免费工程工具 #033
振动源标识符
交互式诊断工具——输入振动频率（按运行速度的倍数），以识别旋转机械的可能故障源。
诊断结果
完整频率故障参考
振动频率分析
任何机械故障都会产生与轴转速相关的特征频率振动。通过识别振动频谱中的主导频率并将其表示为轴转速的阶数（倍数），即可确定最可能的故障源。
订单计算
其中： f_振动 是以赫兹为单位的测量主频和 转速 是轴的旋转速度。
常见故障频率
| 阶次(谐波次数) | 频率 | 主要来源 | 其他指标 |
|---|---|---|---|
| 1x | 轴转速 | 不平衡 | 稳定相位与速度的平方成正比。 |
| 1x | 轴转速 | 轴弯曲 | 轴向振动大，相位稳定 |
| 2倍 | 2 倍轴转速 | 不对中 | 高轴向，180°相位交叉耦合 |
| 3倍 | 3 倍轴转速 | 严重错位 | 存在多种谐波 |
| 0.42–0.48x | 次同步 | 油膜涡动 | 滑动轴承，速度相关 |
| 0.5倍 | 半轴转速 | 松动/摩擦 | 分数次谐波 |
| 多重谐波 | 1倍、2倍、3倍…… | 机械松动 | 运行转速的多种谐波 |
| 非同步 | BPFO、BPFI、BSF | 轴承缺陷 | 受运行转速调制 |
| Z × 转速 | 叶片通过频率 | 流动问题 | 脉动、空化 |
| Z × 转速 | 齿轮啮合 | 齿轮问题 | 边带指示哪个齿轮 |
| 2x 线（100/120 Hz） | 固定频率 | 电气 | 断电后消失 |
相位角指南
相分析至关重要 用于区分相同频率下的故障。1倍频时：稳定相位 = 不平衡，联轴器两端相位差180° = 未对准，不稳定相位 = 松动。务必使用转速表作为参考。
实例
已知： 转速 = 1500 转/分，主频 = 75 赫兹
运行速度频率 = 1500 / 60 = 25 Hz
阶次 = 75 / 25 = 3.0x
主要嫌疑人： 严重错位或机械松动
建议：检查联轴器对准情况、检查安装螺栓、核实基础情况
⚠️ 注意： 该工具基于常见的故障频率关系提供指导。确诊需要结合相位数据、时域波形、轨道图、运行工况和机器历史记录进行分析。务必使用其他测量数据进行验证。
大多数机械故障会在与轴转速相关的特征频率处产生振动：
- 1× RPM： 不平衡（最常见）、轴弯曲、松动
- 2× RPM： 不对中（主要指标）
- 0.42–0.48×： 滑动轴承中的油膜涡动
- 非同步频率： 轴承缺陷
将振动频率表示为轴转速的倍数（阶次），然后与已知的故障特征模式进行匹配。务必结合相位、幅值趋势和运行工况进行综合分析。
1×（或同步）振动恰好发生在轴的旋转频率处。对于 3000 RPM 的机器，1× = 50 Hz。
由于残余不平衡量的存在，1× 振动在一定程度上始终存在。当幅值超过 ISO 10816/20816 规定的允许限值时，就需要引起关注。
主要原因：质量不平衡、轴弯曲、偏心、共振。相位角分析有助于区分这些原因。
次同步振动（低于 1× RPM）的原因包括：
- 油膜涡动 (0.42–0.48×)： 滑动轴承失稳，频率随转速变化
- 油膜振荡 (Oil whip)： 更为严重——频率锁定在转子固有频率处，不再随转速变化
- 动静碰摩 (0.5×，分数谐波)： 转子与定子接触产生次谐波
- 松动 (0.5×)： 安装固定点处的机械松动
- 皮带共振： 皮带传动系统中的皮带固有频率
次同步振动通常比同步振动更危险，因为它可能导致灾难性的失稳。
高频振动（高于 10× RPM）的来源：
- 滚动轴承缺陷： BPFO（外圈）、BPFI（内圈）、BSF（滚动体自转）、FTF（保持架）
- 齿轮啮合： 齿数 × RPM，伴随边频带
- 叶片通过频率： 叶片数 × RPM
- 电磁噪声： 槽通过频率、换向频率
- 气蚀（空化）： 随机高频宽带振动
- 结构共振： 零部件的固有频率
相位角是振动峰值与轴参考标记（用转速表测量）之间的角度关系。
主要诊断用途：
- 不平衡： 在 1× 处具有稳定、可重复的相位
- 不对中： 联轴器两侧在 1× 和/或 2× 处存在约 180° 的相位差
- 松动： 相位不稳定、漂移
- 共振： 在固有频率处出现约 90° 的相移，且幅值高度放大
- 轴弯曲： 从内侧轴承到外侧轴承存在约 180° 的 1× 相移
如果没有相位数据，通常无法区分产生相同频率的不同故障（例如 1× 处的不平衡与不对中）。
本页所述的操作流程由 Vibromera 团队使用 Balanset-1A（一款用于现场转子平衡的便携式双通道动平衡仪及振动分析仪）开发并经过实地测试。
专业振动分析仪，具备频谱分析、阶次跟踪和故障诊断功能。已在50多个国家使用。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko是一名振动分析工程师，也是Vibromera的创始人兼首席执行官。 15年多来，他一直在现场——而非在试验台上——为旋转设备进行平衡：粉碎机、工业风机、破碎机、离心机、轴和主轴。正是这些实际工作催生了Balanset系列仪器——它们被设计为一种专业人员可以随身携带到机器旁、在现场独立使用的工具，而非实验室设备。 Vibromera成立于2017年，自2023年起总部设于葡萄牙波尔图。Balanset系列产品的研发、组装与支持均在此完成。旗舰产品是Balanset-1A，一款用于单平面及双平面平衡和振动诊断的便携式分析仪。 Nikolai亲自参与客户支持工作，处理各种棘手的平衡案例，并参与软件开发。他以任何语言为全球客户提供服务。
