有一种诊断技术会快速地找到大多数振动故障的根源。它可能是所有振动诊断技术中最强大的。它随同振动分析一直存在，只是没有得到更多的关注，很难找到这方面的信息。这个技术就是相位分析。

振动分析仪通过时域波形、频谱等提供时间、频率、幅值信息。这些数据就是振动分析的基础。它几乎包含了设备机械和电气故障的全部特征。振动分析过程涉及到确定振动严重程度，辨别频率和特征、不同峰值和特征对应的机械和电气部件，形成分析结论，如果有必要，提供维修建议。但振动分析并不是那么简单，也不是自动给出诊断结论的。

有一个诊断技术会快速的找到大多数振动故障的根源。它可能是所有振动诊断技术中最强大的。它随同振动分析一直存在，只是没有得到更多的关注，很难找到这方面的信息。这个技术是什么？它就是相位分析*。

图1 普卢福振动分析仪——Vibxpert II

什么是相位?

相位就是转动部件参考一个固定位置得到的瞬时位置信息。相位告诉我们振动的方向。相位研究就是收集设备和结构的相位数据和评估，揭示部件之间相对运动的信息。振动分析中，相位分为：绝对相位和相对相位。

绝对相位使用一个传感器和光电传感器。每个测点，振动分析仪计算光电触发点和振动波形中下一个正峰之间的时间。时间差转换成角度，显示为绝对相位。相位能以转轴频率或转轴谐频（同步频率）进行测量。转子动平衡时需要绝对相位。

图2 软脚的相位分析方法

相对相位通过多通道振动分析仪同时使用两个或多个同样类型的传感器采集交叉通道的振动波形计算得到的。1个传感器作为固定参考放置在设备上（通常是轴承座），另一个传感器移动到不同的测点。在每个测点，振动分析仪比较固定传感器和移动传感器之间的时间波形。相对相位就是特定频率时间波形的时间差，转换为角度。相对相位不需要光电传感器，所以在任何频率测量相位。

两种相位测量方法都很简单。相对相位是比较方便的一种方法，因为不用停机安装反光带，且可以在任何频率测量。大多数单通道振动分析仪可以测量绝对相位，市面上大多数多通道振动分析仪包含绝对相位和相对相位两种测量功能。

什么时候使用相位分析

每个人都需要相位分析。当设备的振动故障源不清楚或需要确定可疑的振动源时，就需要使用相位分析。相位分析测点可能只包括设备轴承部位或包括整个设备从地基到轴承。下面是相位如何帮助振动分析的例子。

图3 轴承翘曲和轴弯曲的相位分析方法

软脚

软脚用来描述机组框架变形。电机地脚，机泵和其他部件不平，其他问题，如加工误差，地脚弯曲或扭曲，安装平面不平等都会造成软脚。软脚会加剧振动和对轴承、密封、联轴器施加过度应力。软脚会造成电机定子基座变形，造成气隙不均，导致2X线频的振动。

使用激光对中仪，逐次松动设备的地脚，矫正软脚。当设备运转时，相位用来确认软脚。测量地脚安装平面和地脚的垂直相位。如果连接是紧的，两者相位相同。如果相位差超过20度，地脚是松动的或机组的框架断裂或不稳。

图4 轴承翘曲和轴弯曲的相位分析方法

轴承翘曲和轴弯曲

相位可用来检测轴承翘曲和轴弯曲。测量轴承座轴向4个位置的相位。如果轴承是翘曲或转轴弯曲，每个方向的相位都不相同。如果转轴是直的，轴承没有翘曲，每个方向的相位是相同的。

不平衡确认

1X转频通常以为转子不平衡，可以使用相位确认不平衡。测量轴承座垂直方向和水平方向上的相位，如果相位差约为90度，故障是不平衡。如果相位差接近0度或180度，这是有反映力引起的振动。偏心的带轮和轴不中都是反映力。

图5 松动和弯曲的相位分析方法

松动，弯曲或扭曲

相位可以用来检测结构松动和由刚度弱或共振造成的弯曲和扭曲。测量每个连接点的垂直相位如图5，如果连接点松动，相位差会是180度。连接紧的，相位不会变化。

*：文中部分数据为德国普卢福振动分析仪——Vibxpert II的采集数据。