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GB／T 19873.3-2019 机器状态监测与诊断 振动状态监测 第3部分：振动诊断指南简介：

GB/T 19873.3-2019 是中国国家标准《机器状态监测与诊断 振动状态监测》的第三部分，其全称为《机器状态监测与诊断 振动状态监测 第3部分：振动诊断指南》。这个标准主要针对工业设备的振动状态监测和诊断提供了详细的指南。

该标准主要目的是为了规范和指导振动状态监测在工业设备维护中的应用，振动是设备运行过程中常见的故障指示器，通过对设备振动的实时监测和分析，可以有效地预防和识别设备的异常，从而提前进行维修，减少设备故障带来的损失。它涵盖了振动信号的采集、处理、分析方法，以及振动诊断的流程和标准，包括但不限于：

1. 振动传感器的选择和安装 2. 数据采集和实时监测技术 3. 振动信号的特征提取和分析 4. 常见故障模式的识别和判断 5. 长期趋势分析和预测维护

总的来说，GB/T 19873.3-2019 是为工业设备维护人员提供了一套科学、有效的振动状态监测和诊断方法，有助于提高设备的运行效率和可靠性。

GB／T 19873.3-2019 机器状态监测与诊断 振动状态监测 第3部分：振动诊断指南部分内容预览：

机器状态监测与诊断振动状态监测

可靠的测量是使用本部分必要的基础（见参考文献[1]。 一般有三种类型的振动测量： a）非旋转部件上振动测量，例如使用加速度计或速度传感器，测量轴承座、机器罩壳或机器基确

可靠的测量是使用本部分必要的基础（见参考文献[1])。 一般有三种类型的振动测量： a）非旋转部件上振动测量，例如使用加速度计或速度传感器DB14／T 1550-2017标准下载，测量轴承座、机器罩壳或机器基础

4.2机器运行参数测量

指导使用者进行诊断时逐步提出问题和回答问题的过程。流程图用于描述振动故障和特征，而进程表 用于更深层次的分析。故障表用于阐明一般机器故障以及这些故障如何表现。 附录A详述了机器振动分析的系统方法 a）A.1用于收集机器的背景信息、振动性质和严重性； b）A.2用于解答一些诸如不平衡不对中和碰摩等常见故障诊断的问题； c）A.3用于列出对可能性的诊断建议采取措施时考虑的因素。 另外，大部分机器常见故障的诊断方法在其他附录中描述： 安装故障和实例在附录B中描述； 一径向流体动压流体膜轴承的故障和实例在附录C中描述； 一滚动轴承的故障和实例在附录D中描述。 特定机器的指导在ISO13373的其他部分提供。 尽管可能还有其他的方法，但通过有经验的使用者把这些故障集中放在一起是好的实践方法。 提醒使用者：有时候振动诊断可能会指出是机器的儿个根本原因，这种情况下建议和制造商共同 商议。

在使用相关的流程图、进程表和故障表之后，将来可能需要试验来确认原因和作用机理。在某些 下，经车间操作人员同意，可能需要对机器做某些物理改变来观测机器的响应。 典型的试验和分析技术在6.2~6.4中表述

6.2运行参数无需改变

这些试验可以在机器正常运行时完成，即机器的特性不发生改变

趋势分析的目的是通际机器状态随的时 通过连续或定期测量完成。趋势既和运行参数 有关也和振动参数有关。振动值可为某个频带的运 值或均方根值，也可以为几个更窄频带的滤波 值。更详尽的分析可包括趋势数据的回 可能的外推法

需要一个参照信号的相位是重要的诊断工具，例如，相位是区分不对中、共振碰魔和不平衡的有

在诸如冲击、激振等共振试验中，目的就是找出机器可以激出的所有固有频率或共振转速。通常对 机器进行冲击试验是确定静止部分的固有频率，而共振转速试验是确定转子或轴系的固有频率。冲击 试验通常在机器不运转时进行。然而如果需要寻求共振转速，建议进行升速和降速滑行试验（见6.3.1）

