1,、波形圖

波形圖顯示了通頻振動(dòng)幅值與時(shí)間的關(guān)系，又稱(chēng)幅值時(shí)域圖,。

波形圖顯示了振幅,、周期（即頻率）、相位,，特別是波形的形狀和狀態(tài)。

圖中：①振幅為正峰與負(fù)峰之間的位移量,，比較各周期對(duì)應(yīng)的峰高，即可知振幅值是否穩(wěn)定,；②二個(gè)亮點(diǎn)之間為一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期,，波形圖的周期數(shù)可以選取，想了解波形重復(fù)性時(shí)周期數(shù)選多一點(diǎn),，想了解波形細(xì)節(jié)時(shí)周期數(shù)選少一點(diǎn),；③亮點(diǎn)為振動(dòng)的初相位、即零位,，比較各周期對(duì)應(yīng)峰與零位的間隔,，可以粗略了解振動(dòng)相位（發(fā)生的時(shí)間、位置）是否穩(wěn)定,。

波形圖既可以是通頻波形圖,，即顯示通頻總振值與時(shí)間(周期)的關(guān)系,；也可以是選頻波形圖，即一倍頻波形,、二倍頻波形,、0.5倍頻波形、…等,。

波形圖也可以作為示波器對(duì)振動(dòng)波形的形態(tài)和變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),。

由于從波形圖上不能直接得頻率及相位的精確數(shù)據(jù)，現(xiàn)在很少用它來(lái)確定振動(dòng)參數(shù),。但是,，其形象、具體的波形及其變化狀態(tài),，特別是波形在各周期下的重復(fù)性狀況,，仍非常有助于對(duì)振動(dòng)故障、尤其是干擾信號(hào)的分析,、界定,。例如：

①正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的波形圖，因工頻為主,，所以為近似的正弦波,，如上圖,；

②動(dòng)不平衡時(shí)，為近似的等幅正弦波,，見(jiàn)下圖,；

③對(duì)中不良時(shí)，波峰翻倍,，波形光滑,、穩(wěn)定、重復(fù)性好,，見(jiàn)下圖,；

④摩擦時(shí)，波峰多,，波形毛糙,、不穩(wěn)定，或有削波,，見(jiàn)下圖,；

⑤自激振蕩時(shí)，波形雜亂,、重復(fù)性差,、波動(dòng)性大；

⑥嚴(yán)重油膜渦動(dòng)時(shí),，因接近半頻,，振幅大小間隔，反而有點(diǎn)規(guī)律,，見(jiàn)下圖,；

⑦瞬態(tài)振動(dòng)時(shí)，波形為若干周期的連續(xù)衰減,；

⑧沖擊振動(dòng)時(shí),，通頻波形上出現(xiàn)小于一個(gè)周期的突起后又衰減的波形；

⑩   虛假信號(hào)干擾時(shí),，波形瞬間急劇變化,，甚至呈直線狀。

動(dòng)不平衡時(shí),，為近似的等幅正弦波

不對(duì)中時(shí),，波峰翻倍，波形穩(wěn)定,、重復(fù)性好

對(duì)中不良時(shí),，通頻波形圖肯定要受到二倍頻正弦波的影響，二倍頻在通頻的一個(gè)周期內(nèi)變化二次,，迭加后的波形自然是波峰翻倍,。

在上圖中,，由于工頻本身較低,，只有16μm,，從而使略微偏高的二倍頻(18μm)顯得較高；此外,，由于還存在一些不太大的高次諧波,，所以波形不夠光滑；各頻率成分的幅值較為穩(wěn)定,，波形的重復(fù)性好,。總體上看,，機(jī)組存在對(duì)中不良,，但程度并不嚴(yán)重。

沖擊振動(dòng)時(shí),，在通頻波形上出現(xiàn)小于一個(gè)周期的突起后又衰減的波形,。

虛假信號(hào)干擾時(shí)，波形瞬間急劇變化,，甚至呈直線狀,。

主要為動(dòng)不平衡、并存在局部圓周摩擦的波形頻譜圖

嚴(yán)重油膜渦動(dòng)時(shí)的波形頻譜圖

油膜渦動(dòng)嚴(yán)重時(shí),，接近于半頻的波形必然會(huì)對(duì)通頻波形產(chǎn)生重要影響,。半頻的波形是正弦波、周期為通頻的二倍,，在半頻的正峰,、負(fù)峰分別間隔影響下,，迭加后形成了周期內(nèi)振幅正,、負(fù)值懸殊大、各周期振幅大小間隔的通頻波形,，一個(gè)周期振幅大,，另一個(gè)周期振幅小。

2,、頻譜圖

頻譜圖顯示了各振動(dòng)分量的頻率及其振幅值,。

橫坐標(biāo)可選擇“階比”或“頻率” 。

各種頻率所對(duì)應(yīng)的故障可參照前面在多值棒圖中的介紹,。

正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的頻譜圖通常是：一倍頻最大,，二倍頻次之、約小于一倍頻的一半,，三倍頻,、四倍頻…x倍頻逐步參差遞減,，低頻（即小于一倍頻的成份）微量或無(wú)，其它頻率成分基本上不存在,。

