【正文】 倍、三倍、…、…時(shí)，即稱為一倍頻（習(xí)慣上又稱為1X，或1）、二倍頻（2X、2）、三倍頻（3X、3）、…、（、）、（、）、…等。其中，一倍頻又稱為工頻或基頻。如某一機(jī)器的實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速n為6000 r/min時(shí)，那么，轉(zhuǎn)速頻率＝n/60＝6000/60＝100Hz，其工頻為100Hz，二倍頻為200Hz，半頻為50Hz。 通頻振動(dòng)、選頻振動(dòng)通頻振動(dòng)是原始的、未經(jīng)傅立葉級(jí)數(shù)變換分解處理的、由各頻率振動(dòng)分量相互迭加后的總振動(dòng)。其振動(dòng)波形是復(fù)雜的波形。選頻振動(dòng)是從通頻振動(dòng)中所分解出來的、振動(dòng)波形是單一正弦波的、某一選定頻率的振動(dòng)（如工頻、二倍頻、…）。 故障特征頻率各種不同類型的故障所引起的振動(dòng)都有各自的特征頻率。例如，轉(zhuǎn)子不平衡的振動(dòng)頻率是工頻，齒式聯(lián)軸器（帶中間齒套）不對(duì)中的振動(dòng)頻率是二倍頻，(實(shí)際上要小一點(diǎn))，等等。由各頻率成分的幅值大小和分布情況，從中查找出發(fā)生了異常變化的頻率，再聯(lián)系故障特征頻率探索構(gòu)成振動(dòng)激振力的來源，是判別振動(dòng)故障類型通常采用的診斷方法。但是反過來，某種振動(dòng)頻率可能和多種類型的故障有關(guān)聯(lián)。例如，動(dòng)不平衡的特征頻率是工頻，但不能說工頻高就是發(fā)生了動(dòng)不平衡，因?yàn)槟承┹S承及對(duì)中不良等故障的振動(dòng)頻率也是工頻。因此，頻率和振動(dòng)故障的對(duì)應(yīng)關(guān)系并不是唯一的。為了得到正確的診斷結(jié)論，需要對(duì)各種振動(dòng)信息進(jìn)行綜合分析。通常顯現(xiàn)的主要故障特征頻率及相應(yīng)的故障類型，簡(jiǎn)要介紹如下：① 工頻～幾乎在所有情況下都顯現(xiàn)、并且幅值最高，應(yīng)該在異常增大的情況下視為故障特征頻率。多數(shù)為各種形式的不平衡故障，如機(jī)械損傷脫落（斷葉片、葉輪破裂等）、結(jié)垢、初始不平衡、軸彎曲等；有相當(dāng)數(shù)量（接近40％）為各種形式的軸承故障，如間隙過大、軸承座剛度差異過大、軸頸與軸承偏心、合金磨損等；此外，還有剛性聯(lián)軸器的角度（端面）不對(duì)中，支座、箱體、基礎(chǔ)的松動(dòng)、變形、裂縫等剛度差異引起的振動(dòng)或共振，運(yùn)行轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速等。② 二倍頻～幾乎在所有情況下都顯現(xiàn)、幅值基本低于工頻，常伴有呈遞減狀的三倍頻、四倍頻、…，也應(yīng)該在異常增大的情況下視為故障特征頻率。主要為熱態(tài)不對(duì)中故障，如齒式聯(lián)軸器（帶中間短接）和金屬撓性（膜盤、疊片）聯(lián)軸器的不對(duì)中、剛性聯(lián)軸器的平行（徑向）不對(duì)中，由溫差產(chǎn)生的支座升降不均勻及管道力引起的不對(duì)中等；此外，還有轉(zhuǎn)子剛度不對(duì)稱（如橫向裂紋），轉(zhuǎn)動(dòng)部件松動(dòng)，軸承支承剛度在水平、垂直方向上相差過大等。③ 低頻（低于工頻的頻率）～通常情況下不顯現(xiàn)或者以微量幅值顯現(xiàn)（一般不大于3μm），在大于3~5μm的情況下，就可以視為故障特征頻率加以關(guān)注了。低頻可進(jìn)一步分為兩種類型。一種是分?jǐn)?shù)諧波振動(dòng)，頻率為轉(zhuǎn)速頻率的整分?jǐn)?shù)倍數(shù)，如1/2倍頻、1/3倍頻、…，這多數(shù)與摩擦及松動(dòng)故障有關(guān)，如密封、油封、油擋的摩擦，軸承瓦背緊力不夠、瓦背接觸面積偏小等。另一種是亞異步振動(dòng)，頻率為轉(zhuǎn)速頻率的非整分?jǐn)?shù)倍數(shù)，相應(yīng)的故障有旋轉(zhuǎn)失速、油膜渦動(dòng)、油膜振蕩、密封流體激振，其中油膜振蕩、密封流體激振為自激振動(dòng)，是一種很危險(xiǎn)、能量很大的振動(dòng)，一般發(fā)生在轉(zhuǎn)速高于第一臨界轉(zhuǎn)速之后，多數(shù)是在二倍第一臨界轉(zhuǎn)速以上。④ 轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。