振動檢測是針對旋轉(zhuǎn)設(shè)備的各種預(yù)測性維修技術(shù)中的核心部分，振動檢測具有直接、實時和故障類型覆蓋范圍廣的特點(diǎn)。其它預(yù)測性維修技術(shù)：如紅外熱像、油液分析、電氣診斷等則是振動檢測技術(shù)的有效補(bǔ)充。

一臺設(shè)計合理的機(jī)器，其固有振級也很低。但當(dāng)機(jī)器磨損、基礎(chǔ)下沉、部件變形、連接松動時，機(jī)器的動態(tài)性能開始出現(xiàn)各種細(xì)微的變化，如軸不對中、部件磨損、轉(zhuǎn)子不平衡、配合間隙增大等。所有這些因素都會在振動能量的增加上反映出來。因此，振動加劇常常是機(jī)器要出故障的一種標(biāo)志，而振動是可以從機(jī)器的外表面檢測到的。

過去，設(shè)備工程師根據(jù)經(jīng)驗靠手摸、耳聽來判斷機(jī)器是否正常或其故障是否在發(fā)展。但如今機(jī)器的轉(zhuǎn)速較高，許多起警告性的振動出現(xiàn)在高頻段，因此，只有用儀器才能檢測出來。

振動監(jiān)測方法

1、常規(guī)監(jiān)測

設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，使用筆式測振儀檢測設(shè)備旋轉(zhuǎn)部位的振動值，主要是振動速度，測量軸向、垂直方向和水平方向的振速并記錄作為參考值。

崗位巡檢人員在日常檢測發(fā)現(xiàn)測量值發(fā)生變化時，通常先檢查連接部件是否松動，能停機(jī)的設(shè)備可檢查軸對中、軸承游隙或軸承與軸和軸承座的配合間隙等，不能停機(jī)的設(shè)備則使用振動頻譜儀進(jìn)行精密檢測，分析振動頻譜，找出是否為動平衡原因或其他原因。

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，利用簡易診斷儀器可以解決設(shè)備運(yùn)行中50%的故障。由此可見，簡易診斷在設(shè)備管理與維修中具有重要作用。

2、精密監(jiān)測

精密監(jiān)測是通過振動頻譜儀檢測設(shè)備振動頻譜圖，分析各頻率對應(yīng)的振動速度分量，如某一頻率的振動速度分量超限，可對比常見振動故障識別表判斷故障點(diǎn)。

振動頻率的計算：設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)部位的工頻振動頻率(Hz)=轉(zhuǎn)速(r/min)/60，如某風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為960r/min，則其工頻振動頻率為16Hz。工頻振動頻率通常稱為轉(zhuǎn)動頻率。

振動監(jiān)測技術(shù)

常用的振動監(jiān)測方法有波形、頻譜、相位分析及解調(diào)分析法。

頻譜圖顯示振動信號中的各種頻率成分及其幅值，不同的頻率成分往往與一定的故障類別相關(guān)。波形圖是對振動信號在時域內(nèi)進(jìn)行的處理，可從波形圖上觀察振動的形態(tài)和變化，波形圖對于不平衡、松動、碰摩類故障的診斷非常重要。

雙通道相位分析通過同時采集兩個部位的振動信號，從相位差異中可以對相關(guān)故障進(jìn)行有效的鑒別。解解是提取低幅值、高頻率的沖擊信號，通過包絡(luò)分析，給出高頻沖擊信號及其諧頻，此技術(shù)在監(jiān)測滾動軸承故障信號方面較為有效。

1、不平衡

轉(zhuǎn)子小平衡是由于轉(zhuǎn)子部件質(zhì)量偏心或轉(zhuǎn)子部件出現(xiàn)缺損造成的故障，它是旋轉(zhuǎn)機(jī)械Z常見的故障。結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，制造和安裝誤差，材質(zhì)不均勻造成的質(zhì)量偏心，以及轉(zhuǎn)子運(yùn)行過程中由于腐蝕、結(jié)垢、交變應(yīng)力作用等造成的零部件局部損壞、脫落等，都會使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中受到旋轉(zhuǎn)離心力的作用，發(fā)生異常振動。

轉(zhuǎn)子不平衡的主要振動特征：

(1)振動方向以徑向為主，懸臂式轉(zhuǎn)子不平衡可能會表現(xiàn)出軸向振動;

(2)波形為典型的正弦波;

(3)振動頻率為工頻，水平與垂直方向振動的相位差接近90°。

2、不對中

轉(zhuǎn)子小對小包括軸系不對中和軸承不對中兩種情況。軸系不對中是指轉(zhuǎn)子聯(lián)接后各轉(zhuǎn)子的軸線不在同一條直線上。軸承不對中是指軸頸在軸承中偏斜，軸頸與軸承孔軸線相互不平行。通常所講不對中多指軸系不對中。

不對中的振動特征：

(1)Z大振動往往存在不對中聯(lián)軸器兩側(cè)的軸承上，振動值隨負(fù)荷的增大而增高;

(2)平行不對中主要引起徑向振動，振動頻率為2倍工頻，同時也存在工頻和多倍頻，但以工頻和2倍工頻為主;

(3)平行不對中在聯(lián)軸節(jié)兩端徑向振動的相位差接近180°;

(4)角度不對中時，軸向振動較大，振動頻率為工頻，聯(lián)軸器兩端軸向振動相位差接近180°。

3、松動

機(jī)械存在松動時，極小的不平衡或不對中都會導(dǎo)致很大的振動。通常有三種類型的機(jī)械松動：

種類型的松動是指機(jī)器的底座、臺板和基礎(chǔ)存在結(jié)構(gòu)松動，或水泥灌漿不實以及結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)的變形，此類松動表現(xiàn)出的振動頻譜主要為1X。

