但 是 ， 徑 向 方 向 振 動(dòng) 大 ， 并 且 聯(lián) 軸 器 兩 側(cè) 振 動(dòng) 相 位

29、 差 接 近 180 度 。 2 轉(zhuǎn) 速 頻 率 振 動(dòng) 往 往 大 于 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 振 動(dòng) ， 聯(lián) 軸 器 的 類 型 和 結(jié) 構(gòu) 決 定 2 轉(zhuǎn)速 頻 率 振 動(dòng) 相 對 于 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 振 動(dòng) 的 高 度 。 角 向 不 對 中 或 平 行 不 對 中 嚴(yán) 重 時(shí) ， 可 在 較 高 諧 波 頻 率 (4 到 8 轉(zhuǎn) 速 頻 率 諧 波 ) 處 出 現(xiàn) 大 的 振 動(dòng) ， 甚 至 出 現(xiàn) 類 似 于 機(jī) 械 松 動(dòng) 時(shí) 出 現(xiàn) 的 完 整 系 列 的 高 頻 諧 波 。 當(dāng) 不 對 中 嚴(yán) 重 時(shí) ， 聯(lián) 軸 器 的 類 型 和 材 料 往 往 對 整 個(gè) 頻 譜 有 很

30、 大 的 影 響 。 典 型 地 沒 有 提 高 的 噪 聲 地 平 。,73,軸 向,不 對 中 的 滾 動(dòng) 軸 承 卡 在 軸 上,相 位,相 位 差 180 度,74,4.3 不 對 中 的 滾 動(dòng) 軸 承 卡 在 軸 上 不 對 中 的 滾 動(dòng) 軸 承 卡 在 軸 上 時(shí) 將 產(chǎn) 生 明 顯 的 軸 向 振 動(dòng) 。 將 引 起 同 一 軸 承 座 上 頂 部 與 底 部 振 動(dòng) 相 位 差 約 180 度 的 軸 向 振 動(dòng) 及 左 側(cè) 與 右 側(cè) 振 動(dòng) 相 位 差 約 180 度 的 軸 向 振 動(dòng) 。 對 準(zhǔn) 聯(lián) 軸 器 或 平 衡 轉(zhuǎn) 子 都 不 能 緩 解 此 故 障 。 通

31、 常 ， 必 須 卸 下 軸 承 并 重 新 正 確 安 裝 。,75,第 五 類 共 振,76,共 振,幅 值,相 位,77,共 振,第 一 階 臨 界 轉(zhuǎn) 速,第 二 階 臨 界 轉(zhuǎn) 速,78,5. 共 振 強(qiáng) 迫 振 動(dòng) 頻 率 與 系 統(tǒng) 的 自 然 頻 率 一 致 時(shí) 出 現(xiàn) 共 振 ， 使 振 動(dòng) 幅 值 急 劇 放 大 ， 導(dǎo) 致 過 早 損 壞 或 災(zāi) 難 性 破 壞 。 這 可 能 是 轉(zhuǎn) 子 的 自 然 頻 率 ， 也 常 常 起 源 于 支 承 框 架 ， 基 礎(chǔ) ，齒 輪 箱 或 甚 至 傳 動(dòng) 皮 帶 。 如 果 轉(zhuǎn) 子 處 在 或 接 近 共 振 ， 由 于 很 大

32、 的 相 位 漂 移 ， 幾 乎 不 可 能 平 衡 掉 (共 振 時(shí) 相 位 漂 移 為 90 度 ， 通 過 共 振 時(shí) 相 位 漂 移 接 近 180 度 )。 往 往 需 要 提 高 或 降 低 自 然 頻 率 來 改 變 自 然 頻 率 。 自 然 頻 率 通 常 不 隨 轉(zhuǎn) 速 變 化 ， 這 一 點(diǎn) 有 助 于 識 別 自 然 頻 率 (除 非 在 大 型 平 面 軸 頸 軸 承 機(jī) 器 或 在 有 明 顯 懸 臂 的 轉(zhuǎn) 子 上 )。,79,第 六 類 機(jī) 械 松 動(dòng),80,徑 向,A 型 機(jī) 械 松 動(dòng),底 板,A 型,機(jī) 器 地 腳,混 凝 土 基 礎(chǔ),81,6. 1 A型