⑤ 機(jī)器自身和基礎(chǔ)或其它附著物的固有頻率。⑥ 齒輪故障的特征頻率。齒輪振動(dòng)時(shí)的振幅及頻率存在幅值調(diào)制及頻率調(diào)制（齒輪周節(jié)誤差較大時(shí)）。齒輪特征頻率為：fm177。n f ， n為正整數(shù)（n＝1，2，3，…），式中，fm～嚙合頻率，為載波頻率， f～轉(zhuǎn)速頻率，為調(diào)制頻率。fm＝f1z1＝f2z2其中，ff2～主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速頻率，zz2～主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的齒數(shù)。在頻譜圖上，是以fm為中心、以f為間隔，對(duì)稱分布于fm的兩側(cè)，兩側(cè)稱為邊帶。如果發(fā)生斷齒或大的局部性缺陷，則頻譜圖上顯現(xiàn)為邊帶寬、幅值低、分布較平坦；如果缺陷分布較均勻，則邊帶窄、幅值高。⑦ 滾動(dòng)軸承的故障特征頻率。滾動(dòng)體的通過頻率對(duì)于滾動(dòng)軸承來說，由于軸承游隙的存在，滾動(dòng)體在通過載荷方向時(shí)受力最大，反方向時(shí)最小或無。因此，每個(gè)滾動(dòng)體在通過載荷方向時(shí)就會(huì)發(fā)生一次力的變化，內(nèi)圈及軸頸、外圈及軸承座也同時(shí)受到一次激勵(lì)，此激勵(lì)頻率稱為通過頻率fe，fe＝zfc，其中，z～滾動(dòng)體個(gè)數(shù)，fc～保持架的旋轉(zhuǎn)頻率。滾動(dòng)軸承的間隔頻率滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了滾動(dòng)軸承的外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體存在著以下的間隔頻率：外圈間隔頻率fe　　　　fe＝n/120[1(d/Dm)cosα]z內(nèi)圈間隔頻率 fi　　　　fi ＝n/120[1+(d/Dm)cosα]z滾動(dòng)體間隔頻率fo　　　　fo＝(n/60)( Dm/d)[1(d2/ Dm2) cos2α]式中，n～軸的轉(zhuǎn)速，[r/min]；　　　d～滾動(dòng)體直徑，[mm]；　　　Dm～滾動(dòng)體中園直徑，[mm]；α～接觸角，[角度]；z～滾動(dòng)體個(gè)數(shù)。 由于外圈是固定不動(dòng)的，所以外圈的間隔頻率就是滾動(dòng)體的通過頻率。滾動(dòng)軸承的特征頻率右圖是外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體上的缺陷所產(chǎn)生的波形。波形圖顯示：外圈存在缺陷時(shí)，周期為外圈間隔頻率的倒數(shù)1/fe；內(nèi)圈存在缺陷時(shí)，周期為內(nèi)圈間隔頻率的倒數(shù)1/fi，并出現(xiàn)了對(duì)fi的幅值調(diào)制，調(diào)制頻率為滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)頻率（即保持架旋轉(zhuǎn)頻率）fc或轉(zhuǎn)速頻率f；滾動(dòng)體存在缺陷時(shí)，周期為滾動(dòng)體間隔頻率的倒數(shù)1/ fo，調(diào)制頻率為fc。因此，滾動(dòng)軸承的特征頻率如下，外圈：　nfe；內(nèi)圈：　nfi177。fc（或f）；滾動(dòng)體：2nfo 177。fc?！　　為正整數(shù)（n＝1，2，3，…）5. 相位 相位、相位差相位是在給定時(shí)刻振動(dòng)部件被測(cè)點(diǎn)相對(duì)于固定參考點(diǎn)所處的角位置，單位是度［176。］。如果把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間（即周期T）看成是360176。，那么，被測(cè)點(diǎn)與固定參考點(diǎn)之間的角度也就可以看成轉(zhuǎn)過此角度的時(shí)間（相位T/360）和空間方向上的位置。這便是相位的奧妙之處相位差是兩個(gè)振動(dòng)之間在時(shí)間或空間上的差異。相位（差）是兩個(gè)振動(dòng)在時(shí)間先后或空間位置上相互差異關(guān)系的標(biāo)志，在振動(dòng)故障分析中有著非常重要的作用，在動(dòng)平衡技術(shù)中更是必不可少。 鍵相器鍵相器是由探頭（如渦流式、光電式等）與軸上固定標(biāo)志（如鍵槽、凹孔、反光板等）所組成的相位測(cè)量?jī)x表。