了解振動分析中的軸軌跡圖
A 軸軌跡 是一種圖表，顯示旋轉軸的幾何中心在一次或多次旋轉期間所繪製的路徑。它是軸在其 軸承游隙內的運動的二维視圖，就像你直視軸的末端一樣。這種強大的診斷方法是通過安裝一對非接觸式 接近感測器 相隔 90 度——通常為 X-Y 配置——並將它們的同時位移信號相互繪製，而不是對時間繪製。
1. 為什麼軌跡圖如此有用
標準的 時域波形 或 FFT 頻譜 顯示 振動 在單一方向上。軌跡圖結合了兩個垂直方向，以提供軸動態運動的完整圖景，讓分析師能夠視覺化運動的實際形狀和方向，而不是推斷它。那個額外的維度為診斷各種故障提供了無價的線索，這就是為什麼軌跡圖是 轉子動力學 分析的基石——特別是對於配備液體薄膜 滑動軸承的高速關鍵機械，如渦輪機、壓縮機和大型發電機。
由於探頭直接相對於軸承測量位移，軌跡圖還揭示了軸在其游隙中的位置，而不僅僅是它移動的距離——這是安裝在機殼上的 加速規 根本無法提供的資訊。添加 轉速計 或 鍵相 標記將每次旋轉印記在軌跡上，固定其 相位 並使進動方向無歧義。
2. 如何解讀軌跡形狀
軌跡的形狀、大小和方向是作用在轉子上的力的直接指標。熟練的分析師通常只需查看軌跡的形狀即可診斷機器的狀況。
圓形或橢圓形軌跡
一個簡單的圓形或橢圓形軌跡，位於軸承中心，通常表示一個行為良好的轉子，由單一頻率主導——最常見的是 不平衡。如果軸承支撐剛性在兩個方向上相同（各向同性），軌跡將是圓形的；如果剛性在水平和垂直方向上不同（各向異性），軌跡將是橢圓形的，這在實踐中非常常見，因為大多數機器在垂直方向上比水平方向更剛硬。
扭曲、數字 8 形或香蕉形軌跡
當軌跡從簡單的橢圓變形時，多個頻率正在影響軸的運動：
- A 「香蕉」形或新月形軌跡 通常與 不對心，其中同時存在 1× 和 2× 頻率。
- A 數字 8 形 是強 2× 組分的經典標誌，是軸不對心的教科書指標。帶有內部環的 8 字形通常表示更嚴重的狀況或存在摩擦。
帶有折角或尖角的軌跡
軌跡中方向的急劇變化、平坦區域或「折角」是 轉子與定子摩擦. They show that the shaft’s motion is being momentarily constrained as it makes contact with a stationary component such as a bearing, a 密封件或機殼）接觸時受到瞬間約束。
高度不規則的軌跡
一個不規則、不穩定或看起來充滿「雜訊」的軌跡可能表示嚴重的機械 鬆動、液體誘發的不穩定性，如 油膜渦動 或 油膜振盪，或泵或壓縮機中的湍流條件。
3. 進動方向：順向與逆向
軌跡繪製的方向，相對於軸旋轉的方向，本身就是一個關鍵的診斷因素：
- 正向進動： 軌跡沿著與軸旋轉相同的方向繪製。這是不平衡等力的正常行為。
- 逆向進動： 軌跡沿著與軸旋轉相反的方向繪製。這是一種異常狀況，可能表示 軸裂紋、嚴重摩擦或某些類型的液體誘發不穩定性。
區分這兩者需要每轉一次的相位標記；沒有它，軌跡顯示形狀但不顯示行進方向，診斷區分就會丟失。
4. 現場診斷中的軌跡
永久安裝的接近探頭連接至監控系統是在大型關鍵機器上捕獲軌跡的教科書方法，但基本原理——兩個垂直位移信號相互繪製並帶有相位參考——同樣適用於現場工程師。像 Balanset-1A 這樣的便攜式雙通道儀器可以同時在兩個平面上測量同步振幅和相位，因此一旦軌跡或頻譜確認 不平衡 是主導力，相同的設置就可以直接進行到 現場動平衡 和校正狀態的驗證。當軌跡反而揭示不對心、摩擦或不穩定性時，該發現會將工作重新導向對中或機械修復，而不是動平衡校正。
5. 軌跡圖顯示的內容
總之，單個軌跡圖一瞥即可提供大量資訊：
- 軸振動的總體振幅。
- 軸運動的形狀，有助於識別故障類型。
- 進動方向，順向或逆向。
- 軸在軸承游隙中的平均位置——其 軸中心線.
與 FFT 頻譜和時間波形結合分析，軌跡讓分析師能夠對機器的動態行為做出高度自信且詳細的 診斷 ——將「多少」、「什麼形狀」和「哪個方向」結合到一個決定性的圖景中。
