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振动测试之轴心轨迹应该如何测量

【摘要】:
测量轴心轨迹的针对信号是从电涡流振动传感器的前置器输出的,其输出信号除了包含有转轴振动位移外,还包含了测点处转轴晃摆值。像测量转轴振动一样,应将晃摆值扣除。但是从轴心轨迹扣除晃摆值目前还比较麻烦,当转轴原始晃摆值较大时,轴心轨迹大小、形状会产生虚假现象,给判断故障带来误差,因此在选取测点轴向位置时,应尽可能选在转轴晃摆值较小的位置上。

      由于转子存在挠曲,在不同的轴向位置测量,轴心轨迹形状和幅值并不相同,这里讨论的轴心轨迹是指轴瓦附近的转轴轴心轨迹,即轴颈的轴心轨迹。轴心轨迹的信号来源必须是非接触式电涡流传感器系统输出的交流信号,因此,测量轴心轨迹必须安装两个电涡流振动传感器而且两个振动传感器应互为90度角,如图1所示。

 

      图1所示的安装方式,在示波器上观察到轴心轨迹图像的垂直、水平与传感器安装方向能直接对应,而且能与轴承垂直和水平振动对应,并能检测到转轴水平方向的最大振幅,但不能检测到轴瓦油膜厚度最小处的振幅值,而且这种安装方式与ISO评定机组振动状态要求不符。另外,传感器还可以按图2所示进行布置,其优缺点正好和上述相反。

       以往测量轴心轨迹多采用示波器,将x、y方向两个涡流振动传感器输出的振动信号,输入到示波器的x、y轴输入端,将示波器的x、y轴放大倍数调整一致(输入标准信号进行校核),在示波器上即可以呈现实际轴心轨迹。两个幅值相等的正弦变化,其起始相位相差90°的振动信号的里萨尔图,是一个圆,因此轴心轨迹实质上是两个互为90°测点的转轴相对振动的矢量叠加。

 

      目前测量轴心轨迹,如配有专门振动监测仪,则按说明书进行操作,通过专用软件直接在电脑上显示相位测点的轴心轨迹,测量手续会显著简化。转轴振动中所含的谐波频率及其分量值不同,轴心轨迹的形状也就不同。通过这些不同形状的轴心轨迹图形可以获得转子弯曲、不平衡、轴瓦失稳、动静摩擦等大致信息。

 

      从轴心轨迹形成原理可知,轨迹的x和y方向幅度,代表了轴振动x和y方向的振幅,显然其振幅值是与激振力成正比,而与轴颈支撑油膜刚度成反比的。x和y方向振动信号中含有不同频率振动分量,构成不同的轨迹形状。目前不少资料将轴心轨迹诊断功能夸大了,实际上该功能提供的故障特征信息与振动波形类似,它没有频谱图直观、可靠,不能直接提供量值概念。产生这种现象的原因是采用了反向推理思维模式,将振动信号特征与故障简答对应,因而诊断结果并不可靠。

 

 

      测量轴心轨迹的针对信号是从电涡流振动传感器的前置器输出的,其输出信号除了包含有转轴振动位移外,还包含了测点处转轴晃摆值。像测量转轴振动一样,应将晃摆值扣除。但是从轴心轨迹扣除晃摆值目前还比较麻烦,当转轴原始晃摆值较大时,轴心轨迹大小、形状会产生虚假现象,给判断故障带来误差,因此在选取测点轴向位置时,应尽可能选在转轴晃摆值较小的位置上。