​電機軸係統振動分析怎麽（me）做？

    最近一直（zhí）在寫關於振動分析（xī）的文章，前麵寫了一點關於（yú）振動分析的基（jī）本（běn）概念辨析。今天來點（diǎn）實用的。說說電機軸軸承（chéng）振動分（fèn）析該怎（zěn）麽做。

01

    電機（jī）軸係統通常是一個雙支撐單軸係統。單（dān）獨就電機軸係統而言，這幾乎是最（zuì）簡（jiǎn）單的一（yī）類軸係（xì）統（tǒng），也是所有軸係統振動分析（xī）的（de）基礎（chǔ）。其實際分（fèn）析操作方法也是其他複雜軸係統振動分（fèn）析的基礎。

    對電機軸係統做振動分析首先要選（xuǎn）擇合適的傳感（gǎn）器。傳感（gǎn）器有各種類型，我們對電機軸係統進行振動（dòng）分析之初（chū），需要知道應該分析的振動信號應該是位移信號、速度信號還是加速度信（xìn）號。

02

    在前（qián）麵的文章中，講述了（le）應該如何選擇的原則。但是選擇的時候根據故（gù）障診斷與分析的目的，有時候也需要增加額外（wài）的信（xìn）號。例如，對於中速電機，我們（men）主要（yào）需要分析振（zhèn）動的速度信號（hào）。但是，從軸（zhóu）承的特征頻率計算（參見相應資料（liào））可以得知軸承的頻段可能處於高頻。而在軸承失效的初期，其特征振動幅值在整體振動中所占比例很小，因此僅僅從總（zǒng）值上看到的特征並不明顯。此時如果納入加（jiā）速度信號（hào），則軸承的特征會（huì）變得十分明顯，有利於對發現早期特征。舉這個例子的目的是為了說明振動分析信號選取（qǔ）雖然有一（yī）定的原則，但是也可以根據實際分析目的進（jìn）行調整。

    同樣，確定了分析目的之後也需要對傳感器采（cǎi）樣頻率進行確定。從采樣定理我（wǒ）們知道，傳感器采樣頻率高於被采（cǎi）樣頻（pín）率的2倍的時候，被采樣的（de）頻率才可以被提取。具體到電（diàn）機上，我們可以計算分析基本目的的特（tè）征頻（pín）率，然後采用采樣頻率高於這個特征頻率2倍以上的傳感器。當然，如果采樣頻率可以（yǐ）更高對於（yú）采樣有好處，但是（shì）也會帶來一些噪聲信號之類的幹擾。

03

    布置測（cè）點。也就是在電機軸係統合適的位置安置傳感器。上一篇文章，我們講述了對於一般（bān）的旋轉軸係統振動分析測點位（wèi）置的布置選擇。條件允許（xǔ）的話，我們需要測量徑向（xiàng）平麵上相互垂直（zhí）的兩個點，同時再（zài）測量一個軸（zhóu）向位置（zhì）。對於電機而言，需要對兩端軸承進行相同的采樣位（wèi）置。在（zài）條件不允許的情（qíng）況下，可以（yǐ）保（bǎo）留一個徑向，一個軸向（xiàng）。如果還不行，那就采取徑向（xiàng）一個點。其中的關聯關係可（kě）以閱讀上一篇文章。

    事實上，選擇好傳（chuán）感器（qì），布置安裝好之後就可以進行測量和信號采集。當然測量信（xìn）號要經（jīng）過（guò）相應的軟、硬件通過數采設備傳輸上來。之後使用（yòng）數據分析方法進行時（shí）域繪製，頻（pín）域展開，瀑布圖等等的繪製。這些都是（shì）數據采集和數（shù）據分析工作內容。如（rú）果分析師想自己編寫分析程序，那麽這其中的處理手（shǒu）法以及相應（yīng）的知識就（jiù）需要掌握了（le）。Python，Matlab，R等語言的普及，使得（dé）進行這（zhè）些分析在工具上變得並不困難。但是其中的信號處理技術等是（shì）工業工程師需要掌握和學習的。

    當然更多的人是直接利於數據分析的結果進行（háng）解讀和（hé）判別。

04

    對於電機而言，主要的振動時（shí）域變化對於位移信號分析位移的峰峰值，對於速度信（xìn）號分析有效值，對於加速度信號分析峰值。在（zài）時間軸（zhóu）上這些信號的變化，是否（fǒu）達到預（yù）警限值等是最初級的（de）時域分析。

    數據分（fèn）析師可以對這些信號的時域特征做更深入的分析，看信號的各種時域（yù）特征進行診斷（大約十三個時域特（tè）征）。

    現（xiàn）場中（zhōng）更常用（yòng）的頻域分析方法是對采集（jí）來的數據進行頻（pín）域展開，觀察故障的特征。

    對於電機軸係統（tǒng）而言，主要有兩大部分：與（yǔ）軸係（xì）相關的頻率部分；與軸承相關的頻率部分。（當然連接齒輪，連接風葉等等的本文先不討論）

    不難發現，與軸係相關的頻率也就是在1、2、3、4倍頻左右。與（yǔ）軸承相關的就在軸承特（tè）征頻率附近。這就（jiù）確定了分析（xī）頻段的目標。

    至於特征比對，特種資（zī）料上林林總總介（jiè）紹了很多，也（yě）無非就是不對中、不平衡、地腳鬆動，軸承內圈、外圈、滾動體、保持架（jià）特征頻率等等。再加上一些雜項，諸如：旋轉剮蹭等。

    這些特征非常容易（yì）查找，也好記（jì）。但是現場采集來的信號往往摻雜在一（yī）起，需要一定經驗進行（háng）分離辨認。

    經過分析辨認，可以對（duì）設備狀態進行評（píng）估，對故障進行一定的判別。至此，振動分析大致的主要步驟完成。