在设备振动分析与故障诊断过程中,波形图是最基本也是最直观的数据呈现方式之一。通过观察波形图,我们可以判断设备是否存在异常振动,进而进行更深入的频谱分析与诊断。而在波形图分析中,周期、频率与振型是不可忽视的三大核心参数。
✅ 周期(Time Period):每一次重复的时间长度定义:周期是指一个完整振动过程所需的时间,通常以秒(s)或毫秒(ms)表示。
举例来说,当我们看到波形图中一段振动信号呈现出重复性波动,两个相邻波峰之间的时间间隔就是一个周期。
作用:
判断振动是否规律、是否存在冲击型异常
识别不同设备部位的运转节奏(如轴转动周期、齿轮啮合周期)
是计算频率的基础参数(频率 = 1 / 周期)
📌 在实际测量中,周期越短,表示振动越快,对设备的冲击也可能更强。
✅ 频率(Frequency):振动在单位时间内发生的次数定义:频率指单位时间内重复发生振动的次数,单位是赫兹(Hz)。
1 Hz = 每秒1次振动;50 Hz = 每秒振动50次。
频率是诊断故障类型的重要指标,不同的故障对应不同的典型频率区间:
故障类型
常见频率特征
不平衡
通常出现在转速频率(1X)
不对中
出现2X、3X等倍频
轴承故障
高频信号,伴有冲击振动
松动或共振
不规则低频波动
📌 在分析振动频率时,我们通常会结合FFT频谱图来进一步确认具体故障源,但波形图中频率变化可提供初步线索。
✅ 振型(Vibration Mode):振动的空间分布和运动形式定义:振型是指设备结构在振动时,各个点在空间中的相对运动状态。
这不仅包括“有没有振动”,还包括“怎么振”的问题。
常见的振型包括:
一阶振型:整体摆动,主要能量集中在最低频率段
高阶振型:结构局部变形或扭曲,通常出现在高频段
扭转型/弯曲型/侧向型:根据结构方向及节点运动形式进行分类
🧩 振型的识别需结合多个测点的波形图或模态测试结果来判断。例如,如果A点与B点同步运动,说明同相;若一个点为正峰、另一个为负峰,说明可能处于反相或节点位置。
📌 了解振型,有助于判断是否为共振、结构件局部松动、安装不当等问题。
🔍 典型应用案例:振动波形图中发现异频冲击某客户的压缩机运行中发现异响。我们使用VMI VIBER X5采集多个测点的振动波形图,发现:
周期不稳定,呈现间歇性突跳
频率集中在原始转速的3.5倍附近
振型显示中段振幅最大,端部为节点
结合经验判断为“悬臂结构发生局部共振”。调整支撑结构后,波形恢复规则,频谱幅值下降80%以上。
✅ 总结:三者不可或缺,合力构建完整诊断体系项目
用途
在波形图中的体现
周期
判断重复性、转速关系
波峰/波谷间的时间间隔
频率
精准定位故障类型
重复次数越多,频率越高
振型
分析结构响应和形变形式
多测点波形形态比较、共振特征
在振动分析中,周期→频率→振型构成了由浅入深的诊断逻辑链。掌握这三要素,不仅能读懂波形图,更能读懂设备的“健康密码”。