松动那样产生较高的地脚能量。 （九）轴承歪斜 1、 引起较大的轴向振动。 2、 轴承上下左右位置的轴向振动反相。 3、 轴承需要重装。 （十）共振
在接近共振频率时，振动相位变化约为 90°，在通过共振频率（多指临界 转速后转子由刚性变为柔性转子）后相变约 180°。 （十一）地脚松动 1、 垂直方向测量振幅和相位。 2、 若某两个界面松动时，会发现这两者的幅值和相位发生较大幅度的突变。 （十二）诊断摩擦问题（待验）
2、若一侧轴承的测点的振幅慢慢上升，相位仍没有发生变化，这说明物料 沿轮毂或叶片堆积、或物料对叶片产生冲蚀但是不均匀的。进一步解释，堆积与 原转子不平衡合成点同向或冲蚀恰好为反向，也可以说周向都堆积，与原不平衡 合成点同向更多些，或周向都冲蚀，而反向更重些。
3、若另一侧轴承振幅慢慢上升，相位随之改变。这意味着发生的物料堆积 或冲蚀不但不均匀，而且与上一种情况有些不同，堆积的方向偏离了原不平衡合 成点，或冲蚀的方向同样偏离了原不平衡合成点的反向。当然、无论是物料堆积 还是冲蚀虽然是沿圆周分布，但不可能分布得十分均匀。
利用相位特征判断故障的方法
一、 相位的基本概念 相位表示在给定时刻振动部件被测点相对于某一固定参考点或其他振动部 件的位置。在实际应用中相位主要用于比较不同振动运动之间的关系，或确定一 个部件相对于另一个部件的振动状况。 相位反映了振动信号与参考点之间时间关系或位置关系。相位是从单频率的 简谐振动中引出的。因此、对于实际振动信号，也是考虑其中某频率分量与转子 相位标志之间的相位差。比较有用的频率成分主要是基频及其倍频。相位测量可 用于 1）谐波分析；2）动平衡测定；3）振型测量; 4)判断共振点。
轴早期出现裂纹时，振幅无太大的变化，但相位有突变；当轴发生摩擦时， 振幅会变小，但轴与轴承会受到破坏。
如果相位发生偏转，说明振动形态发生了巨大的变化。轴心轨迹椭圆中有一 直边，说明转子不排出单方向摩擦的可能。 相位(φ)：
相位表示在给定时刻振动部件被测点相对于某一固定参考点或其他振动部 件的位置。
在实际应用中相位主要用于比较不同振动运动之间的关系，或确定一个部件 相对于另一个部件的振动状况。例如，在图 1—1—4 中给出了 A 和 B 两个弹簧质 量系统。假设 A、B 两质量块的振幅和频率相同，但 A 位于上限位置，而 B 则位 于其下限位置。在给定的起始时刻位移峰值相差 180º，也就是说这两个振动 180º 异相。在图 l—1－5 中质量 A 和 B 在同一时刻分别位于上限位置和平衡位置(向 下)，于是我们说质量 A 和 B 的振动相位差为 90º。而在图 1—1—6 中质量 A、B 在同一时刻位于同一位置，因此其振动同步，或者说它们的振动相位差为 0º。
相位分析分类： 1) 绝对相位是指从键相器信号触发到振动信号第一正峰值之间的角度。 2) 相对相位是角度表示的从一个信号波形的某一点到另一信号最近的对应
点之间的关系。 相位监测可以判断设备振动状态有无发生变化。比如一台设备，其振动幅值
没有变化，但相位变化了 140°，如果仅仅对比振幅变化，说明运行没有改变。 但相位的突变说明事实上设备运行状态已经有了巨大的变化，很可能是转子叶片 松动，转轴裂纹或者其它潜在的严重问题引起的。
平衡形式所占的主导值的大小），水平方向的相位差约等于垂直方向的相 位差。 5、 每个轴承的水平和垂直方向的振动相位差约为 90°。 （四）悬臂转子 1、 悬臂转子不平衡同时引起较大的轴向和径向的 1×RPM 振动。 2、 轴向振动倾向于同相，而径向相位不稳定。 3、 转子两侧轴承水平方向的相位差约等于垂直方向的相位差。 4、 悬臂转子通常既有静不平衡也有偶不平衡，通常在至少两个平面加重才能 校正不平衡。 （五）转子偏心(皮带轮偏心) 1、 两个转子的轴心线连线方向的 1×RPM 振动较大。 2、 转子两侧轴承水平方向和垂直方向的相位差不是 0 就是 180 度。 3、 无法用平衡的方法解决问题。 （六）轴弯曲 1、 轴弯曲引起较高的轴向振动。 2、 转子两端轴承的轴向振动的相位差约为 180 度。 3、 若弯曲在转子的中部，通常 1×振动大，若弯曲靠近联轴器则 2×大。（注 意轴向振动相位的校正）
1、 振动相位反相。 2、 在一阶临界转速下，振幅与转速平方成正比。 3、 1×RPM 占主导位置，还可能引起较大轴向振动。 4、 必须在至少两个平面加重才能校正不平衡。 5、 转子两侧轴承水平振动相位差约为 180°，垂直方向亦如此。 6、 每个轴承的水平和垂直方向的振动相位差约为 90°。 （三）动不平衡 1、 是静不平衡和偶不平衡的合成。 2、 1×RPM 占主导位置。 3、 必须在至少两个平面加重才能校正不平衡。 4、 转子两侧轴承同向振动相位差在 0 至 180 度之间（可能主要取决于两种不
故障分析中，在确定转子不平衡量的方向，以及不对中等一些由转子的几何 形状、质量或受力不对称所引起的振动时，有时要考虑振动与转子相位标志之间 的相位差。它同样也可以应用于构件空间面是否存在的力偶（弯矩）的判断（了
