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内容涵盖振动诊断技术、振动案例知识，定期发布相关培训信息。部分文章转自网络供读者学习参考，若有异议及时告知，予以删除。需要现场振动诊断，现场转子平衡，仪器购置者可留言或电话联系。 振动故障诊断——波形分析 首先，为什么要进行频谱分析？时间信号是幅值与时间的关系图，该信号包含所有频率、谐波和次谐波以及这些频率的相位关系，还存在脉冲、幅度调制、频率调制、削波等。但在振动信号从时域转换到频域时会丢失一些有价值的信息。例如，相位、脉冲的真实振幅、脉冲的性质、带宽和各种形式的调制等，其在频谱中不容易识别，这也是为什么对于一些不同的问题而呈现相同或相似的频谱的原因。 波形分析具有简捷直观的特点，对于成分比较简单的振动信号，或者信号中的削波、 脉冲、调幅、调频等情况较为有效，但大多数情况下，时间波形是比较复杂，推算频率非常困难，所以一般可与频谱分析同时使用。 1、关于波形中谐波数量。对于单个频率的谐波而言，在一个周期内，正向峰值的数量说明了真实谐波的数量。由于一些其他原因在频谱中也可产生非真实谐波，这时查看时间信号中的峰值数量以确定真正的谐波含量，以识别信号的真伪。如下图，存在基波与2次谐波时波形在一个周期中会有2个正向峰值。
2、波形中基频与谐波的相位关系。同相信号，振幅增加；异相信号，振幅减小。对于振幅相等的同相信号振幅将翻倍；而对于振幅相等的异相信号振幅为零。下图为1X与2X同相同幅的时域波形。
下图为下图为1X与2X反相同幅的时域波形。
从以上3幅图中可以看出当1X与2X反相时，负侧振幅最高，出当1X与2X同相时，正侧振幅最高，对于1X与其他谐波的相位关系亦是如此，这样我们在波形中就很容易辨别谐波与基波是否为同相或反相。这在故障诊断中非常重要，以上图形虽然波形完全不同，但其频谱形态却是一样的，说明谐波的相位关系可以显著地改变时间信号却不影响频谱，这恰恰说明了不同故障而呈现相同或相似的频谱的原因。刚性联轴器不对中时，其基波与谐波的相位关系一定为同相（高于第一临界时除外），而挠性联轴器则不然，其相位关系与联轴器结构类型、尺寸、转速等有关，可能同相也可能反相或90度等等，再比如基波与多谐波发生变相的时候一般存在松动现象，如果与谐波同相并保持恒定的相位关系，则不可能存在松动。 下图从上到下依次为1X与2X 90度与负90度时的时域波形，结合上述同相与反相的波形形状可大概推算基波与谐波的相位关系。
3、波形幅值的对称性。观察时间波形时，幅值在中心线上下是否对称非常重要的。对称数据说明设备以其中心等幅运动。不对称数据说明设备运动受到约束限制，可能是不对中或摩擦等。
4、波形横轴的对称性。这种非对称性说明了振动的非同步振动性，比如轴承内滚道上缺陷产生的波形属于非同步，当缺陷进出轴承负载区时，产生了冲击幅值变化，且当冲击的信号进行 FFT 处理时，振动的真实幅值一般会大幅减少，在时域波形中可有效观察故障的严重程度。
5、拍振或调制。当存在调制现象或拍振时，将出现类似下图类型的时域波形，现场常见问题有，电机偏心、转子断条、两台距离较近转速接近的设备、某些形成边带的问题等等，当出现这种波形时要首先考虑以上因素。
6、轴心轨迹。将来自两个垂直且共面的传感器的时域波形数据合并到一起形成轴心轨迹，其主要包含振幅、振动频率与转子速度之间的关系、转子的进动方向等信息，轴心软迹形状还可以确定载荷的相关信息，较大的径向载荷会使转子的偏心率升高。摩擦、对中等故障在轴心轨迹途中亦有明显体现。 以上几点时域波形特征是现场应用最广泛的，当然其包含的信息还有很多，频率的计算、非精确倍频的波形特征、削波、方波等等。不可否认的是时域波形有较强的局限性，其所包含的一些信息是对频谱分析的补充，频谱分析依然是振动分析最强大的工具，但如果频谱结合波形进行分析会避免很多情况下的误诊。 |
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