電機軸承系統振動(dòng)分析該怎么做？

在振動(dòng)分析領(lǐng)域，電機軸承的振動(dòng)分析是一個(gè)繞不開(kāi)的長(cháng)久話(huà)題。

電機軸系統通常是一個(gè)雙支撐單軸系統。單獨就電機軸系統而言，這幾乎是較簡(jiǎn)單的一類(lèi)軸系統，也是所有軸系統振動(dòng)分析的基礎。實(shí)際分析操作方法也是其他復雜軸系統振動(dòng)分析的基礎。

1、選擇合適的傳感器

傳感器的類(lèi)型很多，在對電機軸系統進(jìn)行振動(dòng)分析前，需要判斷振動(dòng)信號是位移信號、速度信號還是加速度信號。

根據故障診斷域分析的目的，有時(shí)也需增加額外的傳感器信號。例如，對于中速電機，主要分析振動(dòng)的速度信號。但從軸承的特征頻率計算可以得知，軸承的頻段可能處于高頻。在軸承失效初期，特征振動(dòng)幅值在整體振動(dòng)中占比很小，因此僅僅從總值上看到的特征并不明顯。

此時(shí)如果納入加速度信號，軸承的特征就會(huì )變得十分明顯，有利于發(fā)現早期特征。此例是為了說(shuō)明振動(dòng)分析信號選取雖然有一定的原則，但也可根據分析目的進(jìn)行調整。

2、布置測點(diǎn)

布置測點(diǎn)，即在電機軸系統合適的位置安置傳感器。對于一般的旋轉軸系統而言，振動(dòng)分析測點(diǎn)位置的布置選擇，條件允許的話(huà)，我們需要測量徑向平面上相互垂直的兩個(gè)點(diǎn)，同時(shí)再測量一個(gè)軸向位置。對于電機而言，需要對兩端軸承進(jìn)行相同的采樣位置。在條件不允許的情況下，可以保留一個(gè)徑向，一個(gè)軸向。如果還不行，那就采取徑向一個(gè)點(diǎn)。

3、測量、信號采集及分析

接下來(lái)，進(jìn)行測量和信號采集，以及數據分析。

測量信號通過(guò)數采設備傳輸上來(lái)，使用數據分析方法進(jìn)行時(shí)域繪制、頻域展開(kāi)、瀑布圖等等的繪制。這些都是數據采集和數據分析工作內容。如果工程師想自己編寫(xiě)分析程序，需要掌握處理手法相關(guān)領(lǐng)域知識。Python、Matlab、R等語(yǔ)言的普及，使得進(jìn)行這些分析在工具上變得并不困難。但是其中的信號處理技術(shù)等，也是工業(yè)工程師需要掌握和學(xué)習的。

目前，多數工程師習慣直接針對數據分析的結果進(jìn)行解讀和判別。

對于電機而言，主要的振動(dòng)時(shí)域變化，考慮位移信號分析位移的峰值、速度信號分析有效值、加速度信號分析峰值，等這些信號在時(shí)間軸上的變化，是否達到預警限值等是最初級的時(shí)域分析。

數據分析師可以對這些信號的時(shí)域特征做更深入的分析，對信號的各種時(shí)域特征進(jìn)行診斷（大約十三個(gè)時(shí)域特征），可以觀(guān)察到更長(cháng)時(shí)間周期內更緩慢的變化趨勢，以及多因素影響下的關(guān)聯(lián)特征?，F場(chǎng)中，工程師更常用的頻域分析方法是對采集來(lái)的數據進(jìn)行頻域展開(kāi)，觀(guān)察故障的特征。

對于電機軸系統而言，主要有兩大部分：與軸系相關(guān)的頻率部分；與軸承相關(guān)的頻率部分。（連接齒輪、連接風(fēng)葉等 本文暫不討論）不難發(fā)現，與軸系相關(guān)的頻率一般是在1、2、3、4倍頻左右。與軸承相關(guān)的就在軸承特征頻率附近。這就確定了分析頻段的目標。

至于特征比對，無(wú)非就是不對中、不平衡、地腳松動(dòng)，軸承內圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架特征頻率等等。再加上一些雜項，例如旋轉剮蹭等。

這些特征非常容易查找，也好記。但現場(chǎng)采集來(lái)的信號往往摻雜在一起，需要一定經(jīng)驗進(jìn)行分離辨認。經(jīng)過(guò)分析辨認，可以對設備狀態(tài)進(jìn)行評估，對故障進(jìn)行一定的判別。至此，振動(dòng)分析大致的主要步驟完成。