机械振动特征分析1.ppt

机器振动特征分析（1） 转子不平衡 不平衡定义： 转子质量中心线与转轴中心线不重合时便产生不平衡 不平衡类型： 静不平衡（力不平衡） 力偶不平衡 动不平衡 悬臂转子不平衡 不平衡的原因 不平衡的原因 不平衡的原因 不平衡的原因 静不平衡 定义：转子的质量中心在两支撑轴承中点且偏离 不在中点：准静不平衡 一般认为W/D小于25% 纯静不平衡 不平衡力（离心力）同方向等量施加到每个轴承 静不平衡振动特征 1X相同的不平衡力同时出现在两侧轴承上，然而，根据每个方向的支承刚性，水平和垂直方向的响应可能略不同 两侧轴承H方向振动相位相同；两侧轴承H方向振动相位相同 力偶不平衡 质量分布轴线中心点与旋转轴线中心点相交 力同时施加到两个轴承上，但是方向相反 明显的力偶不平衡可以引起转子严重的不稳定，使之前后摆动 力偶不平衡特征 力偶不平衡在两轴承座上产生1X大的振动，可能一个轴承座上振动略大于另一外轴承座上的振动 明显的力偶不平衡有时可能产生大的A向振动 两侧轴承H/V方向振动相位差接近180度 如果是力偶不平衡（不是不对中)，同一轴承的H和V方向的相位差应该彼此相差90度 动不平衡 质量分布轴线与旋转轴线既不平行也不相交 动不平衡基本上是力不平衡和力偶不平衡两者的组合。它至少需要在垂直于轴中心线轴线的两个平面上才能修正平衡 动不平衡特征 1X较大的振动，但是两侧轴承座上的振动幅值略不相同。假定没有其他明显的故障的话，它们仍然在相同的幅值量级或者小于3比1的比例 与力不平衡和力偶不平衡一样，当动不平衡为主时，振动相位还是稳定的和可重复的 动不平衡特征 两侧轴承之间的H方向振动相位差可能是0-180度的任一角度，这个相位差近似等于V方向振动相位差 相位差接近0度，静不平衡占优势。接近180度，力偶不平衡占优势。 悬臂转子不平衡 被驱动转子位于两轴承的外侧(如果转子位于两个轴承之间，称这种转子为简支转子) 悬臂转子不平衡特征 悬臂转子可产生1X转速频率的轴向力，引起轴向振动，这种轴向振动等于或者大于径向振动幅值 悬臂转子往往除了产生力不平衡之外，还产生大的力偶不平衡，这两种不平衡必须都要修正之 对于单纯悬臂转子不平衡，在轴承1处的A方向振动相位将近似等于轴承2处的A方向振动相位(士30度)。这里的振动相位差取决于与其他的诸如不对中、共振等故障相比较，不平衡故障占优势的程度 通常，首先处理力不平衡分量，然后再处理剩下的相位差接近180度的力偶不平衡分量，最终修正悬臂转子的不平衡 不平衡振动特征 1X振动（但是1x并不总是不平衡)。通常，1X振动在频谱中占优势。 当故障仅限于不平衡时，1X振动幅值通常大于或等于振动总值的80％(如果除了不平衡之外还有其他故障，则可能仅为振动总值的5％到80％)。 振动幅值与质量中心离轴旋转中心线的距离成正比。当低于转子一阶临界转速运转时，振动幅值将随转速的平方成比例变化。即：转速升高3倍，将导致不平衡振动增大9倍 质量不平衡产生一个均匀的旋转力，此力的方向连续变化，但是始终作用在径向方向上，因此，轴和支承轴承趋向于以某圆周轨道运动，然而，由于轴承的垂直方向刚性比水平方向刚性强，所以通常振动响应是一定程度的椭圆轨迹，水平方向振动通常略大于垂直方向振动，一般范围在2至3倍左右。当水平方向与垂直方向振动之比大于6比1时，通常说明是其他故障，尤其是共振。 不平衡振动特征 同一轴承上H与V振动相位差约为90度（+/-30度）。如果存在1X较大的振动，但是，H与V方向振动相位差为0度或接近180度，通常这说明是其他故障源，例如偏心。 两侧轴承的H方向振动的相位差应该接近V方向振动的相位差。 径向方向(H和V)振动通常比A方向振动大许多(除了悬臂转子之外) 在径向方向呈现稳定的、可重复的振动相位。 共振有时可能受不平衡的影响较大。 不平衡对转子产生过大振动的影响可能很大。事实上，在有些刚度较低的轴承座上，不平衡的转子尽管很小的残余不平衡量，也还会出现不平衡振动，动平衡还是可明显减小松动引起的振动。但是，往往无法平衡有松动的转子。 轴线不对中 定义:相互耦合的轴的中心线不重合 不对中问题的种类 角不对中 平行不对中 轴承不对中 不对中的原因 部件的不精确装配，如电机、泵 安装后部件相对位置移动 因管道系统的压力造成的扭曲变形 由于扭矩引起的柔性支撑的扭曲变形 温度变化引起的机器变形 耦合面与轴线不垂直 基础柔性太大，拧紧螺栓时机器发生移动 不对中的危害 引入大的振动，不对中造成机器部件损坏 联轴器 轴承，密封 齿轮，皮带，皮带轮，叶片等其它机器部件 增大对能耗的要求 不对中的危害-热像图 不对中的特征 引起对自由端(或外侧)的作用 由于不对中从联轴器引入的力可能足够强大，其作用不仅是在最靠近联轴器的轴承上，同样也作用