振動分析服務之*常見的設備振動問題

*常見的設備振動問題可歸納為：對心**、平衡**、軸承損壞、基礎松動等四種。

?水平、垂直及軸向振動大（但是水平與垂直向的振動大約為軸向的2~3倍）振動分析服務為對心**。

?水平及垂直振動大、軸向振動相對很小（水平與垂直向的振動大約為軸向的4倍以上）為平衡**。

?總振動值在標準內，振動分析服務軸承狀況值大為軸承損壞（或軸承潤滑**）。

?水泥基座與基礎螺絲的振動值如果不同為基礎松動。

診斷技術。

1.平衡**狀況診斷
?當轉動件慣性軸心線與轉動軸心線不在同一直線上時，此轉動件即為平衡**
?造成轉動件不平衡的原因
–轉動件本身形狀不對稱
–加工制造上的公差
–組裝安裝不當
–轉動件于運轉時變形
–轉動件破損磨耗
–轉動件附著異物 振動分析服務平衡**頻譜特性

?振動頻譜主要發生于一倍轉速
?振動方向通常都發生于徑向
?軸向振幅很小，遠小于徑向之1/3
?不論在徑向或軸向， 2倍、3倍、4倍頻之振動，幾乎沒有
　　2．對心**狀況診斷
?所謂對心**是指聯結在一起的兩臺設備的運轉中心線不在同一直線上
?對心**的征狀–軸承、振動分析服務軸封、聯軸器、轉軸提早損壞。
–軸承位置有高溫甚至大量排出潤滑油等現象。
–基礎樁螺絲有松脫現象。
–聯軸器間隙過大或破損。
–聯軸器有高溫現象且橡塑料聯軸器會有粉末排出。
–馬達運轉電流偏高。
–軸承損壞在軌道上有180度與內外對稱磨損現象。振動分析服務對心**頻譜特性?振動頻率主要發生于1倍、 2倍或3倍轉速上
?因大部份之不對心乃混合式不對心(角度式+平行式) ，故振動方向同時來自于徑向和軸向

3．軸彎曲狀況診斷
?軸中心處的彎曲會造成1倍轉速頻率之振動，振動方向主要發生于軸向
?靠近聯軸器的彎曲會造成2倍轉速頻率之振動，振動方向亦
發生于軸向
　　4．機械松動狀況診斷
松動造成的原因大致可分為兩種

?外松動–結構、底板、基礎松動或螺栓松脫

?內松動 –兩配合組件之松動如軸與軸承內圈、振動分析服務軸承蓋與軸承外圈、軸與葉片等配合不當
–振動發生于1× 、 2× 、 3×……7× 、 8×或更高之轉速頻率，徑向和軸向都明顯
　　5．滾動軸承損壞狀況診斷
軸承滾動件損壞頻率（Ball Spin Frequency ，BSF）：
BSF= 1/2 × RPM × Pd/Bd × (1 – (Bd / Pd × cos ψ)2 )軸承內環軌道損壞頻率（Ball Pass Frequency Inner Race ，BPFI）：
BPFI= 1/2 × RPM × N × (1 – Bd / Pd × cos ψ)軸承外環軌道損壞頻率（Ball Pass Frequency Outer Race ，BPFO）：
BPFO= 1/2 × RPM × N × (1 + Bd / Pd × cos ψ)軸承保持器損壞頻率（Fundamental Train Frequency ，FTF）：
FTF= 1/2 × RPM × (1 × Bd / Pd × cos )　其中 RPM : 軸之轉速　　N : 軸承滾動體之數目　　Pd : 軸承節徑　　Bd : 軸承滾動體直徑　　ψ : 滾動體之接觸角

?BPFI通常為轉速×N ×60%
?BPFO通常為轉速×N ×40%
?FTF通常為轉速×0.4~0.6
?BSF通常為轉速之2~4倍
?軸承組件損壞大部份均會產生HARMONIC并伴隨著轉速之旁波
?標準之組件損壞順序為BPFO®BPFI ®BSF ®FTF

6．轉軸磨擦狀況診斷

?當旋轉件與固定件磨擦時，其頻譜與松動相似．
?通常會激發轉速的整數分數的次簡諧振動頻率(1/2，1/3，1/4……)
　　7．葉片狀況診斷

?葉片頻率(BPF) =葉片數*轉速，此為泵浦,風車和壓縮機的固有頻率
?但若設計不當,擴散片磨損,管路陡彎,擾流阻礙或轉軸偏心，皆會引起高BPF
　　8．擾流狀況診斷

?當空氣在進出風車，壓力或速度產生突然之變化時，會引起擾流現象．
?擾流通常會產生隨機，低頻的振動，范圍約在 1~30 Hz間．
　　9．孔蝕狀況診斷

?當泵浦入口壓力不足時，易產生孔蝕（氣穴）現象
?孔蝕通常會產生隨機，高頻且寬頻域的振動，會對泵浦內部機件造成腐蝕．
　　10．齒輪狀況診斷

?齒輪嚙合頻率（GMF)=齒數*轉速
?GMF為齒輪機構固有之頻率，其大小代表負荷之多寡，而非磨耗．11．齒磨耗，偏心或兩軸不平行?齒輪自然頻率會被激發出來f n
?GMF會變大，并伴隨著磨耗齒輪轉速之旁波（side band)
?磨耗增加，旁波亦會增多加大．
?偏心或兩軸不平行時，會有2倍GMF出現
　　12．皮帶傳動問題診斷

?皮帶頻率=3.14*皮帶輪直徑*轉速/皮帶長度
?皮帶發生磨破，松動，振動分析服務或配合錯誤，常會引發1*,2*,3*,4*的皮帶頻率
　　13．皮帶或皮帶輪不對心問題診斷

?皮帶輪不對心時，會在1*轉速顯現高振動
?軸向尤其明顯
?被傳動件之轉速頻率會發現在傳動件頻譜上
　　14．皮帶輪偏心問題診斷

?和不平衡問題一樣，振幅主要發生于徑向之一倍頻．
15．馬達定子問題診斷

?定子偏心會產生氣隙不均而引起振動

?氣隙振動分析服務不均會產生局部發熱而使馬達軸彎曲，故振動會隨操作時間而變大
?會在2倍線頻率(120 Hz)產生高振動
　　16．馬達轉子偏心問題診斷

?轉子偏心會產生2倍線頻率，并伴隨著極通頻率（FP=P*遲滯頻率）
?FP會在低頻區出現（約0.3~2.0 Hz）
　　17．轉子棒松動問題診斷

?轉子棒通過頻率(RBPF)=轉子棒數*轉速
?轉子棒松動時會產生RBPF及2*RBPF，并伴隨著 2*FL(120 Hz)之旁波

18．相位問題診斷

?聯接器的松動或損壞會產生相位問題
?會引發2倍線頻率之大振動
?并伴隨著1/3 FL(20 Hz)的旁波
　　19．同步馬達問題診斷

?線通頻率(CPF)=定子線圈數*轉速
?定子線圈松動時，會產生CPF高振動
?并伴隨著轉速之旁波
　　20．直流馬達問題診斷

?磁場繞組破損，**的SCR，聯接器松動會產生6倍線頻率(360 Hz)之高振動

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