电机振动超标（排除地基问题）后，通过振动频率与特征信号匹配，可快速定位 “转子动平衡失衡”“轴承磨损”“定转子气隙不均” 三大故障，核心逻辑是：不同故障的振动频率与电机转速、结构参数（如极对数、轴承滚珠数）强相关，结合频率特征和振动表现即可精准区分。以下是具体分析方法：
一、核心前提：明确振动频率的 “基准参考”
所有故障频率均以电机额定转速频率（f₀） 为基础计算，先通过转速计或振动分析仪获取电机实际转速（n，单位：rpm），换算基准频率：
f₀ = n / 60（Hz）
例：电机转速 1500rpm → f₀ = 1500/60 = 25Hz
二、三大故障的振动频率特征 + 快速区分表
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故障类型 |
核心振动频率特征 |
典型振动表现 |
辅助判断依据 |
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1. 转子动平衡失衡 |
以1 倍频（1×f₀） 为主导频率，谐波（2×f₀、3×f₀）幅值极低（通常＜基波的 10%） |
- 振动方向：径向振动最强（水平 + 垂直方向），轴向振动微弱；- 转速相关性：转速升高，振动幅值同步增大（频率跟随 f₀变化）；- 无明显噪音，仅 “平稳性差” |
- 停机后盘车无卡滞，转子无明显偏心；- 多因转子磨损、积尘不均、叶片 / 扇叶损坏导致 |
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2. 轴承磨损（滚动轴承） |
以轴承特征频率为主导，无 1 倍频优势，频率多为几十～几百 Hz（与轴承型号相关） |
- 振动方向：径向、轴向均有振动，且伴随高频冲击脉冲（听诊有 “沙沙声”“咯噔声”）；- 转速相关性：振动幅值与转速无严格线性关系，但磨损加剧后整体幅值飙升；- 温度关联：轴承端温度同步升高（通常＞80℃） |
- 轴承特征频率需查手册（或用公式估算），常见类型：① 内圈故障频率：fᵢ = 0.5×Z×f₀×(1 + d/D×cosα)② 外圈故障频率：fₒ = 0.5×Z×f₀×(1 - d/D×cosα)③ 滚动体故障频率：fᵦ = 0.5×D/d×f₀×(1 - (d/D×cosα)²)（Z = 滚珠数，d = 滚珠直径，D = 轴承节圆直径，α= 接触角） |
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3. 定转子气隙不均 |
以2 倍频（2×f₀） 为主导频率，1 倍频幅值较弱（通常＜2 倍频的 50%） |
- 振动方向：径向振动强，部分机型轴向振动有一定幅值；- 转速相关性：转速变化时，振动频率跟随 2×f₀同步变化；- 电磁关联：伴随电流波动，负载增大时振动幅值明显上升（气隙不均导致电磁力不平衡加剧） |
- 拆机可见定转子间隙不一致（用塞尺测量，偏差＞5% 则确认）；- 多因轴承座变形、转子偏心、定子铁芯松动导致 |
三、实操步骤：3 步快速定位故障
步骤 1：测频率 —— 用振动分析仪抓 “主导频率”
通过便携式振动分析仪（或带频谱分析功能的测振笔），采集电机轴承端的径向（水平、垂直）和轴向振动信号，生成频谱图，找到幅值最高的 “主导频率”。
步骤 2：对特征 —— 按频率匹配故障类型
1.若主导频率≈1×f₀ → 优先判断 “转子动平衡失衡”；
2.若主导频率≈2×f₀ → 优先判断 “定转子气隙不均”；
3.若主导频率是几十～几百 Hz（非 1×f₀、2×f₀），且有冲击脉冲 → 优先判断 “轴承磨损”。
步骤 3：核表现 —— 结合振动方向、转速 / 负载相关性验证
4.1×f₀ + 径向强振动 + 转速升高幅值增大 → 确认 “动平衡失衡”；
5.2×f₀ + 径向振动 + 负载增大幅值上升 → 确认 “气隙不均”；
6.高频冲击 + 轴承端高温 + 听诊有异响 → 确认 “轴承磨损”。
四、典型案例：直观区分三大故障
假设电机转速 1500rpm（f₀=25Hz），频谱图表现如下：
1.动平衡失衡：频谱图中 25Hz（1×f₀）幅值最高，50Hz（2×f₀）、75Hz（3×f₀）幅值极低；
2.气隙不均：频谱图中 50Hz（2×f₀）幅值最高，25Hz（1×f₀）幅值仅为 50Hz 的 30%；
3.轴承磨损：频谱图中 180Hz（假设为轴承外圈故障频率）幅值最高，25Hz、50Hz 幅值微弱，且有明显冲击脉冲信号。
五、避坑提醒：2 个易混淆点
1.气隙不均 vs 动平衡失衡：核心看 “1 倍频 vs2 倍频”——1 倍频主导是动平衡，2 倍频主导是气隙不均；
2.轴承磨损 vs 其他故障：轴承故障无 1/2 倍频优势，且有高频冲击和温度升高，可通过 “听诊 + 测温” 快速辅助判断（无需精准计算轴承特征频率）。
总结：振动频率分析的 “核心口诀”
1 倍频主导→动平衡，2 倍频主导→气隙偏，高频冲击→轴承坏；
径向振动看 1/2 倍，轴向冲击查轴承，负载关联气隙险。
通过 “频率匹配 + 振动表现 + 辅助验证”，可在 10 分钟内快速定位故障，避免盲目拆机检修，提高运维效率。
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