看頻譜圖不能就圖論圖,，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下總是一倍頻最大，一定要與歷史及正常運(yùn)轉(zhuǎn)下的頻譜圖相比較,，查找哪些頻率成份發(fā)生了增大變化,，增大的倍率有多大，是否出現(xiàn)新的異常頻率成分,，各分量的能量水平大不大,，等等。

該頻譜圖中各頻率分量的能量水平實(shí)際上很小,，工頻也相對(duì)較小,。

3、 軸心軌跡圖

軸心軌跡圖顯示了轉(zhuǎn)子軸心相對(duì)于軸承座渦動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,。

正常的軸心軌跡應(yīng)該是一個(gè)較為穩(wěn)定的,、長(zhǎng)短軸相差不大的橢圓。

不對(duì)中時(shí),，軸心軌跡為穩(wěn)定的月牙狀,、香蕉狀，嚴(yán)重時(shí)為8字形,；發(fā)生摩擦時(shí),，會(huì)出現(xiàn)多處不穩(wěn)定的鋸齒狀尖角或小環(huán)；軸承間隙或剛度差異過(guò)大時(shí),，為一個(gè)很扁的橢圓,；可傾瓦瓦塊安裝間隙相互偏差較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)明顯的凹凸狀,。

如果軸心軌跡的形狀及大小的重復(fù)性好,，則表明轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)是穩(wěn)定的；否則,，就是不穩(wěn)定的,。轉(zhuǎn)子發(fā)生亞異步自激振動(dòng)時(shí)，其軸心軌跡往往很不穩(wěn)定,，不僅形狀及大小時(shí)刻在發(fā)生較大的變化,，而且還會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)的大圈套小圈的情況。

軸心軌跡圖有原始,、提純,、平均、一倍頻、二倍頻,、0.5倍頻等多種軸心軌跡,，主要看提純、一倍頻,、二倍頻的軸心軌跡圖,。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)中不可避免地包含了噪聲、電磁信號(hào)干擾等超高次諧波分量,，使得軸心軌跡的形狀變得十分復(fù)雜,，有時(shí)甚至是非常地混亂。而提純的軸心軌跡排除了噪聲和電磁干擾等超高次諧波信號(hào)的影響,，突出了工頻,、0.5倍頻、二倍頻等主要因素,，便于清晰地看到問(wèn)題的本質(zhì),；一倍頻軸心軌跡可以看出軸承的間隙及剛度是否存在問(wèn)題，因?yàn)椴黄胶饬恳鸬墓ゎl振動(dòng)是一個(gè)弓狀回轉(zhuǎn)渦動(dòng),，工頻的軸心軌跡就應(yīng)該是一個(gè)圓或長(zhǎng)短軸相差不大的橢圓,，而如果軸承間隙或剛度存在方向上的較大差異，那么工頻的軸心軌跡就會(huì)變成一個(gè)很扁,、很扁的橢圓,，從而把同為工頻的不平衡故障和軸承間隙或剛度差異過(guò)大很簡(jiǎn)便地區(qū)別開(kāi)來(lái)；二倍頻軸心軌跡則可以看出嚴(yán)重不對(duì)中時(shí)的影響方向等,。

通過(guò)軸心軌跡圖,，還可以判斷轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)是正進(jìn)動(dòng)、還是反進(jìn)動(dòng),。

4,、振動(dòng)趨勢(shì)圖

振動(dòng)趨勢(shì)圖記錄了振幅及相位隨時(shí)間變化的關(guān)系。

通過(guò)振動(dòng)趨勢(shì)圖可以看到異常振動(dòng)的起始時(shí)間,、終止時(shí)間,、持續(xù)時(shí)間，特別是工頻,、二倍頻,、0.5倍頻等主要頻率的幅值隨時(shí)間變化的形態(tài),，這一點(diǎn)是頻譜圖,、波形圖、軸心軌跡圖等其它圖形都難以實(shí)現(xiàn)的,，是在線監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì),。此外，還可以調(diào)看探頭間隙電壓的趨勢(shì)，從而確定一次儀表本身有無(wú)故障,。

例如,，由上圖中可見(jiàn)，同一軸承處二個(gè)測(cè)點(diǎn)的工頻振幅值及相位一直在同起同落,、能上能下地變化,，變化過(guò)程是由許多小的變化所組成，其中既有漸變（較均勻結(jié)垢）,、又有小的突變（突然掉落一塊）,，但總體上是緩慢的漸變，振幅值能回落到靠近原正常振動(dòng)值附近,，因此是較典型的轉(zhuǎn)子結(jié)垢,。

