5使用振动分析的机器故障诊断 5.1概述 由于对旋转设备可靠性的要求更迫切,碳氢化 合物、发电、流程和运输工业一贯需要,在这 个领域产生持续的进展。 由于工程和材料科学的进步,旋转机器变得更 快和更轻。同时要求它们能运行更长的时间。 在追求高度可靠运行的过程中,故障的检测、 定位和分析起着关键的作用 如果利用振动分析,可以连续地监测机器的状 态。可以通过详细的分析确定机器的完好性和 识别可能出现或已经存在的故障
5 使用振动分析的机器故障诊断 • 由于对旋转设备可靠性的要求更迫切，碳氢化 合物、发电、流程和运输工业一贯需要，在这 个领域产生持续的进展。 • 由于工程和材料科学的进步，旋转机器变得更 快和更轻。同时要求它们能运行更长的时间。 在追求高度可靠运行的过程中，故障的检测、 定位和分析起着关键的作用。 • 如果利用振动分析，可以连续地监测机器的状 态。可以通过详细的分析确定机器的完好性和 识别可能出现或已经存在的故障。 5.1 概 述
521失衡( unbalance) 国际标准化组织(ISO)定义失衡为: 由于离心力的作用,对它的轴承施加速度、 力或运动时的转子存在的状态。 也可以定义为:关于转子回转中心的质量的 不均匀分布。 回转中心线( rotating centerline)定义为不 受轴承约束时,转子旋转所绕的轴线(也称 为原理惯性轴即PIA) 几何中心线( geometric centerline,GCL) 是转子的物理中心线。 两个中心线分开时,转子失衡
5.2.1 失衡（unbalance） • 国际标准化组织（ISO）定义失衡为： 由于离心力的作用，对它的轴承施加速度、 力或运动时的转子存在的状态。 也可以定义为：关于转子回转中心的质量的 不均匀分布。 • 回转中心线（rotating centerline）定义为不 受轴承约束时，转子旋转所绕的轴线（也称 为原理惯性轴即PIA）。 • 几何中心线（geometric centerline，GCL） 是转子的物理中心线。 • 两个中心线分开时，转子失衡
失衡的三种类型 静失衡(PIA和GCL平行); 力偶失衡(PIA和GCL在中心交叉); 动失衡(PIA和GCL不接触或重合)。 全部失衡类型, FFT显示突出的 对于所有类型的失衡 1×rpm的振动 频率。其振动幅 值正比于转速的 径向振动 平方。 1×rpm 幅值正比于 图51FFT分析一失 速度的平方 衡 频率
•失衡的三种类型 静失衡（PIA和GCL平行）； 力偶失衡（PIA和GCL在中心交叉）； 动失衡（PIA和GCL不接触或重合）。 • 全部失衡类型， FFT显示突出的 1×rpm 的振动 频率。其振动幅 值正比于转速的 平方。 图5.1 FFT分析—失 衡
静失衡( static unbalance) 静失衡总是同相和稳定的(15~20°)。 如果拾振器从垂直方向向水平方向移动,相 位会移动90°(±30°)。 在同一个平面(垂直或水平)把拾振器从 个轴承移动到另一个轴承。如果故障是静失 衡,相位将保持不变(图5.2)。 如果机器除了失衡以外没有其他主要缺陷, 那么时间波形为频率与转速相同的纯净的 SHM(简诸运动)波形
静失衡（static unbalance） • 静失衡总是同相和稳定的（15～20°）。 • 如果拾振器从垂直方向向水平方向移动，相 位会移动90°（±30°）。 • 在同一个平面（垂直或水平）把拾振器从一 个轴承移动到另一个轴承。如果故障是静失 衡，相位将保持不变（图5.2）。 • 如果机器除了失衡以外没有其他主要缺陷， 那么时间波形为频率与转速相同的纯净的 SHM（简谐运动）波形
静失衡 图52相位关系 静失衡 图53相位关系 力偶失衡
图5.2 相位关系 —静失衡 图5.3 相位关系 —力偶失衡