振动讲义故障实例分析

汽轮发电机组振动故障诊断及案例汽轮发电机组是一种常见的发电设备，其振动故障的诊断对于设备的正常运行至关重要。

本文将介绍汽轮发电机组的振动故障诊断方法，并列举相关的案例分析，以提供参考和借鉴。

1. 振动故障的定义振动是指物体在运动过程中产生的周期性的机械波动，而振动故障则是指汽轮发电机组在运行过程中产生的异常振动现象。

振动故障可能导致设备的损坏、性能下降甚至停机，因此需要及时诊断和处理。

2. 振动故障的诊断方法振动故障的诊断可以采用多种方法，常见的包括：(1) 振动信号的采集与分析：通过在汽轮发电机组上安装振动传感器，采集振动信号，并通过信号分析软件对振动信号进行频谱分析、波形分析等，以判断故障类型和严重程度。

(2) 振动信号的比较与参照：将汽轮发电机组的振动信号与正常工况下的参考振动信号进行比较，通过比对差异来诊断故障。

(3) 振动特征参数的提取与分析：通过对振动信号进行特征参数提取，如振动幅值、频率、相位等，进一步分析故障类型和原因。

(4) 振动信号与其他信号的关联分析：将振动信号与其他信号，如温度、压力等进行关联分析，找出振动故障的可能原因。

3. 振动故障的案例分析3.1 轴承故障案例描述：汽轮发电机组在运行中出现明显的振动，经过诊断发现是轴承故障导致的。

通过更换轴承，振动问题得到解决。

3.2 不平衡故障案例描述：汽轮发电机组在运行中出现严重的振动，经过诊断发现是转子不平衡导致的。

通过进行动平衡处理，振动问题得到解决。

3.3 轴间不对中故障案例描述：汽轮发电机组在运行中出现振动，经过诊断发现是轴间不对中导致的。

通过调整轴间对中，振动问题得到解决。

3.4 齿轮故障案例描述：汽轮发电机组在运行中出现振动，经过诊断发现是齿轮故障导致的。

通过更换齿轮，振动问题得到解决。

3.5 基础刚度不足故障案例描述：汽轮发电机组在运行中出现振动，经过诊断发现是基础刚度不足导致的。

通过增加基础刚度，振动问题得到解决。

设备故障的振动识别方法及其实例分析引言在工业生产和设备运行过程中，设备故障是不可避免的问题。

而振动识别方法是一种常用的故障诊断手段，通过监测设备振动信号来判断设备的健康状态。

本文将介绍振动识别方法的基本原理，并通过实例分析来说明其在故障诊断中的应用。

振动识别方法的基本原理振动信号是指设备在运行过程中由于不平衡、机械间隙、磨损等原因产生的机械振动信号。

振动识别方法通过对振动信号进行采集、处理和分析，来判断设备的工作状态和存在的故障。

振动信号的采集振动信号的采集可以通过加速度传感器或振动传感器来实现。

这些传感器会将振动信号转化为电信号，并传送给振动分析设备进行后续处理。

振动信号的处理振动信号的处理包括滤波、特征提取和特征选择等步骤。

滤波主要是通过去除噪声和干扰信号，提取出设备故障产生的特征信号。

特征提取是指通过数学方法将振动信号转化为一组特征参数，用于描述设备的振动特性。

常用的特征参数有时间域特征（如均值、方差、峰值等）、频域特征（如功率谱密度、频率谱等）和小波变换特征等。

特征选择是指从提取的特征参数中选择出与设备故障相关性较高的特征进行分析。

常用的特征选择方法有相关性分析、方差分析和主成分分析等。

振动信号的分析振动信号的分析可以通过传统的统计分析方法和机器学习方法来实现。

传统的统计分析方法包括峰值分析、频谱分析、相关性分析等。

这些方法通过对特征参数的分析，来判断设备是否存在故障。

机器学习方法则是通过建立模型来实现振动信号的分类和识别。

常用的机器学习方法有支持向量机（SVM）、决策树、神经网络等。