下面是某發(fā)電汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子1#、2#軸承的一倍頻振動(dòng)趨勢(shì)圖及探頭間隙電壓趨勢(shì)圖,。從振動(dòng)趨勢(shì)圖上看,，1#軸承的1X、1Y振動(dòng)值及相位多次同時(shí)發(fā)生較大變化,，另一端的2Y也同時(shí)變化,，似乎是真的發(fā)生了振動(dòng)，然而相位反復(fù)變化后終回到原值又令人生疑,。但再看間隙電壓趨勢(shì)圖,，1X、1Y,、2Y的間隙電壓都在對(duì)應(yīng)的同一時(shí)間也發(fā)生了較大的變化,，根據(jù)探頭特性，在振動(dòng)值變化50μm時(shí),，間隙電壓變化不應(yīng)超過(guò)0.2V,而實(shí)際都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)（約為0.5~3V）,，另外2X早已從10V變成了5V而處于失靈狀態(tài)。此外,，其它各種頻率成分也都在同一時(shí)間發(fā)生了變化,。因此可以認(rèn)為，這可能是測(cè)振系統(tǒng)受到干擾而產(chǎn)生的假象,。

5,、極坐標(biāo)圖

極坐標(biāo)圖是把幅值及相位隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果用極坐標(biāo)的形式來(lái)表示，亦稱(chēng)可接受區(qū)域圖,。

散布集中,、相位穩(wěn)定時(shí)，好,；散布區(qū)域增大,、相位改變時(shí)，應(yīng)引起重視。

軸心位置圖顯示了轉(zhuǎn)子軸心相對(duì)于軸承中心的穩(wěn)態(tài)（即忽略振動(dòng)）位置,。

通過(guò)軸心位置圖可以看出偏位角、偏心距,、最小油膜的厚度,，從而判斷轉(zhuǎn)子運(yùn)行是否平穩(wěn)。

一般來(lái)說(shuō),，大機(jī)組轉(zhuǎn)子軸心位置的偏位角應(yīng)該在20°～50°之間,，最小油膜厚度大約為30～200μm。如果偏位角過(guò)大,，表明軸心位置上移,，預(yù)示著轉(zhuǎn)子很容易發(fā)生不穩(wěn)定渦動(dòng)；如果最小油膜厚度變薄,，則表明油溫或瓦塊溫度明顯增高,，并可能出現(xiàn)磨損。

7,、波德圖

波德圖顯示了轉(zhuǎn)子振幅和相位隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系曲線,。

波德圖是十分有用的分析圖譜，從波德圖上可以得到以下信息：

①轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在各種轉(zhuǎn)速下的振幅和相位,；

②轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速,；

③轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)放大系數(shù)Q(Q=臨界轉(zhuǎn)速下的峰峰值∕操作轉(zhuǎn)速下的峰  峰值 )，動(dòng)態(tài)放大系數(shù)原可接受范圍是3~8,，但伴隨著設(shè)計(jì)與制造水平的提高,，如今動(dòng)態(tài)放大系數(shù)越來(lái)越小，新出廠的機(jī)器多數(shù)在3.55以下,，小于2.5的也屢見(jiàn)不鮮（API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定小于2.5時(shí)為臨界阻尼狀態(tài)）,，動(dòng)態(tài)放大系數(shù)過(guò)大,，很可能是不安全的,；

④轉(zhuǎn)子的振型；

⑤系統(tǒng)阻尼的大小,；

⑥轉(zhuǎn)子是否發(fā)生熱彎曲,；

⑦轉(zhuǎn)子上機(jī)械偏差和電氣偏差的大小,。

由以上這些信息可以獲得有關(guān)轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的剛度、阻尼特性以及轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡狀況,。

例如,，對(duì)上圖而言：

①轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速下一倍頻的最大振動(dòng)值及相位為137 μm/232°，操作轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)值及相位為37 μm/288°,；

②轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速為1622 r/min左右,；

③轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)放大系數(shù)Q=137∕37=3.7;

④轉(zhuǎn)子的振型為一階振型,；

⑤轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)具有較適度的阻尼（振幅及相位在通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí)變化較緩慢,，放大系數(shù)也不過(guò)大）,；

⑥轉(zhuǎn)子上機(jī)械偏差和電氣偏差很小，幾乎為零,。

右圖則存在較大的機(jī)械偏差和電氣偏差,。在開(kāi)車(chē)初期的慢轉(zhuǎn)速下（圖中為350 r/min），振動(dòng)值就達(dá)到50μm以上,，另外還存在干擾信號(hào)（圖中若干處直線狀線條）,。

8、頻譜瀑布圖

頻譜瀑布圖匯合了開(kāi)停車(chē)過(guò)程中各時(shí)間間隔下的頻譜圖,，簡(jiǎn)稱(chēng)瀑布圖,。

將啟停機(jī)過(guò)程中連續(xù)測(cè)得的一組頻譜圖，按一定的時(shí)間間隔所組成的三維譜圖就是頻譜瀑布圖,。其中,，X軸為頻率，Y軸為振幅,，Z軸按時(shí)間間隔平行布置,、有時(shí)附加上對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通過(guò)瀑布圖,，可以清楚地看出各振動(dòng)分量的頻率及幅值隨時(shí)間是如何變化的,。