电机轴承系统振动分析该怎么做？

电机轴承系统振动分析该怎么做？

在振动分析领域，电机轴承的振动分析是一个绕不开的长久话题。

电机轴系统通常是一个双支撑单轴系统。单独就电机轴系统而言，这几乎是较简单的一类轴系统，也是所有轴系统振动分析的基础。实际分析操作方法也是其他复杂轴系统振动分析的基础。

1、选择合适的传感器

传感器的类型很多，在对电机轴系统进行振动分析前，需要判断振动信号是位移信号、速度信号还是加速度信号。

根据故障诊断域分析的目的，有时也需增加额外的传感器信号。例如，对于中速电机，主要分析振动的速度信号。但从轴承的特征频率计算可以得知，轴承的频段可能处于高频。在轴承失效初期，特征振动幅值在整体振动中占比很小，因此仅仅从总值上看到的特征并不明显。

此时如果纳入加速度信号，轴承的特征就会变得十分明显，有利于发现早期特征。此例是为了说明振动分析信号选取虽然有一定的原则，但也可根据分析目的进行调整。

2、布置测点

布置测点，即在电机轴系统合适的位置安置传感器。对于一般的旋转轴系统而言，振动分析测点位置的布置选择，条件允许的话，我们需要测量径向平面上相互垂直的两个点，同时再测量一个轴向位置。对于电机而言，需要对两端轴承进行相同的采样位置。在条件不允许的情况下，可以保留一个径向，一个轴向。如果还不行，那就采取径向一个点。

3、测量、信号采集及分析

接下来，进行测量和信号采集，以及数据分析。

测量信号通过数采设备传输上来，使用数据分析方法进行时域绘制、频域展开、瀑布图等等的绘制。这些都是数据采集和数据分析工作内容。如果工程师想自己编写分析程序，需要掌握处理手法相关领域知识。Python、Matlab、R等语言的普及，使得进行这些分析在工具上变得并不困难。但是其中的信号处理技术等，也是工业工程师需要掌握和学习的。

目前，多数工程师习惯直接针对数据分析的结果进行解读和判别。

对于电机而言，主要的振动时域变化，考虑位移信号分析位移的峰值、速度信号分析有效值、加速度信号分析峰值，等这些信号在时间轴上的变化，是否达到预警限值等是最初级的时域分析。

数据分析师可以对这些信号的时域特征做更深入的分析，对信号的各种时域特征进行诊断（大约十三个时域特征），可以观察到更长时间周期内更缓慢的变化趋势，以及多因素影响下的关联特征。现场中，工程师更常用的频域分析方法是对采集来的数据进行频域展开，观察故障的特征。

对于电机轴系统而言，主要有两大部分：与轴系相关的频率部分；与轴承相关的频率部分。（连接齿轮、连接风叶等 本文暂不讨论）不难发现，与轴系相关的频率一般是在1、2、3、4倍频左右。与轴承相关的就在轴承特征频率附近。这就确定了分析频段的目标。

至于特征比对，无非就是不对中、不平衡、地脚松动，轴承内圈、外圈、滚动体、保持架特征频率等等。再加上一些杂项，例如旋转剐蹭等。

这些特征非常容易查找，也好记。但现场采集来的信号往往掺杂在一起，需要一定经验进行分离辨认。经过分析辨认，可以对设备状态进行评估，对故障进行一定的判别。至此，振动分析大致的主要步骤完成。