基于振动频谱分析的电动机故障诊断

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1、2008年第5期冶金动力总第129期METALLURGICALPOWER17基于振动频谱分析的电动机故障诊断吕志远（江苏永钢集团有限公司，江苏张家港215628）【摘要】针对公司内大量处于关键部位且位置分散的电动机，使用便携式巡检仪采集电动机的振动信号，利用频谱分析技术对振动信号进行分析与处理，实现对电动机的状态监测与故障诊断。此方法在应用过程中为设备维护提供了重要依据，取得了良好的经济效益。【关键词】振动；频谱；故障诊断；电动机【中图分类号】TM3【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2008)05-0017-03

2、FaultDiagnosisofMotorBasedonVibratingSpectralAnalysisLVZhi-yuan(JiangsuYonggangGroupCo.,Ltd.,Zhangjiagang,Jiangsu215628,China)【Abstract】Inthelightoflotsofmotorsthatwerelocatedatkeypositionandseparatelyinthecompany,vibrationsignalsofthemotorswerecollectedbyportablede

3、tectors.Thevi-brationsignalswereanalyzedandtreatedbythespectralanalysistechnologytorealizestatemonitorandfaultdiagnosisofthemotors.Thismethodprovidedimportantbasesforequipmentmaintenanceinapplicationandachievedbettereconomicbenefits.【Keywords】vibration;spectralanaly

4、sis;faultdiagnosis;motor1引言动信号中的很多频率分量都与转子转速关系密切，在大型联合钢铁企业中，设备的运行状况越来往往是转速频率的整数或分数倍，所以，应用振幅谱越受到重视，而电动机作为各种设备的动力源，其连更直观。振幅谱上谱线的高度就是转子振动中该频续、稳定运行对生产起着非常重要的作用。因为在连率分量的幅值大小。续生产系统中，如果某台关键设备因故障停机，则会在转子振动频谱上，不同的频率分布往往对应影响全厂的生产及销售计划，发生恶性连锁反应，从着不同的振动原因。如果知道了振动信号中包含的而造成严重的经济损

5、失。因此，对公司内大量处于关频率分量，就比较容易找到引起振动的原因。例如，键部位且位置分散的电动机进行状态监测与故障诊转子不平衡会产生转速频率的振动分量，对中不良断工作是非常必要的。而要及时、准确判断电动机是易导致2倍频的振动分量等等。一般来说，频率分量否发生故障、故障部位以及故障程度，则需要故障分与振动原因之间的关系是很复杂的，仅靠振幅谱有析人员在充分熟悉被监测设备的基础上掌握扎实的时还难以确诊，还要综合考虑其他因素，如机器负载振动理论知识和一定的频谱分析能力。变化情况、历史故障情况等等，不能机械地套用别人2频谱分析的特点的

6、试验或现场结论。但将幅值谱分析清楚却是对故振动信号是由一系列简谐振动分量，其他分量障进行诊断的必要条件。和随机噪声迭加而成。频谱分析的目的，是将信号中3现场应用频谱分析法的诊断实例所有这些成分都分解开来，变成各种振幅、频率和相3.1电动机轴承故障#位的简谐振动，振动信号中原有的简谐振动分量，经查看巡检数据时发现线材三厂粗轧4电机（型过分解自然还是简谐振动，振动信号中的其他成分，号：Z560-2B）负载侧轴承幅频谱异常，存有如下故也可以分解为简谐振动分量的组合。障特征：常用的频谱是幅值谱，幅值谱表示对应于各频①负载侧轴承水平速度

7、的时域波形图中有表面率的简谐振动分量所具有的振幅。对于转子来说，振损伤的特征波形，说明内、外滚道或者滚柱的滚动面冶金动力2008年第5期18METALLURGICALPOWER总第129期有损伤，负载侧时域波形如图1所示。②负载侧轴承水平径向速度的频谱图中低频段中45~150Hz范围内“新生”了很多谱线，如图2图1负载侧水平径向速度的时域波形图所示。故障特征频率为38Hz。该机负载侧轴承型号为：FAGNU240E/MC3，电频谱中110Hz处峰值最大，且接近内圈的故机当时的运行速度为660r/min。利用滚动轴承故障障特征频率

8、，说明轴承内圈存在故障。特征频率计算公式得出：轴承外圈的故障特征频率③峭度指标由原来的2.2上升为4.6。为85Hz；内圈的故障特征频率为113Hz；滚柱的根据以上情况我们的诊断结论为：负载侧轴承图2负载侧水平径向速度的频谱图异常频谱的出现是由于滚动体及内圈故障引起，应测点振