机械故障诊断培训教程

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1、机械故障诊断培训教程第一节 北京京航公司一从事机械故障诊断的高科技企业北京京航公司隶属中国运载火箭技术研究院，是一家高科技企业。公司主要从事旋转机械故障诊 断方面的理论研究。产品开发与经营。公司成立十多来年，充分发挥航天技术优势，成为国内机械设 备诊断行业中首屈一指的科、 工、贸一体化企业。 本公司产品门类齐全， 性能优良。 相继推出 HG-2500 系列袖珍式测振测温仪； HG-8300 双通道及 HG-8400 多通道数据采集，振动分析，旋转机械及电机诊 断专家系统； HG-8500 机器故障诊断仪； HG-3500 系列数据采集及故障分析，设备管理系统。产品 广泛应用于石油、化工、钢铁、

2、电力、铁路、烟草等大、中型企业的设备管理、维修及监测。产品通 过了国家计量院型式注册检定，获得北京市技术监督局的CPA 证书及 CMC 证书。十多年来，公司产品以可靠的质量， 优越的性能价格比赢得国内广大用户的信赖， 并已批量出口， 远销英国、 南非等地。第二节状态维修 -设备维修的根本性革命大家知道，当前我国对设备的维护仍采用传统的计划、定期维修。而这种方式带有很大盲目性， 设备有无故障、故障类型、故障部位、故障程度难以准确把握。另外，由于良好部位的反复拆卸，机 械性能往往不理想，甚至低于检修前。而且，没有必要的超前维修，带来人力、物力的巨大浪费。故障诊断仪器的广泛应用， 使对机械设备的维护

3、由计划、 定期检修走向状态、 预知检修变为现实， 使机械设备的维护方式发生了根本性革命。状态监测避免了机械设备的突发故障，从而避免了被迫停 机而影响生产；机械状态分析为预知机械设备的维修期提供了可靠依据，即可做到测量表明有必要时 才进行维修。使我们能够及时准备维修部件，安排维修计划，克服了定期维修带来的不必要的经济损 失和设备性能的下降； 完善的诊断能力可为我们准确指出故障类型和故障部位， 避免了维修的盲目性， 使检修简捷易行，大大缩短了维修工期；完善的设备管理软件，又可使企业设备管理自动化。由此可 见，状态检测给企业带来的经济效益是十分显著的。如实行状态维修后，某化工厂年维护修理工作由 24

4、7 台减至 14 台；某电机厂维护费用下降了 75%；某造纸厂年节约 25 万美元，而振动监测设备一次 注投资仅是此数的 10 。第三节机械振动描述一、什么叫振动？ 振动是世界上的物质或物体的一种运动形式。广义来说，振动就是物体（质点）或某种状态随着 时间往复变化的现象。二、振动的分类 工程中有大量的振动问题需要研究、分析和处理，因此有必要简单介绍振动力学中的振动分类方 法，以便在振动故障类型、原因、分析和故障排除方面提供考虑的基础。机械振动的研究和使用方面有多种分类方法，目前，大致有如下几种分类：1、按振动的规律分 简谐振动。非简谐振动和随机振动。有时又将前两者称为周期振动，后者称为非周期振

5、动；2、按产生振动的原因分自由振动、受迫振动、自激振动和参变振动等；3、按自由度分单自由度系统振动、多自由度系统振动和弹性振动；4、按振动位移特征分角振动和直线振动；5、按系统结构参数分线性振动和非线性振动。在机器的故障诊断中，从应用角度看，应着重掌握按振动规律和产生原因这两种分类。三、简谐振动简谐振动又称“正弦振动”，它是振动故障诊断中最基本的概念之一。了解它的表示方法，特别是它的物理意义，对于掌握故障诊断技术十分重要。简谐振动的数学表达式是y (t) = Asin w t式中：A-振幅；w -角频率(园频率)。正弦函数的振动图线如图 3-1所示。因为函数sinw t具有下列特性：sin w