解构件是否存在变形应力）。 初相位定义：转子键相信号的脉冲下降沿与频率的高点之差，称为初始相位。 二、 ห้องสมุดไป่ตู้动信号相位分析
正常情况下轴承座的垂直和水平方向的相位差应该为 90º，而实际上在进行 相位测量时经常碰到垂直和水平方向相位差为 0º或 180º的情况。
对于一般机械，通常只有不平衡占优势，因此水平垂直相位差为 90º，如果 存在偏心的话，并且偏心占优势则水平垂直相位差为 0º或 180º。如果各种故障 频率都存在，那相位差就由各自的比例决定了。 1. 对于相位测量,比较准确的是测量轴振,应用位移传感器。 2. 如果使用速度或加速度通过计算得到的相位,则误差还是比较大的,只能参
由于转子各类故障给转子带来的直接结果是破坏了转子的对称性，使转子同
一截面上水平和垂直方向的振动信号在时域上的相位差不再是 90 0 ，因此可以通
过同一截面上水平方向信号和垂直方向信号的相位差的不同特征来判断故障的 类型。实际上，除了在同—截面不同方向上测量相位差外，还可通过不同测点的 信号相位来判断故障的类型。
三、 常见机械故障的相位特征 （一）静不平衡的相位
1、 振动同相，且相位稳定。 2、 在一阶临界转速下，振幅与转速平方成正比。 3、 1×RPM 占主导位置。 4、 可在转子重心处加重校正。 5、 转子两侧轴承水平振动相位差约为 0，垂直方向亦如此。 6、 每个轴承的水平和垂直方向的振动相位差约为 90°。 （二）偶不平衡
4、 可用百分表检查轴弯曲情况。 （七）角度不对中 1、 角度不对中引起较大的 1×、2×或 3×轴向振动，联轴器两端轴向振动反
相。 2、 也可能是联轴器自身问题。（配合间隙偏大） 3、 严重的角度不对中会引起工频的多次谐波，但不会象松动那样产生较高的
地脚能量。 （八）平行不对中 1、 引起较大的径向振动，联轴器两侧振动反相。 2、 2×通常大于 1×，但两者的关系与联轴器类型和结构有关。 3、 严重的平行不对中也会引起工频的多次谐波（4×－8×），但通常不会象
转子初相位代表着转子的质量高点在某一特定时刻的特定位置，可为故障分 析诊断提供重要的依据。
监测振动的时域信号经过 FFT 变换，可以得到频域上的幅值谱和相位谱，幅 值谱表明了振动中所含各振动分量以及它们的幅值大小，相位谱给出了各阶分量 的初相位。相位谱的初相位是由各阶分量振幅的虚数和实数部分相比求反切而得 到的，而在实际采样过程中采样的初始点是随机的，因而 FFT 得到各阶分量的初 相位也将随之改变，无法得到各阶分量确定的初相位。由此可知、FFT 直接变换 得到的相位谱是无法确定各阶振动分量的初相位的。但各阶分量相对于基频分量 的初相位的相位差将不受采样初始点的影响，因而只要精确地求出基频分量的初 相位，问题将迎刃而解了。
考! 不平衡占主导时，同一轴承水平和垂直方向振动相位相差约 90º；如果是基 础或底座松动占主导时，同一轴承水平和垂直方向相位相差约 0º或 180º。 X、Y 方向有一个方向共振时，由于过共振区会产生 180º附加相位移（共振 峰的附加位移是 90º），所以取决于哪一个方向共振，X、Y 之间的相位差在共振 峰处是 0º或 180º。
存在间断摩擦的转子其相位紊乱，而连续摩擦的转子可能相位比较稳定，各 个方向的(水平和垂直)相位可能很接近。
四、相位在故障分析中应注意点（以叶片机械为例） 1、设备测点的振动相位和振幅都没有发生变化。可认为：其一，转子和轴 承状态完全没有改变，物料即没有冲蚀叶片，也没有堆积；其二、物料沿着轮毂 和叶片均匀堆积，或者叶片被均匀冲蚀。
4、振幅上升速率加快，相位不变。这说明物料的堆积或冲蚀程度进一步加 大，但不平衡点的方向不变。
5、结论：决定转动机械能否安全运行不能仅看它是否已超过现行规定的振 幅停机值，而且要仔细地观察它的振幅改变速率和初始相位的变化。
五、相位调制分析 在齿轮传递系统中，齿轮根部裂纹，轴的裂纹和联轴节的松动将削弱轴系的 抗扭刚度，并反映为相位调制量。 区别不同类的故障应分析不同类故障的特征。对于裂纹齿轮，它最突出的特 点是相位调制的局部性（个别齿的裂纹使该齿的刚度发生变化，所以相位调制频 谱出现局部性）；而扭振和刚度变化对相位的调制的影响则体现在旋转频率分量 和高次谐波上。 由联轴器松动引起的轴系扭振变化反映在相位调制信息的旋转频率分量上。 另外、有一些干扰对相位调制量有影响，如外界的冲击，润滑油的杂质，滚 动轴承滚动体的旋转等等。这些因素常常带有随机性或与轴的旋转非完全同步， 通过时域同步平均处理，一般可以排除这些干扰，提高可靠性。 在多级齿轮传动中，一旦形成齿根裂纹后，产生的相位调制信息会沿传动系 统传递并扩散，因此在同一测点可获得多个故障源的信息，这给故障诊断带来了 方便。如果被测轴上的齿轮是完好的，则上级或下级齿轮的裂纹故障信息可以在 一根轴上测到。 根据裂纹故障的传递特性，测点对不同位置的传递特性，测点对不同位置的 故障源的敏感称度不同。当故障发生在测点的上一级齿轮时，测点振动的相位调