了解振动分析中的轴跳动

定义：什么是跳动？

跳动 是指转子中产生每转一次 (1x) 信号的缺陷的统称，即使转子以极低的速度旋转，不平衡等动态力可以忽略不计。它测量的是旋转表面相对于轴的真实中心线与完美圆周的总变化或偏差。振动分析的一个关键挑战是，跳动在振动数据中可能看起来与不平衡完全一样，但它并非与质量相关的问题，因此无法通过平衡来解决。

跳动类型：关键区别

区分两种主要的跳动类型至关重要：

1.机械跳动

机械跳动是真正的 物理或几何缺陷 轴的圆度。这意味着轴表面不够圆，或者轴心位置不够中心。常见原因包括：

• 不圆度： 轴颈略呈椭圆形或因加工而存在其他形状缺陷。
• 偏心率： 滑轮或齿轮等部件的加工或安装相对于轴的中心线略微偏离中心。
• 弯曲或弓形轴： 轴的永久弯曲将导致其表面在旋转时相对于固定点进出移动。

可以用千分表直接测量机械跳动，同时用手缓慢旋转轴。

2. 电气跳动

电气运行不是物理缺陷，而是一个 测量误差 仅通过非接触式 涡流探头这些探头的工作原理是产生磁场并感应轴表面的变化。如果轴表面的磁性或电学特性出现局部变化，即使轴与探头之间的间隙完全恒定，探头也会产生波动信号。

电气断线的原因包括：

• 材料渗透性的变化： 轴上的局部磁点可以产生很强的 1x 信号。如果轴意外被磁化，例如被磁座千分表磁化，就会发生这种情况。
• 表面光洁度的变化： 探头“观察区域”内的划痕、凹痕或工具痕迹。
• 材料成分不一致： 轴材料的合金或冶金性能的变化。

电气跳动对于千分表来说是不可见的，但它却是涡轮机械振动监测中的一个重要误差来源。

为什么跳动会成为诊断和平衡的一个问题

两种类型的跳动都会产生信号，其频率均为轴转速的1倍，与不平衡频率相同。这会导致一个重大问题：

• 它可能被误认为是不平衡： 分析师可能会看到较高的 1x 振动峰值并错误地将其诊断为不平衡，从而导致不必要且无效的平衡尝试。
• 它会干扰平衡： 跳动信号会增加到真实的不平衡信号中。为了实现精确的平衡，必须测量跳动分量，并将其从总振动信号中矢量减去，以分离出真实的动态响应。

跳动补偿：慢速滚动矢量

为了解决这个问题，分析师使用了一种称为 跳动补偿.这是分析任何使用接近探头监控的机器的关键步骤。

1. 慢速滚动： 机器以非常低的速度运行（通常为 200-500 RPM），此时不平衡产生的离心力微不足道。
2. 测量慢滚矢量： 在这种低速下测得的1倍振动矢量（振幅和相位）几乎完全是由跳动引起的。这被称为“慢滚”或“跳动”矢量。
3. 减去矢量： 然后存储该慢速滚动矢量，并将其从机器高运行速度下测得的 1x 振动矢量中矢量减去。

结果是 跳动补偿 1x 矢量，表示由于不平衡和其他转子动力引起的轴的真实动态运动。该补偿值应用于精确诊断和计算平衡校正重量。

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