33、 松 動(dòng) 這 種 頻 譜 是 機(jī) 器 底 腳 ， 底 板 或 基 礎(chǔ) 的 結(jié) 構(gòu) 松 動(dòng) / 減 弱 引 起 的 ， 或 者 由 基 礎(chǔ) 上 惡 化 的 水 泥 漿 ， 松 動(dòng) 的 地 腳 螺 栓 ， 或 者 框 架 或 者 基 礎(chǔ) 變 形 ( 即軟 腳 ) 引 起 的 。 相 位 分 析 可 以 揭 示 在 螺 栓 或 機(jī) 器 底 腳 與 基 礎(chǔ) 底 板 或 基 礎(chǔ) 本 身 垂 直 方 向 測 量 之 間 的 相 位 差 約 90 度 到 180 度 。,82,徑 向,B 型 機(jī) 械 松 動(dòng),B 型,83,6. 2 B 型 松 動(dòng) 這 種 頻 譜 通 常 是 由 螺 栓 松 動(dòng) ， 框 架

34、結(jié) 構(gòu) 或 軸 承 座 裂 紋 引 起 的 。,84,C 型 機(jī) 械 松 動(dòng),C 型,85,6. 3 C 型 松 動(dòng) 這 種 頻 譜 通 常 是 由 零 部 件 之 間 配 合 不 良 引 起 的 ， 由 于 松 動(dòng) 的 零 部 件 對 轉(zhuǎn) 子 的 動(dòng) 態(tài) 力 產(chǎn) 生 非 線 性 的 響 應(yīng) ， 所 以 ， 將 產(chǎn) 生 許 多 諧 波 頻 率 。 引 起 時(shí) 域 波 形 截 斷 和 在 頻 譜 中 提 高 噪 聲 地 平 。 C 型 松 動(dòng) 往 往 是 由 軸 承 襯 套 在 其 蓋 內(nèi) 松 動(dòng) ， 軸 承 松 動(dòng) 和 在 軸 上 旋 轉(zhuǎn) ， 滑 動(dòng) 軸 承 或 滾 動(dòng) 軸 承 間 隙 過 大

35、 ， 葉 輪 在 軸 上 松 動(dòng) 等 引 起 的 。 C型 松 動(dòng) 的 振 動(dòng) 相 位 往 往 是 不 穩(wěn) 定 的 ， 這 一 次 測 量 到 下 一 次 測 量 可 能 變 化 很 大 ， 尤 其 是 如 果 轉(zhuǎn) 子 在 軸 上 的 位 置 從 這 一 次 起 動(dòng) 到 下 一 次 起 動(dòng) 漂 移 的 話 。 機(jī) 械 松 動(dòng) 往 往 是 非 常 定 向 的 ， 在 一 個(gè) 軸 承 座 的 徑 向 方 向 每 隔 30 度 測 量 的 振 動(dòng) 值 完 全 不 同 。 而 且 ， 松 動(dòng) 往 往 引 起 精 確 的 1/2 或 1/3 轉(zhuǎn) 速 頻 率 的 亞 諧 波 頻 率 (0. 5 X， 1.

36、 5X ， 2. 5X 等 等 )。,86,第 七 類 轉(zhuǎn) 子 摩 擦,87,轉(zhuǎn) 子 摩 擦,截 斷 ， 削 平 的 波 形,徑 向,共 振,88,7. 轉(zhuǎn) 子 摩 擦 當(dāng) 旋 轉(zhuǎn) 件 與 靜 止 件 相 接 觸 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 子 摩 擦 產(chǎn) 生 類 似 于 機(jī) 械 松 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 頻 譜 。 摩 擦 可 能 是 局 部 的 ， 也 可 能 是 整 個(gè) 轉(zhuǎn) 子 一 周 都 摩 擦 。 通 常 ， 產(chǎn) 生 一 系 列 頻 率 ， 往 往 激 起 一 個(gè) 或 多 個(gè) 共 振 。 根 據(jù) 轉(zhuǎn) 子 自 然 頻 率 的 位 置 ， 常 常 激 起 轉(zhuǎn) 速 的 整 分 數(shù) 倍 亞 諧 波 頻 率 ( 1