6.2.5工作变形的测量

工作变形测量（ODS）实际是机器在正常运行工况不，在任意频率（通常在工作速度）机器振动变形 的可视化。测量机器上所有点的振幅和相位都很重要，这给出了机器在工作状态下实际相对变形的可 视化

6.2.6长时间波形采集

6.3需要改变运行参数

6.3.1改变运行工况

改变运行工况宜和车间操作表 良值以外宜特别小心对待并需所有 当事人同意。 示例如下： 改变机器的速度，如升速、降速； 不同参数下的振动测量，如改变油温、改变负荷

6.3.2全模态试验分析

具，包括固有频率、阻尼比和模态振型。 昂贯和耗时的试验，需要大量的仪器和经验，仅在必要时进行。通常模态试验时机器必须停下 模态试验中获取的机器特性在机器停止和运行转速下会有不同，特别是使用流体动压轴承的机器

6.4改变机器的物理状态

最好在机器物理状态改变前利 改变后都进行一次测量并进行风险评估。 物理状态改变的示例如下： 不平衡试验； 联轴器翻转180°； 机器脱开运行； 附加的测量.例如对中转子在轴承中的位置、定子温度

8建议采取措施时需考虑的因素

安全； 商业； 错误的设计。 明显的，对一个具体的诊断采取合适的措施取决于个人的情况，对诊断给出明确的建议超出了本部 分的范围。然而对诊断工程师来说，根据他们的诊断考虑可能的措施以及这些措施产生的结果很重要。 建议措施取决于故障诊断中的置信度（例如，该机器之前有没有正确地做过同样的诊断结论）、故障 类型和严酷度以及安全和商业的考虑。这不是本部分的目标，也不可能给出所有情况的建议措施。然 而当建议采取措施时宜虑一些问题，其中一些在A.3中指出。

表A.1总结了包含信息收集和检验的原始问题，

表A.1总结了包含信息收集和检验的原始问题，

表A.2总结了诊断问题

.3当建议采取措施时需考虑的因素

本条款是关于当诊断确定故障需要处理时在建议措施之前评估风险。建议措施依赖于故障诊断中 的置信度（例如，该机器之前有过同样的正确诊断吗）、故障类型和严酷度以及安全和商业的考虑。对所 有情况提出建议措施不是也不可能是本部分的目标。然而，当建议采取措施时有几个问题宜考虑，指出 其中一些如下： a） 仪器故障 该机器正在使用的仪器能维修和替换吗？ 可替换的仪器能安装吗？ 根据保存的有用的信号机器状态能被充分的确定吗？ 维修或替换仪器能等到计划停机吗？机器的任务和任何可知的风险需要立即干预吗？ b） 不严重的或未诊断出的机器故障 当进一步调查正在进行时，能采用提高型的状态监测方案以确定状态的任何进一步恶化吗？ 较严重的或已诊断出的机器故障 机器的安全职责是什么？

19873.3—2019/ISO133

机器的商业职责是什么？ 运行中机器故障的安全、商业或环境后果是什么？ 有机器穴余吗？ 如果故障发生有备用的机器可用吗？ 能够安排实施运行变化（例如负荷、速度、温度等变化)以减小故障的影响吗？ 下一次计划停机维修或替换是什么时候？ 有以前同样机器类型同样故障的经验吗？ 能采用提高型的状态监测方案以确定状态的任何进一步恶化吗？ 在可接受的机器运行故障风险下机器能运行到下一次计划停机吗？ 为避免故障状态的恶化，机器能在可控的方式下停止运行吗？

B.1安装故障的振动诊断流程图

本附录描述安装故障的诊断过程。这些故障对于所有机器来说都是很常见的。图B.1的流程图是 诊断过程的一个指南，但并不是全面的

图B.1安装故障的诊断流程图

推荐的方法在图B.1中图解阐述。包含视觉检查和谱分析2的安装问题的诊断方法建议作为已安 装机器测试的主要内容。此外，共振测试3、时域波形分析、轨迹分析、相位分析和工作变形 OperationalDeflectionShape，ODS）分析当必要时也可以采用