6、 ( t + T ) =sin (w t+ w T)= sinw t则 T=2 n /w为简谐振动的周期。F=1/T简称为简谐振动的频率， w =2 n f表示每秒转过的弧度，亦是在2口秒内振动的次数，称为“园频率”。必须指出，简谐振动一定是周期振动，但是，周期振动不一定是简谐振动。四、周期振动信号的分解及频谱：在故障信号中，周期信号主要是由机器的自由振动、受迫振动和参变振动等产生的。对于周期信号，数学上早已证明，利用傅氏级数原理，可将周期函数y (t )分解成傅氏级数，即将信号分解成许多谐波分量y(t)= ao /2 Ci cos( it - I) C2 cos(2wit - 2) Cn c

7、os(2wit - n)式中：Cn = a. bn2：n = . tg (bn )T/2其中：an = 1/二/2y(t)cosn、tdtn=1,2,”T /2bn = 1/二 y(t)sinn itdtn=1,2,j _i/23-2。由上述公式，以频率为横坐标，以振幅或相位为纵坐标来表征频率域的振动特性，见图(&31，各次谐振幅和谐波相位的全体称为它们是一个离散的频谱，又称线谱，其谱线间的距离为 幅值频谱和相位频谱。五、调制振动信号分析及频谱：设备故障诊断中，特别是对齿轮箱和电机等的诊断，经常碰到调制信号。所谓调制信号，简单他 说就是一个简谐振动的幅度或者角频率的变化受到了另一个简谐振动的影

8、响。前一振动信号称为“载 频信号”，后一信号称为“调制信号”。只有对这类信号进行时域（横坐标为t）和频域（横坐标f）分析后，才能获得诊断结果。在实际诊断过程中，这些调制信号从时域波形图上看，往往十分复杂，但 基本原理仍可归结为简谐振动幅值和频率（或相位）的调制原理，下面进行简要讨论。1幅度调制幅度调制信号的方程是y（t）二A（1 BCos et）Sinct在齿轮箱诊断中，c =2二fc, fc往往对应为啮合频率，而-2：fe ,诊断对象不同，fc和fe 所代表的物理含义不同。将上式展开可得y（t）二 ASin（ cet） （A* B/2）* Sin（飞 ,）t （A* B/2）* Sin（，c

9、 - e）t由此式可知，经调幅后的频率，除了原有的角频率 3 c之外，还有3 c与3 e的和频和差频，即（fc + fe）和（fc - fe）。它们是以fc为中心，以fe为间隔，幅度为 AB/2的两个边带，见图3-3所示。2. 频率调制频率调制的时域和频域的波形，如图3-4所示。如同幅度调制信号一样，在齿轮箱或者其它部件的诊断中，载频信号往往是啮合频率信号，而故障信号则是调制信号,不过此时的故障信号将会影响载频信号的频率，最简单的频率调制信号方程是:y(t)=EOSin(ct+mSin ，et)式中Sin c t表示载频信号Sin ，et表示故障型号展开上式后可得y(t)二 EJ(m)Sin

10、衣Ji(m)Sin(e)t Sin(一 e)tJ2 (m)Sin( c 2 e)t _ Sin( - 2 e)t .式中y (t)瞬时值；E0 峰值幅值；-c 载波角频率；t, 时间；Jn(m)以m为自变量的n阶第一类贝赛尔函数，n= 0, 1, 2,；m调制指数，m=载波频率偏差除以调制频率；3 e 故障信号的角频率。展开式还表明Jn(m)sinct为载波分量；第二项Ji(m)有一阶上边带和下边带； 第三项2(m)有二阶上边带和下边带分量。 由此可见，每一个被调制信号由中心频率fc信号加上调制信号的频率所分开的边带信号所组成，其幅值正比于调制指数，而故障频率(调制频率)为边带频率到中心频率间

