理解振动分析中的轴轨迹图

定义：什么是轴轨道？

A 轴轨道 是显示旋转轴几何中心在一圈或多圈旋转过程中的轨迹的绘图。它是轴在其轴承间隙内运动的二维视图，就像查看轴的末端一样。这款强大的诊断工具是通过使用一对非接触式 接近探头 以 90 度角安装（通常为 XY 配置）并绘制它们之间的同步位移信号。

为什么轨道图如此有用？

标准时间波形或 FFT 频谱仅显示单一方向的振动，而轨道图则结合了两个方向，从而提供轴动态运动的完整图像。这使得振动分析人员能够直观地看到轴运动的实际形状和方向，为诊断各种机械故障提供宝贵的线索。轨道是转子动力学分析的基石，尤其适用于配备油膜轴承的高速关键机械，例如涡轮机、压缩机和大型发电机。

如何解释轨道形状

轨道的形状、大小和方向是作用于转子的力的直接指标。熟练的分析人员只需观察轨道的形状就能诊断机器的状况。

圆形或椭圆轨道

以方位为中心的简单圆形或椭圆形轨道通常表示转子运行良好，且由单一频率主导，最常见的是 不平衡如果轴承支撑刚度在两个方向上相同（各向同性），则轨道为圆形；如果轴承支撑刚度在水平和垂直方向上不同（各向异性），则轨道为椭圆形，这种情况很常见。

扭曲、8字形或香蕉形轨道

当轨道从简单的椭圆变形时，表明有多个频率影响着轴的运动。

• A “香蕉”形或新月形轨道 通常与 错位，其中同时存在 1x 和 2x 频率。
• A 8字形 是强 2x 频率成分的典型标志，这是教科书式的指标 轴错位. 带有内部环路的 8 字形通常表示情况更为严重或存在摩擦。

有弯折或尖角的轨道

方向的急剧变化、平坦点或轨道上的“扭结”都是 转子与定子摩擦。这表明轴的运动受到限制，因为它与轴承、密封件或机器外壳等固定部件瞬间接触。

高度不规则轨道

不稳定、不稳定或充满“噪音”的轨道可能是严重的机械松动、流体引起的不稳定性（如油涡或油鞭）或泵或压缩机中的湍流条件的征兆。

进动方向：正向 vs. 反向

相对于轴旋转方向的轨道追踪方向也是一个关键的诊断因素。

• 向前进动： 轨道轨迹与轴旋转方向一致。这是不平衡等力作用下的正常现象。
• 逆进动： 轨道轨迹与轴旋转方向相反。这是一种异常情况，可能预示着轴出现裂纹、严重摩擦或某些类型的流体引起的不稳定性。

轨道图显示的内容

总而言之，单个轨道图提供了丰富的信息：

• 轴振动的整体幅度。

– 轴运动的形状，有助于识别故障类型。

• 进动的方向。
• 轴在轴承间隙内的平均位置。

通过结合 FFT 频谱和时间波形分析轨道，分析师可以对机器的动态行为做出高度自信和详细的诊断。

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