第二種類型的松動主要?由于機(jī)器底座固定螺栓的松動或軸承座出現(xiàn)裂紋引起，其振動頻譜除1X外，還存在相當(dāng)大的2X分量，有時還激發(fā)出1/2X和3X振動分量。

第三?類型的松動是由下部件間不合適的配合引起的，產(chǎn)生許多振動諧波分量，如1X、2X、……，nX，有時也會產(chǎn)生I/2X、1/3X、……等分?jǐn)?shù)諧波分量。這時的松動通常是軸承蓋里軸瓦的松動、過大的軸承間隙、或者轉(zhuǎn)軸上零部件存在松動。

4、流體擾動

高速離心泵中的流體，從葉輪的流道中流出，進(jìn)入擴(kuò)壓器或蝸殼時，如果流體的流動方向與葉片角度不一致，流道中就產(chǎn)生很大的邊界層分離、混流和逆向流動，流體對擴(kuò)壓器葉片和蝸殼隔舌的沖擊，將使流體在管道中引起很大的壓力脈動和不穩(wěn)定流動。

這種壓力波又可能反射到葉輪上，激發(fā)轉(zhuǎn)子振動，振動頻率為葉輪葉片數(shù)乘以轉(zhuǎn)速(稱葉片過流頻率)或其倍數(shù)。在工藝流量與泵額定流量偏差較大或葉輪出口和蝸殼對正不良時，過流頻率振動明顯，稱流體擾動。一般把葉輪外緣和開始卷曲處的距離拉大，能夠緩和壓力脈動并減小振幅。

5、動靜碰摩

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，由于軸彎曲、轉(zhuǎn)子不對中等引起軸心嚴(yán)重變形，或非旋轉(zhuǎn)件彎曲變形，都可能引起轉(zhuǎn)子與固定件的碰摩而引起異常振動。動靜碰摩的振動特征：頻潛圖上以工頻分量為主，存在少量低頻或倍頻，碰摩嚴(yán)重時，低頻和倍頻分量都有較明顯的反映。波形圖上可出現(xiàn)單邊削頂現(xiàn)象或在接近Z大振幅處出現(xiàn)齒形。

6、滾動軸承故障

按有關(guān)振動分析理論，出現(xiàn)滾動軸承損傷或磨損時，高頻解調(diào)值一般會增大，并且往往可見軸承外圈、內(nèi)圈等部件的故障特征頻率。當(dāng)軸承磨損到后期時，軸承故障特征頻率可能消失，但振動值通常會加大，振動頻譜圖變成一系列譜線。

風(fēng)電機(jī)組振動監(jiān)測

一、振動監(jiān)測的作用

隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的增加和在線監(jiān)測技術(shù)的日益完善，在線監(jiān)測技術(shù)對提高風(fēng)機(jī)設(shè)備的可利用率、有計劃地進(jìn)行設(shè)備維護(hù)、提高風(fēng)能利用率等起到重要的作用。使用在線監(jiān)測系統(tǒng)以后，能增加風(fēng)電場的正常運(yùn)行時間、優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行工況、降低風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的維修費(fèi)用、提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全性。具體表現(xiàn)如下：

(1)減少非計劃性軸承和齒輪的維修工作，可進(jìn)行基于狀態(tài)監(jiān)測的維修;

(2)為制定維修計劃提供依據(jù)，可在無風(fēng)或枯風(fēng)期安排維修;

(3)減少現(xiàn)場日常巡視次數(shù);

(4)降低生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)損失;

(5)減少故障部件的二次損傷;

(6)延長機(jī)組使用壽命;

(7)減少備件數(shù)，降低損耗率。

二、振動監(jiān)測分析

1、主軸承

主軸承加速度包絡(luò)頻譜顯示運(yùn)行時主軸承沖擊能量平緩，未發(fā)現(xiàn)有故障頻率，軸承情況良好，但在包絡(luò)時域波形中有很弱的雜亂的沖擊信號，應(yīng)為潤滑油中的雜質(zhì)所產(chǎn)生，暫不影響設(shè)備的運(yùn)行，應(yīng)注意潤滑維護(hù)。

2、齒輪箱

分析振動速度頻譜，發(fā)現(xiàn)有輕微不對中征兆，徑向與軸向均存在較低1倍與2倍峰值，但通過對發(fā)電機(jī)振動的分析，認(rèn)為高速軸不對中征兆是由發(fā)電機(jī)振動引起，需要進(jìn)行后續(xù)跟蹤確認(rèn)。不對中對軸承狀態(tài)影響較大，建議跟蹤查看軸承的振動值趨勢。

3、發(fā)電機(jī)

(1)驅(qū)動端振動

從驅(qū)動端的振動頻譜來看，1～6倍發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)頻處均存在峰值，且峰值相對較高，符合機(jī)械松動的征兆，表明發(fā)電機(jī)驅(qū)動端軸承處存在一定的磨損，為軸磨損或者軸承座磨損。整體振動值處于黃色預(yù)警期，可繼續(xù)運(yùn)行，但要經(jīng)常跟蹤振動變化趨勢，需要定期潤滑維護(hù)。

(2)非驅(qū)動端振動

從非驅(qū)動端的振動頻譜來看，存在與驅(qū)動端相同的征兆，1～6倍發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)頻處均存在峰值，符合機(jī)械松動的征兆，表明發(fā)電機(jī)驅(qū)動端軸承處存在一定的磨損，為軸磨損或者軸承座磨損。

在對風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障