振动数据处理分析和特征图谱

ZhangHuiMin振动数据处理分析和特征图谱ZhangHuiMin1．波特图波特图（或称幅、相频特性）是描绘基频振动的幅值A0及相位φ随转速的变化曲线。即以转速n为横坐标，分别以A0及φ0为纵坐标描绘的两条曲线，如图所示。Am)ZhangHuiMin波特图具有下列功能：1)确定转子临界转速值和临界转速下的振幅值。2)了解升速和降速过程中，除转子临界转速外，是否还有其他部件（例如基础、静子等）发生共振。3）确定共振放大因子β共振放大因子表征转子横向振动对临界转速敏感的程度。对β的计量方法有半功率带宽法和幅值比率法两种，现场一般采用幅值比率法。所谓幅值比是指共振振幅与转速无限大时的振幅之比，如图3.10所示。kAkAZhangHuiMin机组转速滞后角振幅ZhangHuiMin4)判断轴系中不平衡质量所处的轴向位置及不平衡振型阶次5)将机组起停所得波特图进行对比，可以确定运行中转子是否发生热弯曲6)前后对比1/2x、1x、2x振动分量波特图，可以提供转子横向裂纹信息和量值概念。ZhangHuiMinZhangHuiMin测量振动值绘制波特图时可以分别或同时采用轴承振动、转轴振动和转轴绝对振动，采用轴承基频振动所得波德曲线比较平滑，临界转速值及其相应的振幅和相位受外界干扰的影响很小，但是当轴承座动刚度较大或转子质量较小时，例如一般汽机高压转子，其轴承振动不能很好地反映转轴振动状态。再者转子上较小的故障信号也不能在轴承上检测到，例如转子存在横向裂纹时，1/2x、2x振动分量信号很小，因此对于某些振动故障，测取波特图时，除采用轴承振动，还应采用转轴振动或转轴绝对振动，当然采用转轴振动或转轴绝对振动，必须将转轴晃摆值扣除，否则会使波特图上叠加一个虚值，从而造成错觉。ZhangHuiMin2.极坐标图极坐标图是以各转速下基频幅值A0为向径的模，以相位φ0为向径的幅角，在极坐标平面上绘制的曲线。所以极坐标图实际上就是基频振动矢量随转速变化的向量端图如图所示。ZhangHuiMin3．轴心轨迹轴心轨迹描述的是转子在轴承中的运转情况，以同一截面上相互垂直的两个振动传感器的信号合成于一个坐标图中。ZhangHuiMin4．频谱图在振动故障的分析与预测中，频谱图是目前使用最为普遍的图形。每一种振动故障在频率上及频率与转速的关系上都有其特点，称之为振动故障的频率特征。振动频谱是振动故障诊断最重要的依据之一，它的主要功能是：1）对发生的振动进行科学和严密的分类；2）依据频谱值可以直接判明某些故障及其严重程度。应该注意的是，旋转机械的类型极多，它们的动力特性各异，轴承的类型和干扰源也各不相同，因此振动的原因也极其复杂繁多。通常一种频率特征可能对应于几种振动原因。因此，我们并不是在任何时候都能单凭频谱图即可做出唯一的判断。ZhangHuiMin5．三维频谱图三维频谱图又名级联图、瀑布图，它是以转速、时间等参量作为第三维绘制的频谱曲线集合,三维频谱图形象地展现了振动信号频谱随上述各种参量的变化规律。当以转速作为第三维时，则称为级联图。级联图可用来评价机组启停过程中振动频率特性的变化趋势。若以时间为第三维时，称之为瀑布图。它可评价定速下，振动频率特性随时间的变化趋势，能帮助对振动故障及其发生时刻的准确判断。ZhangHuiMin以转速作为第三维的启动三维频谱图ZhangHuiMin以启动时间作为第三维的三维频谱ZhangHuiMin6．趋势图趋势图一般表示振动或其它参数（如有功负荷、无功或温度等）随时间变化的函数关系。它是以时间为横坐标，以振动或其它参数为纵坐标而绘制的曲线。在振动监测、故障诊断中常作为分析判断设备状态的一种依据。ZhangHuiMin