11、的 距离。所谓故障诊断，就是要找到或用一定方法确定距离大小以及幅值的高低。当然，中心频率fc的幅值大小，也不是一成不变的，它往往也代表某种故障信息(例如齿轮的磨损信息)。值得指出的是，以上讨论的正弦信号的调幅和调频，在工程诊断中，我们几乎碰不到这种简谐信号的调制情况，经常碰到的是周期信号的调制现象。但一个周期信号，都可以分解成很多简谐振动信 号叠加，故正弦信号的调制概念是故障诊断的基本概念之一。第四节.机械设备运行状态测量一宽带测量开始时，专家们已经知道振动能量的大小是危害机器的主要因素，而表示这个能量大小的应是宽 频带内的振动速度有效值，但是在20年前，当时的测量技术不能满足振动理论提出的要

12、求，六十年代的诊断标准大多为振幅标准，典型代表是1968年国际电工委员会（IEC）对转速不同的汽轮机、电机等所作的诊断标准。见表 1:表1 （良好标准）转速 （转 / 分）100015001800300036007600轴承座Ap_p(mm)0.0750.0500.0450.0250.0210.012标准中轴承座的振幅应取转子的各轴承座三个测点中最大的振幅值。同时，可以通过这个标准说 明，振幅标准值是随转速变化而变化的，转速越高，标准值越低，因此现在通常不采用测量位移来判 断设备的好坏，而振动的速度有效值是与设备的转速元关的，它确能反映设备的最大破坏能量。可以看出，虽然转速越高，允许振幅越小，

13、但是，振动速度的有效值Vrms是不变的，换句话说,无论转速高低，准则是一个，或者说，只允许某种振动能量，这种振动能量大小，是用振动速度的平 方表征的。H 逮 r/ruin在以往的旋转机械振动测量中，多采用机械式百分表来测量位移峰-峰值，用以判断机器振动大小,进而确定好坏。我们说，这种测试方式是极不合理的。原因有三：第一，这种机械式百分表动态响应 很差，不能测量动态量；第二，测量轴承座的振幅是一种相对测量；第三，机器的振动是周期和非周 期振动同时存在的宽带振动，即使用百分表能读出数值，这个数值不一定是机器转速下对应的规定振 幅。对设备监护者，随时测知设备的运行状态是十分重要的，而要判定设备状态就

14、要有相应的振动烈度判据。目前，最常采用的是ISO-2372标准，它以振动速度有效值在于101000Hz频带内的变化为状态判定参量。以设备功率作为分类依据，标准如表4-2。表4-2旋转机械振动诊断的国际标准（ISO2372 ）需要指出的是，振动测量是在机器部件表面进行，因此，测量值还取决于测量处的机械导纳。因 此，选取正确的测点位置是十分重要的，不正确的位置往往导致错误的判断结果。另外，此标准在实 际应用中不必生硬搬套，可根据设备实际情况和经验参考此标准建立自己的企业标准。为了克服测点机械导纳的影响，可靠的办法是通过集中相对变化取得状态信息，即用确定的参考“基线”或级值和允许系统的一定的变化来获

15、得：ISO和其它标准建议：v 1KHz分量变化2.5倍（8dB）作为研究状态重要变化的正常理由，从参考状态上增加10倍（20dB）则意味着机器需要修理； 4KHz的频率分量则分别为增加 6倍（16dB ）和100倍（40dB）,当然，对振动烈度判据还有其它标准，限于时间这里不再介绍。应特别指出的是，HG系列仪器是按国际标准设计的，能和国外振动测量仪器的测量值、分析值 相吻合。而目前国内大部分厂家测振仪器不符合国际规范，所以相对标准的建立应采样同一厂家仪器 系列，在其基础上建立其企业标准，否则标准无意义。第五节旋转机械故障类型及其振动特征认识到振动级值增加表示故障在发展，以后设备维护人员就必须确