这些方法可以通过训练样本集来学习设备的正常工作状态和不同故障状态的振动特征，从而实现振动信号的自动分类和识别。

振动识别方法的实例分析以下是一个通过振动识别方法进行设备故障诊断的实例分析。

假设有一台电机，在运行过程中产生了明显的振动。

我们通过加速度传感器采集了电机的振动信号，并对振动信号进行了滤波和特征提取。

汽轮发电机组振动故障诊断及案例汽轮发电机组是一种常见的发电设备，其工作过程中可能出现振动故障。

振动故障会对设备的正常运行产生严重影响，因此进行振动故障的诊断和处理具有重要意义。

下面将列举一些关于汽轮发电机组振动故障诊断的案例。

1. 振动频率突然增大：在汽轮发电机组运行过程中，突然出现振动频率增大的情况。

经过检查发现，发电机组的轴承出现损坏，导致轴承摩擦不均匀，进而引起振动频率的增大。

解决方法是更换轴承并进行润滑。

2. 振动频率突然减小：在汽轮发电机组工作中，振动频率突然减小。

经过检查发现，发电机组的风扇叶片出现松动，导致不稳定振动。

解决方法是重新固定风扇叶片。

3. 振动幅值异常增大：在汽轮发电机组运行过程中，振动幅值突然增大。

经过检查发现，发电机组的基础螺栓松动，导致机组整体不稳定，振动幅值增大。

解决方法是重新紧固基础螺栓。

4. 振动频率出现谐振：在汽轮发电机组运行中，出现振动频率与机组自身固有频率相同的谐振现象。

经过检查发现，机组的结构刚度不足，导致谐振频率与机组自身频率相同。

解决方法是增加机组的结构刚度。

5. 振动频率与转速相关：在汽轮发电机组运行中，振动频率与转速呈线性关系，振动频率随转速增加而增加。

经过检查发现，机组的动平衡出现问题，导致振动频率与转速相关。

解决方法是进行机组的动平衡调整。

6. 振动频率与电流相关：在汽轮发电机组运行中，振动频率与电流呈线性关系，振动频率随电流增大而增大。

经过检查发现，机组的电机绝缘出现问题，导致电流异常，并引起振动频率的变化。

解决方法是更换电机绝缘材料。

7. 振动频率与负载相关：在汽轮发电机组运行中，振动频率与负载呈线性关系，振动频率随负载增加而增加。

经过检查发现，机组的轴向间隙不合适，导致振动频率与负载相关。

解决方法是调整轴向间隙。

8. 振动频率与温度相关：在汽轮发电机组运行中，振动频率与温度呈线性关系，振动频率随温度升高而增加。

经过检查发现，机组的冷却系统出现故障，导致温度升高并引起振动频率的变化。

齿轮故障的振动诊断及案例分析摘要：齿轮故障通常具有相似的现象，即振动和噪声明显增加，但产生齿轮故障的原因却很难从表象作出判断。

本文从振动分析的角度阐述齿轮振动的时域与频域特征，并结合实测案例进行分析。

关键词：齿轮故障；振动特征；时域；频域；案例分析齿轮传动的常见故障有齿断裂，齿磨损，齿面疲劳（点蚀、剥落）和齿轮安装不当。

由结构和工作时受力条件决定，齿轮传动的振动信号较为复杂，故障诊断需同时进行时域与频域分析。

齿轮工作过程中的故障信号频率基本表现为两部分，一为啮合频率及其谐波（高频部分）构成的载波信号；二为低频成分的幅值和相位变化所构成的调制信号。

1.啮合频率及其谐波当轮齿进人或脱离啮合时，载荷和刚度均突然增大或减小，形成啮合冲击。

齿轮啮合频率为fm=f1•Zl=f2•Z2，当齿轮出现故障时，将引起啮合频率及其各次谐波幅值的变化。

2.幅值调制和频率调制所构成的边频带(1）幅值调制。

幅值调制相当于两个信号在时域上相乘。

假定载波信号为g(t)，调制信号为e(t)，则调制后的时域总信号为X (t) =g (t) • e (t)将上式转换到频域上，则为X(f)＝G(f) •E (f).通常幅度调制的调制频率为旋转频率。