义对安装的机器进行任何测试前.完成机器和现场

振动量值宜进行测量并和相应的国家标准对照。如果振动量值在充许限度内那么这不是一个安 装故障。

整个运行范围的阶次分析和谱分析是 断的核心。然而这也取决于机器。谱数据通常是 速度数据，但是也可以是加速度数据（对于高速度机器）和位移数据（对于压缩机和低速机器）。 根据情况这些谱数据宜从驱动和被驱动机器所有轴承上水平、垂直和轴向全部三个方向测量。宜 获取完整的机器知识用于识别特征频率。谱分析的目的是识别出导致机器振动的频率。如果所有的振 动振幅都在允许的范围内，那么机器可以作为正常接受然而，如果任何频率成分具有高的振幅，那么 谱分析则用来将高振幅振动频率和机器的某个频率关联起来

高振幅振动的谱分析结果将是以下三种情况之一

有许多和机器相关的问题可以导致高的1x振动。在这些故障中包括转子的机械不平衡和

不平衡，管道压力和滑座水平。在这种情况下，需要在机器上进行特殊的振动测量来描述该 1x振动的本质，且区分不同的1x故障。这些测量包括：时域波形测量，相位测量和工作变形 (ODS）测量。 b 在除运行频率（1x）外的和已知原因有关的其他频率 实例是包括只有1x或者同时存在1x和2x（见图B.2)，甚至3x的不对中。另一个例子是谱中 运行速度谐波逐减的振幅（见图B.3）。这个谱的形状经常和轴承及安装滑座的松动相关联。 c） 在不能和机器通常可知的缺陷联系起来的频率 在这种情况下，需要进行额外的测试以判断这些频率的来源。这些测试包括共振测试（包括冲 击试验和瞬态测试）、模态测试和流量特征测试，见图B.4的a)～d)。共振测试的目的是使观 测到的频率和机器的固有频率（静止部件）或者共振速度（旋转部件）相关联。模态测试是共振 测试更高级的形式，在这里机器的所有模态特征都被确定，包括固有频率、阻尼比和模态振型， 模态测试很少在现场使用，因为它是一种精细的测试方法，通常时间和费用成本都很高。然 而，当有正当理由需要时，它可成为获得机器特征和清楚地识别谱中观测到频率的强有力工 具，并且提出一个问题的解决方案。关于流量特征测试，它一直是个保证旋转机器总是在最高 效率点或者接近最高效率点运行的好办法，否则会出现更高的振动振幅。比如《城镇供热管网结构设计规范 CJJ105-2005》，出现泵的回流 和气穴效应以及压缩机失速的这种情况

图B.3电机轴承的松动2

最为困难的情况出现在谱分析发现了高的1x振动。有很多和安装问题相关的故障可能会导致 1x振动。在这些故障中包括不平衡、不对中、外壳变形、基础倾斜、滑座水平、管道应力和过大的轴 原。在这种情况下，需要在机器上进行特殊的振动测量，来描述该1x振动的本质，且区分不同的 章。这些测量包括：时域波形测量，相位测量和工作变形（ODS）测量

B.2.5时域波形分机

图B.4立式泵的共振测试

时域波形测量可用于区分不对中（见图B.5）、管道压力（见图B.6）和过大轴承间隙（见图B.7）。 对于管道压力，很明显作用在机器上的力是定向的，通常在水平方向上，并且这个方向力作用在整个机 器上。不适当的轴承间隙也会导致定向力。然而，这种不适当间隙在轴承上是局部的，对特殊几何轴承 尤其如此，如椭圆或多油叶轴承，

图B.5不对中时域波

JT∕T 1311-2020 公路铁路交叉路段技术要求图B.7不当的轴承间隙