16、定故障在机器中某个部件的具 体位置。宽带振动测量对于精确判定故障位置提供不了多少信息，一般说来，频谱分析是故障诊断的 关键。本节介绍不同故障对应的振动频率特征。在实际工作中，如何从振动信号频谱中识别出故障特征是一项较难的工作。尤其对刚从事故障诊 断工作的人员来说，更是如此。有人曾把学习如何识别振动谱图比作学习一种新的工程语言，此比喻 很形象。在分析谱图时应抓住重点，忽略次要因素，以确定故障类型，找出设备存在的问题。在分析振动谱图时，要记住两条原则：1、频率形态（大小及其变化等）代表故障类型；2、幅值代表故障劣化程度。下面我们针对一些典型故障分析实际的振动谱图。一、不平衡泵、风机、电动机使用一段

17、时间后，由于磨擦、积灰等原因，使转子质心改变，出现不平衡（电 动机由于润滑脂过量也会引起不平衡）。不平衡的特点是：（1X ）处有一最大峰值，（转子若1、振动频率单一，振动方向以径向为主。在工频（亦称转频）为悬臂支承，将有轴相分量）；2、在一阶临界转速内振幅随转速的升高而增大；3、 谱图中一般不含工频（1X）的高次谐波（2X、3X ,）。一台射流泵正常运转时在工频（1800r/min）处幅值最大，达1.5卩m （图5-1）。3个月后再测量, 同一处的最大峰值已是2.83卩m （图5-2）,达到泵安全运行的报警值。拆机修理发现一异物缠绕在叶轮上，改变了质心。m （图5-3）,振幅明显减小，泵运行正

18、常。024007KW WOO 120图5-3图5-4从图5-1图5-3可知，最大峰值均在工频1X处，当IX处幅值升高时，2X、3X、4X处的幅值有所降低（图5-2）,故障排除后，1X处幅值有所降低，2X、3X、4X处的幅值又恢复到原来状态，几 乎不变（图5-1、5-3）。图5-4是某发电厂大型风机的后轴承的径向谱图，当1X （1203r/min ）幅值达6卩m时，检修人员认为是不平衡所致，遂进行了动平衡校正，使幅值减少到0.5卩m。但运行一段时间后，1X幅值又超过6卩m。而且从后来测的前轴承的轴向谱图（图5-5）看，1X处的幅值也大。根据此情况及图5-5推断轴已弯曲，而不是不平衡问题。因为不平

19、衡的振动方向主要在径向，一般在轴向谱图上无多大峰 值。图5-5之1X处幅值大说明由于轴弯曲在轴承上产生推拉力所致。2X、3X谐波则说明有松动。检查发现由于振动使前轴承一端的固定螺栓松动，证实了上述诊断结论。由此看出，不平衡和轴弯曲在1X处都会产生大的峰值，但不平衡引起的振动主要在径向，而轴弯曲会在轴向引起大的干扰力。只有全面考虑设备运行情况，才不会误诊。0.16LEo.osk0,04UL1020W40006000800010000r/min96OQ 12000图5-5图5-6二、不对中及轴弯曲虽然人们普遍认为机械振动主要是不平衡所致，但就旋转机械而言，70% -75 %的振动是不对中引起的。不

20、对中有两种：平行不对中和角度不对中。平行不对中径向振动比较突出，角度不对中轴向振动 更突出、两者在机器端部或联轴器两边都有180。的相位差。不对中振动的特点：1 .在2X处有大的能量分布；2 随着不对中程度的增加，产生很大的轴向振动分量；3. 在联轴器的两边振动的相位关系是180+ 30 ;4. 在2X处的幅值大于1X处的50%时意味不对中程度已加剧。r/min图5-7图5-8图5-6是一台水泵的谱图，图中2X处也有峰值，但较小，这与不对中的特点1相符，估计已存在某种程度的不对中。一周后再测量，该处幅值已明显增大并超过1X调处的幅值（图5-7）,说明不对中已比较严重。检查发现不对中量达0.25