(2）频率调制。

齿轮的转速波动，若载波信号为A sin (2пfmt+φ0），调制信号为βsin2пfmt，频率调制可表示为x (t) =A sin[2пfmt +βsin (2пf1t )＋φ0]。

频率调制不仅产生围绕啮合频率fm的一族边频带，而且在相位信号中产生一个正弦波。

通常频率调制的频率为分度不均匀齿轮的转频。

实际上，齿轮故障中调幅与调频现象可能同时存在，因而在频谱上得到调幅与调频综合影响下形成的边频带。

3．由齿轮转频的低次谐波构成的附加脉冲齿轮的低频故障（不平衡、不对中等）也会对齿轮振动时域波形产生影响，但不会在齿轮频率两侧产生边频带。

4．由齿轮加工误差形成的隐含成分。

该成分的振动通常由加工机床分度齿轮误差造成，它对齿轮的整体运行影响很小。

汽轮发电机组振动故障诊断及案例汽轮发电机组是一种常见的发电设备，但在运行过程中可能会出现振动故障，影响发电机组的稳定运行。

振动故障诊断是保证汽轮发电机组正常运行的重要环节，下面将列举一些常见的振动故障及其诊断案例。

1. 振动源失衡故障：振动源失衡是引起汽轮发电机组振动的常见原因之一。

失衡会导致旋转部件的质量分布不均匀，引起振动。

诊断方法可以通过在转子上安装动平衡仪，测量转子在不同位置的振动幅值，确定失衡位置。

2. 轴承故障：轴承是汽轮发电机组重要的支撑部件，若轴承出现故障会导致振动增大。

常见的轴承故障有磨损、断裂等。

诊断方法可以通过振动信号分析，观察振动频谱图，确定轴承故障类型。

3. 齿轮啮合故障：汽轮发电机组中的齿轮传动系统是重要的动力传递装置，若齿轮啮合不良或损坏，会引起振动。

诊断方法可以通过振动信号分析，观察齿轮啮合频率和频谱图，确定齿轮啮合故障。

4. 沉降及基础故障：汽轮发电机组的基础和支撑结构若出现沉降或损坏，会导致振动增大。

诊断方法可以通过测量基础的竖向位移，判断是否存在沉降或基础故障。

5. 振动传感器故障：振动传感器是汽轮发电机组振动监测的重要设备，若传感器本身存在故障，会导致振动信号异常。

诊断方法可以通过更换传感器或检查传感器连接线路，判断传感器是否故障。

6. 风扇故障：汽轮发电机组中的风扇若出现故障，会引起振动。

常见的故障有叶片脱落、叶片失衡等。

诊断方法可以通过观察风扇转速、振动信号等，判断风扇是否故障。

7. 调节阀故障：汽轮发电机组中的调节阀若存在故障，会导致汽轮机转速不稳定，进而引起振动。

诊断方法可以通过检查调节阀的工作状态、振动信号等，判断调节阀是否故障。

8. 润滑系统故障：汽轮发电机组的润滑系统若存在故障，会导致部件摩擦增大，引起振动。

诊断方法可以通过检查润滑系统的工作状况、油液清洁度等，判断润滑系统是否故障。

9. 高温故障：汽轮发电机组中的高温部件若存在故障，会引起振动。

汽轮发电机组振动故障诊断及案例汽轮发电机组振动故障诊断是发电机组维修与运行中一个重要的环节。

振动故障是指发电机组在运行过程中产生的振动，其原因通常与发电机组的设计、制造、安装、运行和维护等方面有关。

及时准确地诊断和解决振动故障，可以保证汽轮发电机组的正常运行和延长设备的使用寿命。

本文将从振动故障的诊断方法和案例两个方面进行介绍。

首先，振动故障的诊断方法可以分为两类：直接诊断方法和间接诊断方法。

直接诊断方法通过对振动信号进行分析，直接判断振动原因。

间接诊断方法则是通过对其他参数的分析，间接判断振动原因。

下面将详细介绍这两种方法。

直接诊断方法主要包括：1.振动信号的时域分析：通过分析振动信号在时间上的变化规律，判断振动原因。

常见的方法有波形分析、速度图谱、包络分析等。

2.振动信号的频谱分析：通过分析振动信号在频率上的分布情况，判断振动原因。

常用的方法有频谱分析、阶次分析、谐波分析等。

3.振动信号的轨迹分析：通过观察振动信号的轨迹和幅值变化规律，判断振动原因。

常用的方法有伞形图、径向轨迹图等。