37、/ 2 ， 1/ 3 ， 1/ 4 ， 1/ 5 ， 1/12 等 ) 。 轉(zhuǎn) 子 摩 擦 可 激 起 許 多 高 頻 (類 似 于 粉 筆 在 黑 板 上 拖 動(dòng) 時(shí) 產(chǎn) 生 的 寬 帶 噪 聲 )。 如 果 軸 與 巴 氏 合 金 相 接 觸 引 起 摩 擦 時(shí) ， 它 可 能 非 常 嚴(yán) 重， 非 常 短 促 。整 個(gè) 軸 圓 周 全 部 角 度 摩 擦 可 產(chǎn) 生“ 反 進(jìn) 動(dòng) ” ， 即 轉(zhuǎn) 子 以 臨 界 轉(zhuǎn) 速 頻 率 回 轉(zhuǎn) ， 但 是 ， 方 向 與 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 方 向 相 反 (可 導(dǎo) 致 災(zāi) 難 性 破 壞 的 固 有 的 不 穩(wěn) 定 )。,89,第 八 類 滑動(dòng)軸承

38、故障,90,徑 向,噪 聲 地 平 說 明 間 隙 過 大 / 松 動(dòng),滑動(dòng)軸承磨損 / 間隙過大,91,8.1 滑 動(dòng) 軸 承 磨 損 故 障 或 間 隙 故 障 滑 動(dòng) 軸 承 磨 損 后 期 的 證 據(jù) 通 常 是 出 現(xiàn) 一 個(gè) 完 整 的 系 列 的 轉(zhuǎn) 速 頻 率 諧 波 (直 到 10 階或 20 階 ) 。 破 碎 的 滑 動(dòng) 軸 承 常 產(chǎn) 生 比 水 平 方 向 振 動(dòng) 大 的 垂 直 方 向 的 振 動(dòng) ， 也 可 能 只 有 1 轉(zhuǎn) 速 頻 率 的 一 個(gè) 明 顯 的 尖 峰 。 間 隙 過 大 的 滑 動(dòng) 軸 承 可 讓 小 的 不 平 衡 ， 不 對 中 引 起 大

39、 的 振 動(dòng) ， 如 果 軸 承 間 隙 調(diào) 整 達(dá) 到 規(guī) 定 的 要 求 ， 則 振 動(dòng) 很 小 。,92,徑 向,油 膜 渦 動(dòng) 不 穩(wěn) 定,93,油膜渦動(dòng)不穩(wěn)定,油膜渦動(dòng)是轉(zhuǎn)子中心繞軸承中心轉(zhuǎn)動(dòng)的亞同步現(xiàn)象，其回轉(zhuǎn)頻率即振動(dòng)頻率約為轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的一半，如左上圖所示。所以常稱為半速渦動(dòng)或半頻渦動(dòng)。軸承與轉(zhuǎn)子之間的油膜避免了旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子表面與不旋轉(zhuǎn)的軸承表面之間的直接接觸，減少兩表面間的摩擦和功耗，同時(shí)也為支承轉(zhuǎn)子提供了動(dòng)壓力。由于在大多數(shù)情況下，軸承不旋轉(zhuǎn)，軸瓦表面的油膜速度為零，轉(zhuǎn)子軸頸表面的油膜速度與軸頸表面的速度相同。因此，在層流假設(shè)下，油膜沿徑向的速度分布如右上圖所示。油膜的平均周