21、4mm。找正后谱图（图 5-8） 2x处的幅值已明显变小，机组运行相当平稳。但要说明两点：第一，两次测量结果，1X调处的幅值无明显变化，而 2X调处幅值变化很大，这正是不对中故障的典型频谱特征。第二，在2X附近有两个谱峰，一个在 7100r/min处，为水泵的二倍轴频谱；另一个在 7200r/ min处，它是电机定子绕组中电气故障引起的。三、机械松动即使装配再好的机器运行一段时间后也会产生松动。引起松动的常见原因是：螺母松动、螺栓断 裂、轴径磨损、甚至装配了不合格零件。具有松动故障的典型频谱特征是以工频为基频的各次谐波，并在谱图中常看到10X。国外有人认为，若3X处峰值最大，是轴和轴承间有松动

22、，若4X处有峰值，表明轴承本身、松动。图5-9是一台电机地脚螺栓诊断的谱图。但更换地脚螺栓后，谱图上除工频处有一峰值，其它峰 值均已消谢图5-10 ）。HzHz图5-9图 5-10图5-11是一台用于空气过滤的真空泵的频谱图。图中出现多个高次谐波， 有的已超过0.88min/s。由于该泵已使用3个月，并且是多级推进器，因此怀疑是其中有一级推进器松动。拆开检修发现是过 滤器中的一个袋子被吸到泵里，缠绕在推进器上，使推进器失衡。同时，发现转子在轴承内来回跳动,产生运转速度的高次谐波，表现出松脱的频谱特征。由此看出，一种故障现象往往是几种故障共同作 用的结果。0.4)80.06 -!-3Xi -1

23、14X5X0,3600,32462羅-0,2520.216|0.1440.1 OS0*072:0.0560.000600 Hi图542四、齿轮缺陷用振动频谱来分析齿轮传动存在的问题看起来很简单，但要解释它们却很困难，要发现早期的齿 轮缺陷尤其困难。其主要原因是传感器的安装受到限制和多振源产生一个复杂的频谱。在传动中，一般存在啮合频率（等于齿轮数与旋转频率的乘积）和自振频率。此外，由于齿轮的 频率分量常被齿隙。偏心、载荷以及其他缺陷造成的脉冲所调制，从而出现旁瓣或边带。一般说来，当在啮合频率处有峰值时，意味着齿轮有问题；当出现啮合频率的高次谐波时，意味 着劣化程度加剧；当出现边带，且边带峰值达到

24、一定值时，意味着齿轮故障己很严重，到了失效的边 缘。图5-12是一台齿数为11的齿轮泵，转速为 900r/min （15Hz），啮合频率为165Hz。从图中可看 出，出现多个啮合频率的高次谐波，并伴有以工频为带宽的边带。检修发现齿面已点蚀，并存在偏心。图 5-13图 5-14某金矿大型低速球磨机齿轮箱，主轴转速为900r/min（ 15Hz），从动轴转速为220r/min（ 3.66Hz）。过去每年都要发生断齿。从谱图（图5-13 ）看，齿轮有问题，但具体什么问题不清楚。为此，用数据采集器采集时域波形（图5-14）。由图看出，此故障每隔一定的时间间隔出现一次，周期为0.272s。正好是从动齿轮

25、转频（3.66Hz）的倒数。因此，分析问题在从动轮。检修时发现，从动轮一齿面严重磨 损，并伴有点蚀。以上分析比较了 4种常见故障的频谱特征，总结归纳了识读谱图的方法。但设备是一个有机的整 体，同一故障往往有不同的表现形式，而一种故障现象又常是几种故障共同作用的结果。因此，只有 对多种因素综合考虑才能有效地提高故障诊断的准确率。限于时间关系，下面的几种故障类型仅给出频率特征。5 .滚动轴承故障（滚动轴承）轴承故障表现在不寻常振动级值常常有冲击，冲击速率和被损部件有关系:2）a.外环损坏：f (Hz)二 nfr(1 -dcos： /D)/2b.内环损坏：f (Hz)二 nfr(1 dcos： /D

