同樣頻譜形態對應的不同故障識別？

簡易診斷看起來容易，但用起來並不那麼簡單，例如不平衡有三種，不對中也有三種，僅從譜形上看，往往都是一樣的，但是測點應設在何處，以及如何從振動的穩定性來區別不同的故障，那就需要認真地進行研究了。為了進一步說明，展示四張有解釋的振動診斷圖表，介紹如下。

一、質量不平衡的三種情況

從圖 1所示的三種不平衡狀態，可以看到表現在典型頻譜上，幾乎都出現了相同的一倍頻分量，因此僅靠頻譜分析是難以識別的，一般還需輔以相位關係，進行故障原因分析。

1、 單向力不平衡的特徵

（1）在同一軸上的兩軸承處所測到的數值是同相位並呈穩定狀態。

（2）其幅值隨速度的平方而增加。

2、力偶不平衡的特徵

（1）在同一軸上的兩軸承處所測到的數值呈180度的相位差。

（2）其幅值隨所增速度的平方而增大。

（3）和徑向一樣會產生較高的軸向振動。

3、 懸臂式轉子不平衡的特徵

（1）該懸臂式轉子在軸向與徑向都會產生較高的1倍分量

（2）兩測點的軸向讀數趨向於同相位，而徑向的相位讀數則可能是不穩定的。

從以上三種類型看，儘管譜形一樣，但是從兩個測點的相位關係、有無軸向振動、以及徑向讀數的穩定性等，可以區分出不同型別的故障來。

二、不對中的三種情況

從圖 2 所示三種不對中狀態，可以看到在典型頻譜上，幾乎都出現了相同的 1倍頻、1 倍頻的軸（徑）向分量以及小量值的徑向或軸向分量，僅靠譜形分析是難以區分其故障類別的。

1、 角度不對中的振動特徵

（1）在聯軸器上的相位差180度處，有較高的軸向振動。

（2）在 1X、2X處，將有高量值的軸向振動。

以上不對中的典型頻譜得自軸向測量。

2、平行不對中的振動特徵

（1）平行不對中有與角度不對中相似的徵狀，但其振動值為在聯軸器上，近 180度的相位差處有高量值的徑向振動。

（2）根據聯軸器的型號與結構不同，其 2倍頻的振動通常大於1倍頻。

（3）在不對中嚴重時，會產生4X-8X 的高階諧頻。

以上不對中的典型頻譜得自徑向測量。

3、軸承安裝得不正的不對中的特徵

（1）軸承安裝得不正將產生軸向振動，並會造成從頂部到底部和。或從左邊到右邊有 180度的相位偏移的扭轉運動。

（2）企圖對聯軸器進行對中或作動平衡均不可能減少振動，必須拆換該軸承以及進行正確的安裝。

以上不對中的典型頻譜得自軸向測量。

從以上三種類型看，儘管譜形一樣，但從它是得自軸向還是徑向測量，以及從聯軸器兩側的相位差和扭轉運動的相位偏移，可以區分出不同型別的故障來。

三、偏心轉子及彎軸的兩種不同情況

1、偏心轉子所造成的振動的特徵（參見圖 3）

（1）當迴轉中心偏離軸套、齒輪、軸承、電機等的幾何中心時，就產生偏心。

（2）當兩個轉子的偏重處於軸線的同一方位時，就會產生1倍頻 的最大振動。

（3）在水平及垂直相位上的讀數通常會相差 0度或180度。

（4）對偏心轉子作動平衡，會使振動造成一個方向上減小，而在另一個方向上增大。

2、 彎軸所造成的振動特徵（參見圖 3）

（2）彎軸會造成高量值的軸向振動，相位差趨向180度。

（3）當彎曲部位靠近軸中部時，通常會有1X 的主導頻率分量，但當靠近聯軸器時，則會有2X 的主導頻率分量。

以上兩種不同的情況，儘管從典型頻譜圖可以看到，徑向與軸向測量會出現幾乎相同的譜形，但是從相位差的不同，振動量值的大小以及 1X 及2X 的頻率分量，是可以識別出兩種不同故障的。

四、系統共振以及機械鬆動的情況

1、 系統共振所造成的幅值增大及相位變化的振動特徵（參見圖 4）

（1）當強制頻率與系統的自然頻率相吻合時，就會產生共振，並能造成驚人的幅值增大。

（3）由於它們經歷的相拉轉移很大（在共振區時為90度，透過

該區後將近190度），幾乎不可能進行平衡。

2、 機械零部件的鬆動所產生的 2X分量以及高次諧頻的振動特徵（參見圖 4）

（1）圖 4A 所示外部鬆動起因於固定螺栓的鬆動，或者是機座或軸承架的裂紋。

（2）圖4b 所示內部鬆動通常產生於零部件間不恰當的配合，由於鬆動零件的非線性響應，這將造成眾多的諧振，以及會對時域波形進行截斷。

（3）圖 4b的譜形經常產生於軸瓦的鬆動、軸套或滾動軸承的過大間隙，以及葉輪在軸上的鬆動。

從圖 4中 a 與 b的譜形對比看，儘管兩者都會具有較大的2X 分量，但是由於內部鬆動，b 譜形會產生較多的高頻分量，而a 譜形則無。

進行裝置簡易診斷，雖然可以使用具有一般功能的行動式振動測試儀器，從簡單的時域幅值變化，進行有關裝置的診斷，並且隨同診斷儀器發展的功能多樣化、裝置小型化、操作智慧化等，一些時域波形和頻域譜形也多裝備上來，儘管簡易診斷是不需要使用高階診斷演算法程式，但對於諸如本文所述的一些簡單

典型頻譜的識別，還是要結合實際，進行分析，才能夠正確地找出裝置的故障原因。