40、向速度為軸頸表面速度的一半，即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，油膜將以軸頸表面速度之半的平均速度環(huán)繞運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上，渦動(dòng)頻率總是小于回轉(zhuǎn)速度之半。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約為0.400.48X轉(zhuǎn)速之間。這是軸頸表面比軸瓦表面光滑及軸瓦與軸頸之間滑油的端泄等原因影響的結(jié)果。, 回轉(zhuǎn)頻率,/2, 回轉(zhuǎn)頻率,94,8. 2 油 膜 渦 動(dòng) 不 穩(wěn) 定 油 膜 渦 動(dòng) 不 穩(wěn) 定 出 現(xiàn) 在( 0.40 到 0. 48 ) 轉(zhuǎn) 速 頻 率 范 圍 內(nèi) ， 常 常 十 分 嚴(yán) 重 。 當(dāng) 振 動(dòng) 幅 值 超 過 軸 承 間 隙 的 百 分 之 四 十 時(shí) ， 認(rèn) 為 振 動(dòng) 過 大 。 油 膜 渦 動(dòng) 是 油 膜 激 起 的 振 動(dòng) ， 正

41、 常 工 作 狀 態(tài) 的 偏 移 (姿 態(tài) 角 和 偏 心 率 ) 使 油 楔 “ 推 ” 軸 在 軸 承 內(nèi) 作 環(huán) 繞 運(yùn) 動(dòng) 。 旋 轉(zhuǎn) 方 向 不 穩(wěn) 定 的 力 導(dǎo) 致 渦 動(dòng) ( 或 正 進(jìn) 動(dòng) ) 。 油 膜 渦 動(dòng) 是 不 穩(wěn) 定 的 ， 因 為 它 增 大 離 心 力 ， 離 心 力 增 大 渦 動(dòng) 力。 可 使 油 膜 不 再 能 支 承 軸 ， 并 且 ， 當(dāng) 渦 動(dòng) 頻 率 與 轉(zhuǎn) 子 自 然 頻 率 一 致 時(shí) ， 變 得 不 穩(wěn) 定 。 改 變 滑 油 粘 度， 潤 滑 油 壓 力 和 外 部 預(yù) 載 ， 可 能 會 影 響 油 膜 渦 動(dòng) 。,95,油 膜 振 蕩

42、 不 穩(wěn) 定,油 膜 渦 動(dòng),油膜振蕩,質(zhì) 量 不 平 衡,臨 界 轉(zhuǎn) 速,轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速,頻 譜 圖 表 明 當(dāng) 軸 轉(zhuǎn) 速 通 過 第 二 階 臨 界 轉(zhuǎn) 速 時(shí) 油 膜 渦 動(dòng) 變 為 油 膜 振 蕩 不 穩(wěn) 定,頻 率,96,油膜振蕩不穩(wěn)定,隨 著 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 的 提 高 ， 油 膜 渦 動(dòng) 的 頻 率 也 提 高 ， 兩 者 保 持 一 個(gè) 近 乎 不 變 的 恒 定 比 ， 即 約 為 0.5 。 但 是 ， 當(dāng) 轉(zhuǎn) 子 回 轉(zhuǎn) 頻 率 約 為 其 一 階 彎 曲 臨 界 轉(zhuǎn) 速 的 兩 倍 時(shí) ， 隨 著 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 的 提 高 ， 渦 動(dòng) 頻 率 將 保 持 不 變 ，

43、 而 且 等 于 該 轉(zhuǎn) 子 一 階 彎 曲 臨 界 轉(zhuǎn) 速 。,油膜渦動(dòng)頻率等于轉(zhuǎn)子一 階臨界轉(zhuǎn)速且保持不變,轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速,油膜渦動(dòng)頻率,97,8. 3 油 膜 振 蕩 不 穩(wěn) 定 如 果 機(jī) 器 處 在 或 高 于 2 轉(zhuǎn) 子 自 然 頻 率 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 可 能 出 現(xiàn) 油 膜 振 蕩 。 轉(zhuǎn) 子 進(jìn) 入 兩 倍 臨 界 轉(zhuǎn) 速 時(shí) ， 油 膜 渦 動(dòng) 頻 率 將 非 常 接 近 臨 界 轉(zhuǎn) 速 頻 率 ，引 起 過 大 的 振 動(dòng) ， 油 膜 可 能 不 再 具 有 支 承 能 力 。 渦 動(dòng) 速 度 實(shí) 際 將“ 鎖 定 ” 在 轉(zhuǎn) 子 臨 界 轉(zhuǎn) 速 ， 雖 然 機(jī) 器 轉(zhuǎn)

