振動(dòng)檢測是針對(duì)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(dòng)檢測具有直接、實(shí)時(shí)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(dòng)檢測技術(shù)的有效補(bǔ)充。

一臺(tái)設(shè)計(jì)合理的機(jī)器，其固有振級(jí)也很低。但當(dāng)機(jī)器磨損、基礎(chǔ)下沉、部件變形、連接松動(dòng)時(shí)，機(jī)器的動(dòng)態(tài)性能開始出現(xiàn)各種細(xì)微的變化，如軸不對(duì)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(huì)在振動(dòng)能量的增加上反映出來。因此，振動(dòng)加劇常常是機(jī)器要出故障的一種標(biāo)志，而振動(dòng)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(yàn)靠手摸、耳聽來判斷機(jī)器是否正?；蚱涔收鲜欠裨诎l(fā)展。但如今機(jī)器的轉(zhuǎn)速較高，許多起警告性的振動(dòng)出現(xiàn)在高頻段，因此，只有用儀器才能檢測出來。

振動(dòng)監(jiān)測方法

1、常規(guī)監(jiān)測

設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使用筆式測振儀檢測設(shè)備旋轉(zhuǎn)部位的振動(dòng)值，主要是振動(dòng)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(shí)，通常先檢查連接部件是否松動(dòng)，能停機(jī)的設(shè)備可檢查軸對(duì)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(dòng)頻譜儀進(jìn)行精密檢測，分析振動(dòng)頻譜，找出是否為動(dòng)平衡原因或其他原因。

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，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(dòng)頻譜儀檢測設(shè)備振動(dòng)頻譜圖，分析各頻率對(duì)應(yīng)的振動(dòng)速度分量，如某一頻率的振動(dòng)速度分量超限，可對(duì)比常見振動(dòng)故障識(shí)別表判斷故障點(diǎn)。

振動(dòng)頻率的計(jì)算：設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)部位的工頻振動(dòng)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(dòng)頻率為16Hz。工頻振動(dòng)頻率通常稱為轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。

振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)

常用的振動(dòng)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(dòng)信號(hào)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(duì)振動(dòng)信號(hào)在時(shí)域內(nèi)進(jìn)行的處理，可從波形圖上觀察振動(dòng)的形態(tài)和變化，波形圖對(duì)于不平衡、松動(dòng)、碰摩類故障的診斷非常重要。

雙通道相位分析通過同時(shí)采集兩個(gè)部位的振動(dòng)信號(hào)，從相位差異中可以對(duì)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(hào)，通過包絡(luò)分析，給出高頻沖擊信號(hào)及其諧頻，此技術(shù)在監(jiān)測滾動(dòng)軸承故障信號(hào)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(jì)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(huì)使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到旋轉(zhuǎn)離心力的作用，發(fā)生異常振動(dòng)。

轉(zhuǎn)子不平衡的主要振動(dòng)特征：

(1)振動(dòng)方向以徑向?yàn)橹鳎瑧冶凼睫D(zhuǎn)子不平衡可能會(huì)表現(xiàn)出軸向振動(dòng);

(2)波形為典型的正弦波;

(3)振動(dòng)頻率為工頻，水平與垂直方向振動(dòng)的相位差接近90°。

2、不對(duì)中

轉(zhuǎn)子小對(duì)小包括軸系不對(duì)中和軸承不對(duì)中兩種情況。軸系不對(duì)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(duì)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(duì)中多指軸系不對(duì)中。

不對(duì)中的振動(dòng)特征：

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

(2)平行不對(duì)中主要引起徑向振動(dòng)，振動(dòng)頻率為2倍工頻，同時(shí)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(duì)中在聯(lián)軸節(jié)兩端徑向振動(dòng)的相位差接近180°;

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

3、松動(dòng)

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

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

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

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

4、流體擾動(dòng)

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(shí)，如果流體的流動(dòng)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(dòng)，流體對(duì)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(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)。

這種壓力波又可能反射到葉輪上，激發(fā)轉(zhuǎn)子振動(dòng)，振動(dòng)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(duì)正不良時(shí)，過流頻率振動(dòng)明顯，稱流體擾動(dòng)。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(dòng)并減小振幅。

5、動(dòng)靜碰摩

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，由于軸彎曲、轉(zhuǎn)子不對(duì)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(dòng)。動(dòng)靜碰摩的振動(dòng)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(shí)，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(dòng)軸承故障

按有關(guān)振動(dòng)分析理論，出現(xiàn)滾動(dòng)軸承損傷或磨損時(shí)，高頻解調(diào)值一般會(huì)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(shí)，軸承故障特征頻率可能消失，但振動(dòng)值通常會(huì)加大，振動(dòng)頻譜圖變成一系列譜線。

風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測

一、振動(dòng)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(duì)提高風(fēng)機(jī)設(shè)備的可利用率、有計(jì)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(shí)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(jì)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(jì)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(dòng)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(shí)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(shí)域波形中有很弱的雜亂的沖擊信號(hào)，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(dòng)速度頻譜，發(fā)現(xiàn)有輕微不對(duì)中征兆，徑向與軸向均存在較低1倍與2倍峰值，但通過對(duì)發(fā)電機(jī)振動(dòng)的分析，認(rèn)為高速軸不對(duì)中征兆是由發(fā)電機(jī)振動(dòng)引起，需要進(jìn)行后續(xù)跟蹤確認(rèn)。不對(duì)中對(duì)軸承狀態(tài)影響較大，建議跟蹤查看軸承的振動(dòng)值趨勢。

3、發(fā)電機(jī)

(1)驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)

從驅(qū)動(dòng)端的振動(dòng)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(duì)較高，符合機(jī)械松動(dòng)的征兆，表明發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)變化趨勢，需要定期潤滑維護(hù)。

(2)非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)

從非驅(qū)動(dòng)端的振動(dòng)頻譜來看，存在與驅(qū)動(dòng)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(dòng)的征兆，表明發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承處存在一定的磨損，為軸磨損或者軸承座磨損。

在對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障