當(dāng)軸上固定標(biāo)志經(jīng)過探頭時(shí)，鍵相器便會(huì)觸發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)是確定振動(dòng)相位的基準(zhǔn)，脈沖頻率與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率完全同步。 絕對(duì)相位絕對(duì)相位是指從鍵相器脈沖信號(hào)觸發(fā)到各選頻振動(dòng)信號(hào)（如工頻、二倍頻、…，為正弦波）第一個(gè)正峰值之間的角度。絕對(duì)相位是具體測(cè)得的相位，是各選頻振動(dòng)信號(hào)與軸上固定標(biāo)志之間的相位差。絕對(duì)相位往往就簡(jiǎn)稱相位，說“某頻率的振動(dòng)相位為某某度”時(shí)指的就是絕對(duì)相位。如果沒有指明，相位角度增加的方向總是與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反。由相位探頭的位置及轉(zhuǎn)子旋向，絕對(duì)相位還能給出最大振動(dòng)具體的空間方向。相對(duì)相位是兩個(gè)選頻振動(dòng)信號(hào)波形最近的對(duì)應(yīng)點(diǎn)（如正峰與正峰）之間的角度。相對(duì)相位往往也簡(jiǎn)稱相位差，但兩者是有區(qū)別的，就“對(duì)應(yīng)點(diǎn)”而言，相對(duì)相位強(qiáng)調(diào)“最近的” 。測(cè)出振動(dòng)的相位后，算出相位差，關(guān)鍵把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間看成是360176。，兩個(gè)振動(dòng)矢量之間的相位差也就可以看成了時(shí)間。如相位差分別為0176。、45176。、90176。、135176。、180176。、225176。(﹣135176。)、270176。(﹣90176。)、315176。(﹣45176。)、360176。(0176。)時(shí)，則表明為旋轉(zhuǎn)0圈、1/8圈、1/4圈、3/8圈、1/2圈、5/8(3/8)圈、3/4(1/4)圈、7/8(1/8)圈、1(0)圈所用的時(shí)間。這樣一來，通過相位，就可以很具體地想像到兩個(gè)振動(dòng)矢量在時(shí)間和空間上的相互關(guān)系：① 相差的時(shí)間～時(shí)間差＝相位差周期/360，實(shí)際中很少算，重要的是由相位差（角度）的大小想像兩者間隔時(shí)間的長(zhǎng)短；② 誰先誰后～相位小的在先、稱超前，相位大的在后、稱滯后；③ 空間位置～相位差就是空間方向差?yuàn)A角的角度。例如，某機(jī)器轉(zhuǎn)速n為6000 r/min ，假設(shè)測(cè)出以下幾組相位：001V工頻、二倍頻的相位分別為45176。、15176。，（相位差30176。）；001V、001H的工頻相位分別為45176。、135176。，（相位差90176。）；001V、002V的工頻相位分別為45176。、225176。，（相位差180176。）；002V、003V的工頻相位分別為225176。、222176。，（相位差3176。）；004V、005V的工頻相位分別為2176。、359176。，（相位差357176?；?176。）。也可以算出，工頻f ＝n/60＝6000/60＝100 Hz ，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間、即工頻的周期T＝1/f＝1/100＝＝10毫秒。那么，各組振動(dòng)矢量在時(shí)間和空間上的相互關(guān)系為：001V工頻振動(dòng)滯后二倍頻30176。、1/12圈、方向夾角30176。；001V工頻振動(dòng)超前001H工頻90176。、1/4圈、相互垂直；001V工頻振動(dòng)超前002V工頻180176。、1/2圈、5毫秒，方向相反；002V工頻振動(dòng)滯后003V工頻3176。、1/120圈、時(shí)間差很小，幾乎同時(shí)，方向夾角3176。，幾乎同一方向；004V工頻振動(dòng)超前005V工頻357176。（或者更確切地說005V滯后3176。）、119/120圈（滯后1/120圈）、（），超前時(shí)間很接近周期T，因此時(shí)間差很小，幾乎同時(shí)，方向夾角357176。（3176。），幾乎同一方向，而且為水平方向（若鍵相探頭為水平安置時(shí)）。 