44、速 愈 升 愈 高 ， 但 是 ， 這 個(gè) 尖 峰 不 能 通 過 它 ， 產(chǎn) 生 以 轉(zhuǎn) 子 臨 界 轉(zhuǎn) 速 頻 率 的 橫 向 正 進(jìn) 動(dòng) 亞 諧 波 振 動(dòng) 。 這 是 一 種 可 導(dǎo) 致 災(zāi) 難 性 破 壞 的 固 有 的 不 穩(wěn) 定 的 振 動(dòng) 。,98,第 九 類 滾動(dòng)軸承故障,99,滾動(dòng)軸承術(shù)語,接觸角,滾動(dòng)體直徑,內(nèi)環(huán)跑道,內(nèi)環(huán),保持架,外環(huán),外環(huán)跑道,內(nèi)徑,外徑,磁鐵座固定的振動(dòng)加速度計(jì),滾動(dòng)軸承術(shù)語,平均直徑,100,6-77,滾動(dòng)軸承類型,深 槽 滾 動(dòng) 軸 承,單 列,雙 列,滾 針 軸 承,角 向 接 觸 滾 珠 軸 承,圓 柱 滾 棒 軸 承,球 形 滾 棒 軸 承

45、,錐 形 滾 棒 軸 承,單 列,雙 列,101,滾動(dòng)軸承故障發(fā)展過程的四階段,通常約百分之八十至九十的軸承壽命,1,2,3,4,1,X,2,3,4,階段軸承剩余壽命的百分之十至二十,階段軸承剩余壽命的百分之五至十,階段軸承剩余壽命的百分之一至五,階段一小時(shí)至軸承剩余壽命的百分之一,災(zāi)難性破壞,累積的損傷,時(shí)間,滾動(dòng)軸承四種類型故障頻率 1.隨機(jī)的，超聲頻率-gSE ,HFD ,SPM； 2.軸承零部件自振頻率-500至2000赫茲范圍，與轉(zhuǎn)速無關(guān)； 3旋轉(zhuǎn)的故障頻率-內(nèi)環(huán)BPFI，外環(huán)BPFO，滾動(dòng)體BSF和保 持架FTF故障頻率 4.和頻與差頻-軸承若干故障頻率之間及其它振源頻率相加或相減

46、得出的頻率,102,滾動(dòng)軸承故障發(fā)展的四個(gè)階段,第一階段 ：滾動(dòng)軸承故障初始階段 第二階段 ：滾動(dòng)軸承輕微故障階段 第三階段 ：滾動(dòng)軸承宏觀故障階段 第四階段 ：滾動(dòng)軸承故障最后階段,103,滾動(dòng)軸承故障四種類型頻率,第一種 頻 率： 隨機(jī)的，超聲頻率 - 振動(dòng)尖峰能量( gSE )，高頻加速度( HFD)和沖擊脈沖( SPM )； 第二種頻率： 軸承零部件的自振頻率 - 在500到2000赫茲頻率范圍內(nèi)，與轉(zhuǎn)速無關(guān) ； 第三種頻率：旋轉(zhuǎn)的故障頻率 - 軸承的內(nèi)環(huán)故障(BPFI)，外環(huán) 故障(BPFO)，滾動(dòng)體故障(BSF)和保持架故障(FTF)； 第四種頻率：和頻與差頻 - 軸承的若干故障頻

47、率之間及與其它 振源頻率之間相加或相減 注 ： BPFI-Inner race defect frequency 內(nèi)環(huán)故障頻率 BPFO-Outer race defect frequency 外環(huán)故障頻率 BSF-Rolling element defect frequency滾動(dòng)體故障頻率 FTF-Cage defect frequency保持架故障頻率,104,滾動(dòng)軸承四種故障頻率,滾 動(dòng) 軸 承 保持架故 障 頻率：FTF 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)故障頻率： BSF 滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率：BPFO 滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)故障頻率：BPFI,注 ： BPFI-Inner race defect freq