间接诊断方法主要包括：1.温度分析：通过分析发电机组各个部位的温度变化情况，判断振动原因。

例如，发电机组轴承温度升高可能是由于轴承磨损引起的。

2.油液分析：通过分析发电机组油液中的金属颗粒、污染物等情况，判断振动原因。

例如，油液中的金属颗粒增多可能是由于旋转部件磨损引起的。

3.运行参数分析：通过分析发电机组运行参数的变化情况，判断振动原因。

例如，发电机组功率的变化可能与振动相关。

除了振动故障诊断的方法以外，下面将介绍一个振动故障的实际案例。

汽轮发电机组在运行中出现了较大的振动，导致设备不能正常运行。

通过振动信号的频谱分析和振动信号的时域分析，诊断结果表明问题出在发电机组的转子上。

经过检查发现，发电机组转子的动平衡失衡较大，导致了振动故障。

针对这一问题，维修人员进行了动平衡修复，并重新调整了转子的平衡度。

随后，再次进行振动测试，发现振动幅值明显下降，设备正常工作。

设备故障的振动识别方法及其实例分析(doc 71页)内部学习资料之一设备故障的振动识别方法与实例牛明忠王葆华王桂亮合著上海华阳检测仪器有限公司资料汇编2003年4月前言振动分析是设备故障诊断最重要最常用的方法。

但在设备现场的实际工作中,常常遇到的最困难的也是最关键的问题是，在使用简易诊断仪器〈如振动计〉已经发现设备存在故障的情况下，如何根据各种振动分析仪〈频谱分析仪〉提供的振动波形和频谱，诊断出设备的故障类型、部位及严重程度，以便据此采取相应的措施。

为满足从事设备管理、状态监测、故障诊断和设备维修工作的工程技术人员这方面的需要,我们编写了这本小册子。

本书紧紧围绕设备故障的识别问题，介绍了故障诊断的一般方法和步骤；为了方便查阅，按照故障类型，分别详细地列出了其波形和频谱特征及诊断要点，说明了如何区分不同故障的方法，引用的大量工程实例与方法介绍相互印证，以求具有更大的参考价值。

1.4.4随机信号 (12)2识别故障的一般方法和步骤 (14)2.1搜集和掌握有关的知识和资料 (14)2.2振动数据采集 (14)2.2.1仪器配置 (14)2.2.2参数设置 (15)2.2.3辅助测试 (16)2.3故障分析与诊断 (16)2.3.1注意发展和变化 (16)2.3.2分析振动的频率成分 (16)2.3.3分析振动的方向性和幅值稳定性 (17)2.3.4分析各频率成分的相位 (18)2.3.5边频分析 (18)2.3.6分析波形变化 (19)2.3.7分析轴心轨迹 (20)2.3.8全息谱分析 (23)2.3.9观察随转速的变化 (24)3常见故障的识别及实例 (27)3.l不平衡 (28)实例l 离心压缩机不平衡 (30)实例2 压缩机不平衡 (31)3.2不对中 (32)实例l 压缩机组对中不良 (33)实例2 电机——发电机组对中故障 (35)3.3机械松动 (36)实例l 电机不平衡及支承松动 (38)实例2 发电机组汽轮机支承松动 (39)3.4转子或轴裂纹......................................................（40 ）实验裂纹转子的振动特性及诊断....................................( 41) 实例合成气压缩机轴裂纹 (42)3.5滚动轴承 (43)实例l 压缩机轴承损伤 (45)实例2 煤气排送机故障 (47)实例3 挖土机滚动轴承损坏 (48)3.6滑动轴承 (50)实例l 离心压缩机油膜振荡 (52)实例2 二氧化碳压缩机停车事故 (54)3.7齿轮箱 (56)实例l JCF.500齿轮箱的边频分析 (58)实例2 大型水泥磨齿轮箱故障 (60)实例3 立式车床变速箱故障 (61)3.8传动皮带 (62)3.9叶轮、叶片和旋翼 (63)实例叶片断裂故障 (64)3.10电机 (65)实例冷凝液泵驱动电机故障 (68)3.11共振 (70)实例变速风机的共振故障 (70)1振动信号的波形和频谱不同的振动信号具有不同的波形和频谱。