同相振動(dòng)、反相振動(dòng)當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)的相位相同、即相位差為0176。（或360176。）時(shí)，則稱此兩振動(dòng)為同相振動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)的相位相反、即相位差為180176。時(shí)，則稱此兩振動(dòng)為反相振動(dòng)。同相振動(dòng)、反相振動(dòng)十分清晰地表明了兩個(gè)振動(dòng)在時(shí)間和空間上的相同或相反的相互關(guān)系，因此常用來說明同一振動(dòng)不同測(cè)點(diǎn)之間、不同部件之間的這種相同或相反的特殊關(guān)系。例如確定具體的振型、不對(duì)中類型等。 相位的應(yīng)用相位在振動(dòng)領(lǐng)域有著許多重要的應(yīng)用，主要用于比較不同振動(dòng)運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，比較不同部件的振動(dòng)狀況，比較激振力與響應(yīng)之間的關(guān)系，確定不平衡量的方位，等等，例如：① 比較同頻率振動(dòng)在時(shí)間上的先后關(guān)系。例如，在為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的彈簧質(zhì)量塊系統(tǒng)中，當(dāng)質(zhì)量塊向上振動(dòng)、通過0點(diǎn)時(shí)，位移為零，速度為正方向最大，加速度為零；在質(zhì)量塊由0向上的過程中，位移為正、變大，速度為正、變小，加速度為負(fù)、變大；當(dāng)質(zhì)量塊振動(dòng)到上限位置時(shí)，位移為正方向最大，速度為零，加速度為負(fù)方向最大；當(dāng)質(zhì)量塊向下通過0點(diǎn)時(shí)，位移為零，速度為負(fù)方向最大，加速度為零；當(dāng)質(zhì)量塊振動(dòng)到下限時(shí)，位移為負(fù)方向最大，速度為零，加速度為正方向最大。依此關(guān)系，可畫出三者的振動(dòng)波形圖，得到三者之間在相位上的以下關(guān)系：簡(jiǎn)諧振動(dòng)中，振動(dòng)速度超前振動(dòng)位移90176。，振動(dòng)加速度超前振動(dòng)速度90176。，振動(dòng)加速度超前振動(dòng)位移180176。② 比較激振力與響應(yīng)在空間上的相互關(guān)系。例如，運(yùn)行轉(zhuǎn)速小于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子因不平衡質(zhì)量偏心e產(chǎn)生的離心力、即激振力Meω2 ，與所引起的響應(yīng)、即振動(dòng)矢量y方向基本相同。其中，慢轉(zhuǎn)速（300~600r/min）下激振力與響應(yīng)的相位完全相同；大于慢轉(zhuǎn)速后，隨ω增高，激振力Meω2增大，引起響應(yīng)y隨之變大并超過偏心e，由y產(chǎn)生的離心力Myω2也就比激振力Meω2大。離心力屬慣性力，離心力越大、慣性就越大。響應(yīng)Myω2因?yàn)閼T性大會(huì)跟不上激振力Meω2的變化而滯后，于是激振力與響應(yīng)之間有了相位差，而且相位差隨轉(zhuǎn)速增高而增大。在通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，兩矢量的相位差達(dá)90176。，方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)變化，此時(shí)振幅 y達(dá)最大。大于臨界轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速越變?cè)礁撸ふ窳εc響應(yīng)之間的相位差越變?cè)酱?，遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速后兩矢量相位差為180176。，激振力與響應(yīng)方向完全相反。在此過程中，轉(zhuǎn)子受到的離心合力逐步變小，振幅y逐步變小、趨近于偏心e，質(zhì)心G趨近于幾何中心O，此即所謂撓性轉(zhuǎn)子的自動(dòng)定心。由于不平衡量與所引起的振動(dòng)、即工頻振動(dòng)之間的相位差會(huì)隨轉(zhuǎn)速而變，所以工頻的相位是隨轉(zhuǎn)速而變的（遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速時(shí)變化不明顯）。