48、uency 內(nèi)環(huán)故障頻率 BPFO-Outer race defect frequency 外環(huán)故障頻率 BSF-Rolling element defect frequency滾動(dòng)體故障頻率 FTF-Cage defect frequency保持架故障頻率,105,滾動(dòng)軸承故障頻率計(jì)算(1),滾動(dòng)軸承保持架故障頻率： FTF=(1/2)N1+（d/D）Cos +Ni 1-（d/D）Cos 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)故障頻率： BSF=(1/2)(D/d) |No-Ni| 1-(d/D)Cos 滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率： BPFO=(1/2)n |No-Ni| 1-(d/D)Cos 滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)故障頻率：

49、 BPFI=(1/2)n |Ni- No| 1+(d/D)Cos 以上符號： d=滾動(dòng)體直徑； D=滾動(dòng)軸承平均直徑(滾動(dòng)體中心處直徑)； =徑向方向接觸角； n=滾動(dòng)體數(shù)目； No=軸承外環(huán)角速度； Ni=軸承內(nèi)環(huán)角速度(=軸轉(zhuǎn)速). 注：1.滾動(dòng)軸承沒有滑動(dòng)；2.滾動(dòng)軸承幾何尺寸沒有變化；3.軸承外環(huán)和軸承內(nèi)環(huán)都旋轉(zhuǎn).,106,滾動(dòng)軸承故障頻率計(jì)算(2),滾 動(dòng) 軸 承 保持架故 障 頻率： FTF=(N/2)1-（d/D）Cos 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)故障頻率： BSF=(N/2)(D/d)1-(d/D)Cos 滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率： BPFO=(N/2)n1-(d/D)Cos 滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)

50、故障頻率： BPFI=(N/2)n1+(d/D)Cos 以上符號： d=滾動(dòng)體直徑； D=滾動(dòng)軸承平均直徑(滾動(dòng)體中心處直徑)； =徑向方向接觸角； n=滾動(dòng)體數(shù)目； N=軸的轉(zhuǎn)速。 注：1.滾動(dòng)軸承沒有滑動(dòng)；2.滾動(dòng)軸承幾何尺寸沒有變化；3.軸承外環(huán)固定不旋轉(zhuǎn).,107,滾動(dòng)軸承故障頻率計(jì)算(3)-經(jīng)驗(yàn)公式,滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率： BPFOr0.4Nn 滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)故障頻率： BPFIr0.6Nn 滾 動(dòng) 軸 承 保持架故 障 頻率： FTFr0.4N 以上符號： n=滾動(dòng)體數(shù)目； N=軸的轉(zhuǎn)速。 注：1.滾動(dòng)軸承沒有滑動(dòng)；2.滾動(dòng)軸承幾何尺寸沒有變化；3.軸承外環(huán)固定不旋轉(zhuǎn).4.當(dāng)滾動(dòng)體數(shù)

51、目在 6 至 12 范圍內(nèi)時(shí)以上公式計(jì)算結(jié)果很精確,108,滾動(dòng)軸承故障頻率計(jì)算(4)-估算公式,滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率： BPFOeN(0.5n-1.2) 滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)故障頻率： BPFIeN(0.5n+1.2) 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體故障頻率： BSFeN(0.2n-1.2/n) 滾動(dòng)軸承保持架故障頻率： FTFeN(0.5-1.2/n) 以上符號： n=滾動(dòng)體數(shù)目； N=軸的轉(zhuǎn)速。 注： 1.滾動(dòng)軸承沒有滑動(dòng)；2.滾動(dòng)軸承幾何尺寸沒有變化；3.軸承外環(huán)固定不旋轉(zhuǎn). 4.當(dāng)滾動(dòng)體數(shù)目在 6 至 12 范圍內(nèi)時(shí)以上公式計(jì)算結(jié)果很精確,109,滾動(dòng)軸承故障頻率之間的關(guān)系,滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率與滾動(dòng)軸承內(nèi)

