文档介绍：典型机器故障振动特征分析（三）
典型机器故障振动特征分析（三）
共振问题
滑动轴承故障
流体引起的振动
拍振
交流感应电动机故障
当强迫振动频率与某自振频率一致时便发生共振，共振很容易导致机器过早地或者甚至灾难性地损坏。
自振频率可以是：
转子的自振频率
支承框架的自振频率
基础的自振频率
传动皮带的自振频率
强迫振动频率包括：
不平衡
不对中
松动
轴承故障
齿轮故障
皮带磨损等振源频率
共振问题
共振时，共振放大曲线和相位变化曲线
共振放大曲线和相位变化曲线
图中，垂直轴线为放大因子Q，水平轴线为频率比(f／fn)。放大因子Q实际上是与机器通过共振时振动放大多少的振动幅值之比。频率比就是强迫振动频率f与自振频率fn之比。(或者强迫振动频率与自振频率‘调谐”时)，振动幅值变得极高，它仅与系统的阻尼量有关。事实上，图下面的方程表示共振时对无限大振动幅值的唯一的限制是系统的阻尼(这里，阻尼为ζ，也称为阻尼因子)。在钢制，铝制，铸铁等制造的普通机器结构中，，它表明共振幅值在这个阻尼因子下将增大10倍，在小阻尼系统情况下，放大因子甚至可达50倍()。因此，这种振动很容易导致机器过早地或者甚至灾难性地损坏。
注意右侧图，即对于各种不同的阻尼值，相位滞后随频率比变化的曲线。当机器通过共振时，在自振频率这一点处相位变化90度，在自振频率区域内相位还将继续迅速变化。最后，完全通过共振时，相位几乎变化180度。总的相位变化和相位变化速率，是与离开自振频率的距离有关，并受阻尼值的控制，。阻尼愈小，相位变化速率愈快。
共振放大曲线和相位变化曲线
波德图- 振动幅值和相位随转速变化的曲线
波德图
波德图(Bode)：振动幅值和相位都绘在同一张图上，垂直轴线为振动幅值和相位角，水平轴线为轴转速(转，分)，机器从静止达到全转速或者停机并滑行达到停止时，振动幅值和相位角随转速变化的曲线。请看振动幅值随转速变化曲线，该机器从约6500转／分滑行停车时，通过两个共振区，第一个，当机器接近4850转/分时，；。后来，又激起约2450转／分的另一个自振频率，。最后，振动幅值再次继续减小，直到停车为止。这是普通旋转机器的典型的波德图。在这个例子中，如果该机器从O到2200转／分，或从2700到4300转／分，或从5300到6500转／分运转，则很平稳。然而，如果该机器从约2300转／分到2600转／分，或从4600到5100转/分运转，则会出现严重的共振放大。
当机器通过共振时，在自振频率处振动相位精确地变化9O度，随转速通过共振点，相位继续变化到180度。
波德图
高于和低于和处在转子共振频率时振动位移和相位滞后随转速变化而变化曲线
波德图
波德图
见波德图，它表示在三个区域(A、B和C) 中转子是如何响应的，它们表示转子重点(实际不平衡位置)相对于其高点(转子最大挠曲点)奇特的相互关系。在A区域中，刚性控制动态阻力，重点与轻点之间有点相位差。即，如果能在A区域内用百分表测量转子的位移，在轴每转一转中用百分表测量时，可以看到几乎在通过重点的瞬间位移最大。在A区域内，不平衡振动响应也随着转速的平方增大(转速升高3倍，将导致振动位移增大9倍)。
当转子转速升高，进入B区域时，阻尼使轴振动高点滞后于轴的重点一定的角度。当转子接近第一阶临界转速，发生共振的时刻，重点超前高点90度。当发生共振时，限制无限大振动响应的唯一参数就是阻尼值△。
当转子通过振动幅值放大区域，进入C区时，相位滞后继续急剧变化，最后在完全通过共振时接近180度。这时，意味着高点(转子挠曲最大点)实际上滞后于重点18O度。在C区域内，动态阻力主要由质量控制，弹簧刚度或者阻尼几乎没有施加阻力，转子系统几乎成为纯的质量响应。注意，在C区域内远离第一阶临界转速处(并远在第二阶临界转速区域之前)，即使离心力(Fc)继续随转速的平方增加，而振动位移几乎不变。其原因就是质量与加速度的乘积(mω2，ω=2πf／60)控制着c区域内的振动阻力。因此，即使离心力随转速平方增大，振动的动力阻力似乎也随转速的平方增大，抵消离心力，最终导致振动位移接近常数。
共振问题的识别
1．高度定向的振动
在正交的三个方向上，如果发生共振，通常共振方向的振动比其它正交的两个方向的振动大5到15倍。现在许多专家诊断软件系统利用这一事实查找可能的共振。这也就是为什么在定期的