此外，轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)改變時(shí)，質(zhì)心G的角位置必然產(chǎn)生變化，工頻的相位必然隨之改變。因此，聯(lián)系轉(zhuǎn)速看工頻相位的變化是判斷動(dòng)平衡故障的主要方法。③ 比較兩個(gè)部件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方位。如剛性聯(lián)軸器，平行（徑向）不對(duì)中時(shí)兩側(cè)軸承振動(dòng)的相位差為180176。，角度（端面）不對(duì)中時(shí)兩側(cè)軸承振動(dòng)的相位相同；帶中間短接的齒式聯(lián)軸器不對(duì)中時(shí)兩側(cè)軸承振動(dòng)的相位差為180176。④確定轉(zhuǎn)子振型。對(duì)剛性轉(zhuǎn)子，兩端軸承振動(dòng)相位同相為圓柱形振動(dòng)，反相為圓錐形振動(dòng)。對(duì)撓性轉(zhuǎn)子，兩端軸承振動(dòng)相位同相為一階振型、三階振型、…，反相為二階振型、四階振型、…。⑤ 在轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡中更有著必不可少、十分重要的作用。在大機(jī)組在線狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中，如果不設(shè)置鍵相器，就測(cè)不出相位，同時(shí)許多有價(jià)值的振動(dòng)分析圖譜將難以生成，經(jīng)專業(yè)技術(shù)處理后顯示的某些基本圖譜（如頻譜圖）有時(shí)也會(huì)因一些客觀原因而存在瑕疵。另外，在機(jī)器存在兩個(gè)或兩個(gè)以上不同轉(zhuǎn)速的軸系時(shí)，轉(zhuǎn)速不同的軸系應(yīng)設(shè)置各自獨(dú)立的鍵相器。6. 相對(duì)軸振動(dòng)、絕對(duì)軸振動(dòng)、軸承座振動(dòng)相對(duì)軸振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子軸頸相對(duì)于軸承座的振動(dòng)，即通常所說的轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，一般用非接觸式電渦流位移傳感器來測(cè)量。絕對(duì)軸振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子相對(duì)于大地的振動(dòng)，它可用接觸式傳感器或用一個(gè)非接觸式電渦流傳感器和一個(gè)慣性傳感器組成的復(fù)合傳感器來測(cè)量。兩個(gè)傳感器所測(cè)量的值進(jìn)行矢量相加就可得到轉(zhuǎn)子軸相對(duì)于大地的振動(dòng)。軸承座振動(dòng)是指軸承座相對(duì)于大地的振動(dòng)，它可用磁電式速度傳感器或壓電式加速度傳感器來測(cè)量。在工廠的實(shí)際運(yùn)用中，對(duì)大機(jī)組的振動(dòng)監(jiān)測(cè)絕大多數(shù)是在線的相對(duì)軸振動(dòng)，必要時(shí)輔之于在線的軸承座振動(dòng)（如大型汽輪發(fā)電機(jī)組）或離線的軸承座振動(dòng)（如機(jī)組發(fā)生異常振動(dòng)時(shí)）。7. 橫向振動(dòng)、軸向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)從空間活動(dòng)度上分，有橫向振動(dòng)、軸向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。橫向振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子在垂直于軸線方向上的渦動(dòng)。在工廠，常稱為徑向振動(dòng)。軸向振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子在軸線方向上的往復(fù)振動(dòng)。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是指轉(zhuǎn)子以軸線為轉(zhuǎn)軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。簡(jiǎn)稱扭轉(zhuǎn)。對(duì)