振动分析与故障诊断技术

三、基本图谱 

1、 时域图谱 

时域波形是最常见的工程信号，时域波形直观易于理解，但包含信息量大，不容易看出所包含的时域图谱可对设备整体性能进行评价，通过时域波形图谱可看出设备是否超标和零部件存在的问题。在LM00系统所采集的时域波形图中给出了“峰值、均值、有效值、峭度指标和脉冲指标五个参量。在采集时，根据旋转设备运行的速度不同，可以选择“加速度、速度、和位移”三种不同的数据类型。 

加速度，用于高速旋转设备诊断上，转速在10000rpm以上。以加速度的有效值判断设备运行状态，日本的标准是小于0.5mm/s2为良好状态，但国产设备一般都达不到此要求，经过实践，将其数值放大到1mm/s2;基本上满足要求。由于石油化工生产中转速超过去10000RPM的设备不多，因此，加速度值一般可作为设备故障诊断的辅助数据。 

速度，用于中速旋转设备诊断上，转速在600rpm——10000rpm之间；速度的有效值小于4.5mm/s；可以判断该设备运行基本正常，超过11.8mm/s则是危险值，必须停车检修。速度值是最为常用的旋转机械设备故障诊断的值。 

位移，用于低转速成设备诊断上，转速在600rpm以下，位移是低转速设备故障诊断的判断依据，0.06mm为危险值，而大于0.1mm则必须进行停车检修。由于低转速设备故障通过其它方法比较容易诊断，因此，位移值一般也只做设备故障诊断的辅助数据。 

峭度指标，是一个比较抽象的概念，意义是“随机过程X（T）四阶原点矩；反应了波形中是否有冲击及小组形的尖峭和平坦成度。”近年来，诊断工程师对该指标进行了深入研究后发现，峭度指标是诊断滚动轴承、齿轮和转子上的转动零部件等故障的重要依据，并提出了比较完整理论，即“双浴缸”曲线，旋转机械轴承或齿轮故障在发展过程中，峭度指标在经历第一个平稳过渡后突然上升，然后，再次经历平稳过度，再次突然上升，而此次的突然上升将造成设备的严重损坏 ，所以及时发现第二个浴缸底平面，是解决设备故障的最好时机，也是最后时机。峭度指标是个无量纲，理论上当峭度指标超过3 即说明该设备需进行检修，但实践证明，在不同的情况下，将峭度指标设定为4、5、6为危险值，均可满足使用要求。 

脉冲指标，是一个常见的无量纲，也比较好理解。对于旋转机械设备故障诊断是一个辅助值。 

2、频域图 

频域图谱可以详细分析旋转机械设备故障存在具体问题，是设备诊断的重要工具。频域图谱和时域图谱可经过快速傅立叶变换来实现相互转换。 

四、监测对象及判断故障类型的方法 

A、对象 

1 转子 

2 转子零件 

3 基础及附属。 

B、判断故障先后顺序： 

先机组振动情况，后基础振动情况， 

先找转子系统，后找附属部分。 

C、诊断旋转机械的故障类型 

1 转子系统： 

（1）不平衡 

（2）不对中 

（3）转子组件松动 

（4）转子形变（弯曲，裂纹） 

2 转子零件：（1）滚动轴承 

（2）滑动轴承 

（3）齿轮、曲柄连杆机构 

3 转子系统（机组）及附属部分： 

刚性失稳 

润滑油压力是否合适（油膜涡动） 

通风系统（降温系统） 

D、转子常见故障及特征 

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