一起典型的振动事故案例Ms.参的好友老W在某修理厂工作，因为专业相同的缘故，两人针对故障电机的话题自然多一些，Ms.参也因此而有了见识电机故障案例的特权和机会。

他们单位承接了1台H355 2P 280kW的铸铝转子电机，客户称调试过程出现明显的振动，换了轴承不起作用，但迫于供热的时间要求，制造厂家只能求助于就近的修理单位，也就是老W 所在的单位。

结合客户已采取过的措施，拆解检修时通过手动方式可就将轴抽了出来。

检测该电机转子铁芯轴孔与轴的铁芯位尺寸，两者配合是明显的间隙配合，配合最小间隙为单边0.08mm。

修理单位将该问题向制造厂做了反馈，他们就问题的发生过程进行了全面核查。

缘于挚友老W，Ms.参对问题发生的过程略有了解，加之本人对问题的分析，与各位对该案例进行分享。

1故障表象描述●轴的圆周方向有周向擦痕，但未对原加工面造成太大影响，按照制造厂提供的数据，轴加工尺寸没有太大问题，轴孔直径明显超差。

●转子轴孔尺寸偏大的同时，可以发现一端轴孔损伤严重，而且铁芯端部有明显的锅底迹象；●轴孔轴向有明显的实擦拉痕，应该是轴退出过程所致；●该转子表面全部发黑，是明显的受热后的状态；该转子槽锯齿严重。

2基于故障的分析和判断从核查情况发现，该转子轴曾经被加热和退出过，这个过程导致轴孔直径受损和变大，标准轴再次套入后，电机运行过程出现转子离心，与轴发生周期与非周期性的撞击，最终的结果是电机振动。

该问题可能发生的电机的试验阶段，也可能发生在电机的使用阶段，但对电机本身都是致命性的打击。

3来自制造厂家的分析结果该电机转子在动平衡过程无法达到平衡控制要求时，检查转子有马蹄问题，通过油闷冷压方式将轴退出，而后穿入校正工装（类似假轴）对铸铝转子铁芯进行整形，整形完成后轴与铁芯粘合比较紧无法退出，又通过冷压方式强行将轴退出，最终导致铁芯孔受到较严重的损伤、变形，而且轴孔直径也严重正超差；导致转子发黑的原因是初期要整形时将轴与转子加热所致。

转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析一、不平衡转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。

结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。

转子不平衡的主要振动特征：1、振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动；2、波形为典型的正弦波；3、振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90度。

案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2 mm／s，垂直11.8mm ／s，轴向12.0 mm／s。

各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。

再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。

诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。

解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4 mm／s。

二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。

轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。

轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。

通常所讲不对中多指轴系不对中。

不对中的振动特征：1、最大振动往往在不对中联轴器两侧的轴承上，振动值随负荷的增大而增高；2、平行不对中主要引起径向振动，振动频率为2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主；3、平行不对中在联轴节两端径向振动的相位差接近180度；4、角度不对中时，轴向振动较大，振动频率为工频，联轴器两端轴向振动相位差接近180度。

案例：某卧式高速泵振动达16.0 mm／s，由振动频谱图(图3)可以看出，50 Hz （电机工频）及其2倍频幅值显著，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。