26、)/2C.滚动体损坏:2f (Hz) = fr(D/d)1 -d(cos： )/D /2d.保持架故障:f (Hz)二f1 d(cos： )/D _ fo1 d(cos )/D/2式中：n-滚动体数、fr -内外环相对转速频率、d-滚动体直径、D-节圆直径、a -接触角、fi、fo几分别为内外环转速频率，二者方向一致取正号，方向相反则取负号。滚动轴承故障振动在径向和轴向上都有表现。6 滑动轴承故障a. 轴承盖松动：表现在径向上转速频率的1/2或1/3频率点上的振动。b. 油膜振荡：表现在径向上稍低于转速频率之半（42%48%）频率点上的振动，发生在高速机器上。7 .滞后回旋：表现在径向上轴的临

27、界转速频率点上的振动。发生在通过轴的临界转速时激起的振动在高转速仍 旧保持，有时紧固转子零件可消除。&不平衡往复力和力偶：表现为径向上转频点和（或）其倍数（对高阶不平衡）点上振动的增强。9 .扰动增加：表现在叶片和翼轮通过频率及其谐波频率点上振动烈度的增强，它在径向和轴向上都有表现。10. 电磁感应振动：表现在转频或同步频率的 1或2倍频点上的振动，它在径向和轴向上都有表现，此振动在关闭 电源时应消失。11. 皮带传动故障：径向上皮带转频的1、2、3和4倍。第六节振动烈度测量、故障分析的实现上面我们介绍的判断机械设备运行状态的方法和以频率特征为依据的故障类型诊断原则，而测点 位置的选取、表征振

28、动量级的参数选取、频率分析中分析方法的确定是准确判定设备运行状态及故障 诊断的前提。一、测量位置的选取振动烈度反映测点上传递的交变力。振动不仅与交变力有关， 而且和该测点上的结构导纳有关（加速度导纳、速度导纳、位移导纳）即：V 二 yvF;d 二 yd F; a 二 yaF式中：F-应变力；V、d、a-分别为振动速度。位移和加速度；yv; yd; ya -分别为振动速度。位移和加速度导纳；因此，测点的选取原则应使传递路径最短，测点刚度最大，以使结构导纳最大，并且每次测量测 点位置必须相同，尽量避免结构导纳不同对测量结果的影响，测点位置选择如图6-1所示，“A” “C”为正确的测点位置；“ B

29、”“D ”为 不正确的测点位置。加速度计館炉图6-1测点位置的正确选取、振动参量的选取：表征振动的参量有加速度、速度和位移三个量，它们之间表现为微积分关系，对单一频率分量:Vm = dm = 2 fdm2 2am = dm 二（2f ） dm或Vm 二 am/（2二f）dm 二 am /（2二f）2amVmdm分别为振动加速度、速度、位移振幅。可见，振动位移随频率的升高有极大的衰减，而振动加速度随频率的降低有极大的衰减，这就决 定了检测低频故障需检测振动位移的变化，而检测高频故障需检测振动加速度的变化，而振动速度可 说是二者的折中，这也是宽带测量中，国际标准2372以振动速度作为参变量的原因。

30、表征振动位移、速度、加速度波形参数常用的有峰值（峰-峰值）、有效值、平均值，以之表示振动的量级，见图6-2，选定振动变量后，确定振动波形表征参量也是正确判定故障的重要内容。峰值是指波形上与零线的最大偏移值，它在指示短时连续冲击的能级上特别有价值，一般用于加 速度测量。峰-峰值是指振动波形的最大偏移量，它反映机器的机构强度， 尤其它在低频段，机构的破坏直接与之有关，故它一般用于位移测量，尤其是在低速大型设备振动测量上。机械设备故障判别表主(HZ-RPKL60方向餐庄戡卉押不平1 = RPM隹向机&賢劲过窝的一瓯因F 1 = RPM时肯2“ RPXI苒时 3RPMA輛囱机MKE融过査的-At赚讲一

