图解机器振动分析诊断

吕老师

1月前浏览515

机器振动故障诊断

1、测量位置及参数

2、不平衡

3、不对中

4、齿轮啮合故障

5、有裂痕或断裂的齿

6、机器底座问题

7、叶片通过频率

8、电机磁场不对称

9、电机电枢故障

10、共振故障

11、转子摩擦

设备振动故障诊断的思路和方法

早期的诊断故障被称为振动原因寻找（顾名思义，依据振动现象查明振动的故障原因），是采用对设备进行解体检查直观寻找，后来被称为振动故障原因分析，最后才被称为振动故障诊断。三种不同的提法反映了人们认识振动故障的思路和方法的不同转变，但是对于诊断方法本身的研究，目前还未能引起人们的普遍关注。我们具体分节讨论振动故障诊断思路的演变过程、正确诊断振动故障的思路和方法。

直观寻找振动故障

早在20世纪60年代以前，国内外为了消除设备的振动，查明故障原因，基本上都采用解体检查来进行寻找。当发现故障时，不论与振动是否有关都要先消除，再启动，若振动没有解决，再拆再寻找。开始是小拆小查，逐渐扩大，后来是大拆大卸，最后振动即使消除了，其故障原因往往还是不明白。

寻找振动故障的方法，其效果主要由下列因素决定：

振动故障的直观可见性

由于采用肉眼或一般的测量方法直观去寻找，因此，能找到的振动故障必然是直观可见的故障。例如轴承座松动、基础松动、转子上存在松动部件等。对于直观不能发现的故障，例如转子不平衡、系统共振、汽轮发电机转子存在热弯曲等故障，即使多次寻找，也无法查明。

发现故障的直观可见性

即使对于直观可见的故障，也不是通过1~2次解体检查就能发现的，这是由于寻找本身带有较大的盲目性，因此，能发现故障往往带有较大的偶然性。例如甘肃某电厂一台国产100MW设备，新机启动发生2、3号瓦振动大，经开缸检查，都未能找到故障原因，而且经多次启停观察振动，都不能解释其故障原因。正在一筹莫展的时候，一个运行人员无意间用听棒在2、3号瓦之间听到异声，再次开缸检查才发现高压转子4kg重的中心孔堵头脱落掉在波形节联轴器内。

又如内蒙某电厂2号机（北重100MW设备），因3、4号瓦振动大且不稳定，经几次调整轴系平衡都未能解决。在大修中多方寻找检查振动故障，发现低压末级和次末级叶片轴向瓢偏超差，怀疑套装叶轮失去紧力，为此准备将转子返厂检查和消除叶轮套装紧力不足等故障。后经专家分析指点，套装叶轮松动引起振动不稳定可以排除，产生这种不稳定振动只可能是转子上存在自由活动部件，例如：平衡块在平衡槽内自由移动、中心孔堵头脱落等，后经检查发现低压转子5kg堵头掉在波形节连接器内。

设备结构和故障机理的复杂性

显然对于结构和故障机理简单的回转机械，例如风机、水泵、一般电动机等，采用解体直观寻找振动故障成功率较高；但是对于结构复杂，特别是大型汽轮发电设备，不仅零部件大而多、结构复杂，而且引起振动的机理也很复杂，一次解体寻找振动故障不可能对设备每一个部件都作仔细检查。即使是直观可见的振动故障，在一次解体寻找中也未必能发现，因此直观寻找在大设备上的成功率往往很低。

振动原因的分析寻找

由于上述直观寻找振动故障盲目性太大，所以不仅费时费力，而且有许多振动故障经几年多次寻找，都无法找到其故障原因。因此，国内从20世纪60年代开始对设备振动首先进行一些测试，观察振动和哪些运行参数有关，然后对其振动原因进行分析，排除一些无关的因素，确定一个可疑的故障范围，再去寻找振动故障原因。这样不仅减小了振动故障的怀疑范围，而且突出了寻找故障的重点，由此不仅减小了寻找时间和工作量，而且显著地提高了寻找故障的成功率。

这种振动原因分析方法，虽然避免了直观寻找的较大盲目性，但是它仍然没有摆脱振动故障原因以眼见为实的思路。而且由于当时对振动故障特征认识不深，仍有不少设备振动虽经多次分析寻找，但始终仍未有结果，或经多次解体检查消缺，最后振动消除了，但振动故障原因仍不清楚。

振动故障诊断

自上世纪60年代中期以后，随着振动监测技术的发展和对振动现象、特征、机理研究、认识的深入，并积累了一定的消振经验后，前苏联、日本、美国和西欧的一些发达国家，发表了较多的振动学术文章，开始以振动故障源对设备振动的现象、特征进行描述，国内外由此开始寻找和分析实际设备振动故障的原因，依据国外发表振动文章上的故障源为样本进行比对，对设备振动故障原因作出分析、判断。

研究人员在将实际设备的振动现象、特征与样本故障现象、特征进行比对的过程中，采用了演绎推理的反向推理思维模式，这种以故障源为样本进行比对的思维方法，即为故障诊断，这种诊断故障思维模式，一直延用至今。

故障诊断与寻找故障方法的最大区别，是摆脱了振动故障以眼见为实的局限性。它是采用抽象的演绎推理的方法，以故障特征为基础，与振动特征进行比较、分析，或采用逐个排除的方法，对振动性质、故障原因和具体部件作出判断。

演绎推理有反向推理和正向推理两种形式，这两种推理方式在目前的振动故障诊断中都使用。

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来源：汽车NVH云讲堂

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