52、環(huán)故障頻率之和等于轉(zhuǎn)速與滾動(dòng)體數(shù)目之乘積 ： BPFO +BPFT= n 滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率除以滾動(dòng)體數(shù)目得的商等于滾動(dòng)軸承保持架故障頻率： BPFO / n =FTF 以上符號： n=滾動(dòng)體數(shù)目； N=軸的轉(zhuǎn)速。 注： 1.滾動(dòng)軸承沒有滑動(dòng)；2.滾動(dòng)軸承幾何尺寸沒有變化；3.軸承外環(huán)固定不旋轉(zhuǎn). 4.當(dāng)滾動(dòng)體數(shù)目在 6 至 12 范圍內(nèi)時(shí)以上公式計(jì)算結(jié)果很精確,110,振動(dòng)尖峰能量gSE技術(shù),疲勞微裂紋在軸承滾道表面以下約0.127毫米處開始，經(jīng)一定時(shí)間后，疲勞微裂紋逐漸擴(kuò)展到表面。,( 表 面 以 下 ) 裂 紋 起 始 處,軸 承 鋼 晶 體 結(jié) 構(gòu),0. 0001016 0. 000

53、1524 毫 米,111,高通濾波將把低頻振動(dòng)頻率(常規(guī)機(jī)械故障頻率，如轉(zhuǎn)子不平衡，不對中，松動(dòng)等)幾乎完全濾掉，只保留高頻振動(dòng)頻率(振動(dòng)加速度計(jì)安裝固定的共振頻率，齒輪嚙合頻率，軸承故障頻率等)。 (原 始 信 號 預(yù) 處 理 ),高通濾波后，低頻振動(dòng)頻率(常規(guī)機(jī)械故障頻率，如轉(zhuǎn)子不平衡，不對中，松動(dòng)等)幾乎完全被濾掉，高頻振動(dòng)頻率(振動(dòng)加速度計(jì)安裝固定的共振頻率，齒輪嚙合頻率，軸承故障頻率等)保留下來。(原 始 信 號 預(yù) 處 理 后 的 結(jié) 果 ),5K至50K赫茲高頻區(qū)域內(nèi)的信號，經(jīng)過檢波，再通過5K赫茲低通濾波器后，高于5K赫茲的頻率都被濾掉；低通濾波后的信號作解調(diào)處理的時(shí)域波形作F

54、FT處理便得gSE譜，將軸承故障頻率顯示出來。(對 僅 保 留 的 滾 動(dòng) 軸 承 故 障 信 號 處 理 并 提 取 和 顯 示 ),振動(dòng)尖峰能量gSE技術(shù),112,振動(dòng)尖峰能量gSE檢測電路的特性,5KHZ,65KHZ,振動(dòng)加速度gs,振動(dòng)尖峰能量gSE峰峰檢波器 檢測頻率范圍,27K赫茲,振動(dòng)加速度計(jì)安裝固定共振頻率,常規(guī)振動(dòng)頻率(低頻)測量范圍：包括不平衡，不對中，松動(dòng)等故障頻率,DP1500 數(shù) 據(jù) 采 集 器 可選的gSE高通濾波頻率：100，200，500，1K，2K，5K赫茲,頻率,gSE帶通濾波器高截止頻率,振動(dòng)尖峰能量gSE利用高通濾波濾掉常規(guī)機(jī)械振動(dòng)故障(不平衡，不對中，松動(dòng)等)頻率，只檢測高頻振動(dòng)，此頻率范圍內(nèi)滾動(dòng)軸承缺陷脈沖能量激起機(jī)器零部件或結(jié)構(gòu)或振動(dòng)加速度計(jì)安裝固定共振頻率，作為載頻調(diào)制軸承故障頻率，并利用峰峰檢波檢測并保持高頻脈沖峰值，用衰減時(shí)間常數(shù)確定gSE頻譜的最高頻率Fmax。這樣既保持了故障的嚴(yán)重程度，又突出了故障頻率基頻及其諧波頻率。,振動(dòng)尖峰能量gSE技術(shù),113,DP1500數(shù)據(jù)采集器有六個(gè)可選的高通濾波器低截止頻率：100，200，500，1K，2K和5K赫茲。,振動(dòng)尖峰能量gSE的信號處理框圖,振 動(dòng) 原 始 信 號,高 頻 帶 通 濾 波 器,峰 峰 檢