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32、lfift负：D- KW1&： d-變功律亶轻主整量径向 寺芯倍的宅界晡矗时將餐羽拄昨转矗Fflieft持* WMxm 錚子零秤可摘吳车平骑注霍力总力Mi k Rpst即威其密et(对高协不平m主餐是叶片畀寓枪遑过炽卑丛墓曙urn接訪段也堆肿盘崛找为増页电武痂宜量越義閒削討审当植先i * 7、3 和4ft蜒帯itai轻囱有效值是振动测量中用的最多的物理量，它定义为振动信号的均方根值，即：yrms=Jiim1/TjT y2(t)dt-tt：:用它表征振动量级的优点在于：既考虑了振动的时间历程，同时又表征了机械振动能量的大小。在高频时，虽然振幅很小，但是由于加速度是位移的-.2倍，因此零部件的惯性

33、力破坏常发生在高频,IKHz 10KHZ乃至更高频率的故国际上近年来除了要求测量仪器满足振动标准烈度外，还要求满足振动监示和测量，正因为有效值有如此的优越性，国际ISO2372标准中对振动烈度采用有效值来表征振动量级。振动平均值（平均绝对值）定义为：y“lim1/T T|y（t）|dtT 即信号的绝对值在时间历程上的平均。平均值虽然也涉及了时间历程，但由于力学意义不明确， 工程上较少采用。三、振动故障诊断中的谱分析技术随着对机械设备故障机理研究的不断深入，谱分析技术日臻完善，方法越来越多，限于时间关系 下面仅介绍几种最常用的方法。1幅度谱：旋转机械的振动一般表现为周期振动，它可分为许多频率分量

34、的合成，即频率谱是离散谱，幅度 谱表征每个频率分量上振动幅值的大小，它是故障诊断中最常用的分析手段，由它可依据前面介绍的 故障特征频率诊断一般的故障类型。2功率谱：（“自谱”、“均方谱密度”）功率谱是信号的自相关函数：xx（ ） = |jm ：x（t）x（t ）dt的幅度谱（付氏变换），由于振动的能量与振幅的平方成正比，因此，功率谱是以能量的观点对振动信号进行谱分析。3、对数谱：前面介绍的幅度谱和功率谱都是该物理量的线性谱，但对许多故障信号往往反映在振动信号的边 带分量和谐波分量上，虽然其变化量级可以很大，但对其基波分量（往往是转频）相对而言，幅值是 较小，甚或是相当微弱的。这样，在幅度谱上不

35、容易观察到其变化的程度，这时应采用对数谱。对数 谱是将各频谱分量的幅度取对数而变为分贝（ dB）量度单位的幅度谱。即：A（ J（dB） =201gA（ ）对数谱实质上是加权幅度谱，对强信号给予小的加权，对弱信号给予大的加权。4、细化（ZOOM ）技术细化技术，就是“局部放大”的方法。故障信号往往集中在某一频段内。为提高这段频率区间信 号的频率分辨率，以准确确定幅值的大小和特征频率，需要采用细化技术。其实质是选带分析技术， 利用频移原理在感兴趣的频带（基带）内仍采用同样多的谱线数进行分析，从而提高了分辨率。图6-35、包络分析包络分析也是目前故障诊断中常采用的技术，许多故障的振动信号表现为幅度调制，如轴承故障 或齿轮表面剥落或损伤会产生周明性的冲击振动信号，一般其载波信号是系统的自由振荡信号及各种 干扰信号频率，而调制信号即包络线多为故障信号，其频率较低，包络分析就是对信号进行解调分离 提取出包络信号，分析它的特征频唯和幅度，就能准确可靠地诊断出轴承和齿轮的疲劳、缺齿、剥落 等故障。