采用平衡的办法只能消除单方向的振动。
16
三
轴
典型的频谱
相位关系
弯
弯曲的轴产生较大的轴向振动．
如果弯曲接近轴的中部，占优势的是一倍频；若弯曲接
近力偶，则占优势的是二倍频．
曲
振动随转速增加迅速增加，过了临界转速也一样。
17
四不对中
有资料表明现有企业在役设备30％－50％存在不同程 度的不对中，严重的不对中会造成设备部件的过早损 坏，同时会造成能源的浪费． 不对中既可产生径向振动,又会产生轴向振动；既会 造成临近联轴节处支承的振动,也会造成远离联轴节 的自由端的振动。不对中易产生2X振动，严重的不对 中有时会产生类似松动的高次谐波振动. 不对中分为角向不对中，平行不对中，轴承不对中．
中
典型的频谱
相位关系
轴承不对中或卡死将产生1X,2X轴向振动，如果测
C
试一侧轴承座的四等分点的振动相位，对应两点 的相位相差180。
通过找对中无法消除振动，只有卸下轴承重新安
装。
21
五
传动强迫振动频率与系统的自然频率一致时出现
共振，使振动急剧放大，导致过早损坏或灾难性
的破坏．这可能是转子的自然频率，也常常起源
一.质量不平衡
二.转子偏心
常 见 三.轴弯曲 的 四.不对中 设 五.共振 备 六.机械松动 故 七.转子与定子摩擦 障
八.滑动轴承故障
九.滚动轴承故障
1.力不平衡 2.力偶不平衡 3.动不平衡 4.悬臂转子不平衡
1.联轴器角不对中 2.联轴器平行不对中 3.滚动轴承偏斜地固定在轴上
1.A型松动 2.B型松动 3.C型松动
5.断路电流通过滚动轴承故障
十七.机器软脚及与之相 1.皮带磨损或不匹配
关的共振
2.皮带轮偏心
3.皮带共振
11
一
力 不
质
平 衡
量
典型的频谱
相位关系
不
平
同频占主导，相位稳定。如果只有不平衡，1X幅值 大于等于通频幅值 的80％，且按转速平方增大。
衡
通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常
不应超过两倍。
18
四
角 不
不对
对中
中
典型的频谱
相位关系
角不对中产生较大的轴向振动，频谱成分为1X和2X；
A
常见1X、2X或3X都占优势的情况。 如果2X或3X超过1X的30％到50％，则可认为是存在角
不对中。
严重的角向不对中激起1×转速频率的许多谐波频率．
联轴节两侧轴向振动相位相差180.
19
平
行
四
不 对
不中
2
振动监测和诊断的注意事项
振动监测和诊断要想取得准确的结果必 须考虑仔细整个系统的每一个环节：包 括参数的选择，传感器及其固定方法， 测点位置的选择，仪器选择以及分析参 数的选择等
3
振动的三要素
振动是个向量 1.幅值 2.频率 3.相位
4
快速傅里叶 分析(FFT) 原理
快速傅里叶变化
x Ai sin(it i )
1.磨擦或间隙故障 2.油膜涡动 3.油膜振荡
1.保持架故障 2.滚动体故障 3.外环故障 4.内环故障
10
十.流体动力机械故障
1.叶片通过频率 2.紊乱 3.气穴
十一.齿轮故障
1.齿轮负载
2.齿轮偏心和齿轮侧隙反弹
常 十二.交流电机故障
3.齿轮不对中 4.齿断或齿裂
5.齿轮组合状态问题
见 十三.交流同步电机定子 6.齿轮摆动故障 7.齿轮轴承松动
同一设备的两个轴承处相位接近。
A
水平方向和垂直方向的相位相差接近90 度。
12
力
一偶
质
不 平
量衡
不
典型的频谱
相位关系
平
总存在一转速频率，在频谱上占优势．振幅按转速平
衡
方增大。需进行双平面动平衡。 偶不平衡在机器两端支承处均产生振动，有时一侧比
另一侧大
较大的偶不平衡有时可产生较大的轴向振动。
B
两支承径向同方向振动相位相差180。
我们的目标
• 状态检测 • 设备（资产）健康检测 • 设备（资产）健康管理 • 提高设备可用率 • 减少维修成本 • 延长设备寿命
机器状态检修的基础是振动频谱中包含 机器零部件的机械状态信息
1
振动故障分析和诊断的任务
振动故障分析诊断的任务：从某种意义上讲就是读谱 图，把频谱上的每个频谱分量与监测的机器的零部件 对照联系，给每条频谱以物理解释． 1.振动频谱中存在那些频谱分量？ 2.每条频谱分量的幅值多大？ 3.这些频谱分量彼此中间存在什么关系？ 4.如果存在明显的高幅值的频谱分量，它的精确的来源？ 它与机器的零部件对应关系如何？ 5.如果能够测量相位，应该检查各测点信号之间的相位关 系如何？
的 线圈松动
1.定子偏心，铁芯片短路或松动
设
十四.直流电动机及其控
2.转子偏心（动偏心） 3.转子故障（断条等）
4.相位故障（接头松动）
备 制故障
1.电枢绕组开裂接地故障或系统
故 十五.皮带传动故障 障
调谐故障 2.起动卡故障和保险丝烧断 3.可控硅整流器故障控制卡断路 接头松动保险丝断
十六.拍振
4.比较器卡故障
至超过径向振动。
Ｄ
两支承处轴向振动相位接近。
往往是力不平衡和偶不平衡同时出现。
15
二
转
子
典型的频谱
相位关系
偏
当旋转的皮带轮、齿轮、电机转子等有几何偏心时，会在两个
心
转子中心连线方向上产生较大的1X振动；偏心泵除产生1X振动
外，还由于流体不平衡会造成叶轮通过频率及倍频的振动。
垂直与水平方向振动相位相差为0或180。
13
一动 质不
量平 衡不源自平典型的频谱相位关系
衡 动不平衡是前两种不平衡的合成结果。
仍是１X转速频率在振动频谱中占主导。
C
两支承处同方向振动相位差接近
14
悬
臂
一转 子
质不
量
平 衡
不
典型的频谱
相位关系
平
悬臂转子不平衡在轴向和径向都会引起较大1X振动。
衡
轴向相位稳定，而径向相位会有变化。
悬臂式转子可产生较大的轴向振动，轴向振动有时甚
对
典型的频谱
相位关系
中
平行不对中的振动特性类似角不对中，但径向振动较大。
频谱中2X较大，常常超过1X，这与联轴节结构类型有关。.
B
角不对中和平行不对中严重时，会产生较多谐波的高谐次 （4X~8X）振动。甚至出现类似机械松动时出现完整系列
的高频谐波．
联轴节两侧相位相差也是180。
20
四
轴 承
不不
对
对 中
i 1
5
典型波形的频谱
简谐波形及其频谱
脉冲波形及其频谱
方波形及其频谱
简谐拍波及其频谱
6
滤波问题
7
振动参数
1.振动位移 2.振动速度（国际标准和国家标准推荐通
常采用的参数） 3.振动加速度
8
常见的设备故障
由经验归纳总结的十七类46种机械和电 气故障的特征谱、特征时域信号和相位 关系供诊断参考
9