张家口宣化北伦平衡机制造有限公司

Xuanhua Beilun Balancing Machinery Co Ltd

 

 
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 关于振动分析方法的进一步介绍

 

    用振动分析仪 进行振动频谱分析

·         

 

   Vibration spectrum analysis with vibration analyzer

 

    振动是回传机械运转时的重要特性。利用数据采集器,如振动分析仪对机械设备运行状态的振动信息进行采集,然后通过振动频谱分析,可以快速、准确地诊断出如转子不平衡、转轴弯曲、轴承损坏与松动、轴系不对中等故障存在的原因,从而做到故障早期发现、诊断迅速及时、结论定点定量、机理清楚明白之目的。机械振动分析仪是工厂开展状态监测,实现预测维修的基础型仪器,是设备可靠性管理和TPM的利器。其操作简单,适合于设备维修和点检人员,也适合生产操作者,用于测量、记录和跟踪机器状态,发现异常,并能够对常见的机器振动故障进行诊断和趋势监测。

 

旋转设备最常见的故障:

主要包括下面几个故障:

 ●共振 ●不平衡● 不对中●轴弯曲

 ●机械松动●电动机问题 ● 滑动轴承问题

 ●滚动轴承问题 ● 齿轮问题● 皮带问题

 ●风机问题 ●泵的问题 ●压缩机的问题 ● 透平的问题

 

共振是旋转机械常见的问题。旋转部件如转轴的共振通常叫做临界转速。共振存在于一个结构的所有部件,甚至在管路和水泥地板等,重要的是要避免机器运行在导致共振的频率上。识别共振的简单方法是比较同一轴承三个方向水平、垂直和轴向的振动值,如果某一方向的振动大于其它方向的振动三倍以上,机器则可能在该方向存在共振。

解决共振问题的方法是在可能的条件下改变机器的转速,常用的解决方法是改变机器结构的质量或刚度。 

当旋转部件的重心与旋转中心不一致,即质量偏心时产生不平衡。不平衡的转子产生离心力使轴承损坏,导致轴承寿命降低。仅仅百分之几毫米的重心位移可引起非常大的推动力。不平衡引起明显的转频振动。

不对中是指两个耦合的轴的中心线不重合,如果州中心线平行称为平行不对中,如果轴中心线在一点相交则称为角不对中,现实中的不对中是两种类型的结合。

轴弯曲引起的振动类似不对中,轴弯曲可能是电动机转子笼条故障引起的转子受热不均导致的。如果弯曲发生在轴中心位置,主导振动是1 x RPM,如果弯曲发生在接近 、连轴器,主导振动频率会是2 x RPM 

有两种机械松动,旋转和非旋转,旋转松动指在机器旋转和固定部件间存在太大的空间;非旋转松动指两个固定部件之间间隙太大。二者都在三个测量方向产生过大的 1x RPM 谐频振动。

电动机具有与其它旋转机械相同的故障,但是也有一些故障是电动机特有的。如转子热弯曲、气隙偏心、转子松动、偏心转子、线圈松动、转子笼条故障等。

滑动轴承的问题是经常在小于1 x RPM 的频率产生振动峰值,称作亚同步峰。有时甚至存在这些峰的谐频,指示磨损非常严重的轴承。 

油膜涡动:油膜涡动是激起 0.38 x RPM 0.48 x RPM 间频率振动的油膜,振动由异常大的裕量和小的径向载荷导致,它对油膜施加一个压力,驱使轴沿轴承运动。油膜涡动可导致油不对轴润滑。改变油的粘度和压力,和有关负荷也会影响油膜涡动。  

轴承引起的振动叫做轴承音调,所有滚动轴承产生一定程度的音调,轴承磨损越严重,轴承音调的程度越高。 

各故障轴承产生的振动不是准确的 1 x RPM 的谐频,也就是异步振动成分,除了这些成分,轴承故障产生宽带噪声。  

 在无缺陷的齿轮箱,相对主导的音调出现在啮合频率,即齿轮的齿数乘以转速(RPM 频率)。当齿轮箱使用过一段时间齿轮啮合成分降低,因为齿的边缘被稍微磨圆。然而,继续磨损会使啮合振动水平再次增加。这个振动水平也受到齿轮轴的对中的影响。

磨损或松的皮带产生皮带频率及其谐频的振动,在一个具有两个皮带轮的系统中,二倍频通常占主导。基本皮带通过频率 FBF 按如下公式计算: 

FBF  = π (D/L) RPM

       FBF = 基本皮带通过频率

       D = 皮带轮直径

       L = 皮带长度 RPM = 皮带轮 D 的转速(Hz)  

基本皮带频率总是小于 1x RPM

皮带轮偏心产生高的径向 1x 成分振动,特别在与皮带平行的方向 (径向指从传感器到皮带轮中心的方向)

皮带轮对中不良产生轴向 1xRPM 振动和皮带基本波动频率 FBF 的轴向谐频。

如果皮带的张力不正确,皮带产生固有频率的振动,这个频率在一个大的范围内取值。

 

风机通常在叶片上产生不均颗粒附着,特别是风机工作的介质空气或气体具有高颗粒浓度的场合,这些不均附着导致不平衡。如果叶片变形,裂纹或断裂,叶片通过频率峰值将增加。如果叶片数量很多,叶片通过频率有时会出现边频带。 

叶片通过频率 , bpf = 叶片数乘以转速  

离心泵的一个显著的振动成分发生在叶片通过频率,BPF (叶片数乘以转速)。如果 BPF 振动值增加,可能是由于泵的内部问题,如对中不良或损坏的叶片, BPF 谐频也可能出现。14. 14

下面的FFT 包含高频宽带噪声,表明存在由于低出口压力引起气蚀.

 

 

 

 

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