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在振動(dòng)故障診斷領(lǐng)域，頻譜分析雖為重要手段，但也有其局限性和片面性，它只是我們診斷故障的工具和依據(jù)之一。比如，在振動(dòng)故障診斷中，對電流的監(jiān)測可有效判斷因流量不足引發(fā)的振動(dòng)；對壓力的監(jiān)測可有效判斷泵氣蝕及流道等問題導(dǎo)致的振動(dòng)。從不同角度審視問題，所獲取的信息往往是局部的，對于一種故障的判斷，通常需要多種特征參數(shù)相互印證。以下內(nèi)容僅針對頻譜分析展開：

一、要獲取精準(zhǔn)的故障診斷結(jié)果，首要之務(wù)是確保所采集頻譜的準(zhǔn)確、完整與有效。在進(jìn)行頻譜分析前，需確認(rèn)以下要點(diǎn)：

1、在測量頻譜及展開分析前，應(yīng)實(shí)施外觀檢測，比如對地腳的檢測。若地腳松動(dòng)，可能影響到對中；對于落地式軸承座的電機(jī)，可能影響氣隙；對于軸瓦設(shè)備可能導(dǎo)致間隙問題，這些狀況都會(huì)如實(shí)呈現(xiàn)在頻譜上，待松動(dòng)螺栓緊固后，異常現(xiàn)象消失。簡易的外觀檢測能避免諸多誤診情形。

此外，一臺(tái)機(jī)器上有可能檢測到源自附近另一臺(tái)機(jī)器的振動(dòng)。所以要排除外來激振源引發(fā)的頻率響應(yīng)，以防給頻譜分析造成困擾。

2、明確頻譜的來源。進(jìn)行故障診斷時(shí)，必須在水平、垂直和軸向方向獲取數(shù)據(jù)。若問題屬于徑向載荷，就必須在徑向方向采集數(shù)據(jù)，例如雙支撐轉(zhuǎn)子的不平衡。倘若問題是軸向加載方面的，則必須在軸向方向獲取數(shù)據(jù)，像滾動(dòng)軸承和角度不對中會(huì)產(chǎn)生軸向振動(dòng)。

而且，要在整臺(tái)設(shè)備的每個(gè)軸承上采集數(shù)據(jù)，例如電機(jī)兩端的滾動(dòng)軸承，若其中一個(gè)軸承存在缺陷，兩端軸承或許都會(huì)有軸承故障信號。通常能通過從兩端獲取數(shù)據(jù)來識別有缺陷軸承的位置，鑒于高頻信號的強(qiáng)衰減特性，有故障的一端故障信號會(huì)明顯強(qiáng)于另一端軸承。當(dāng)然，有時(shí)管道、支撐等的數(shù)據(jù)采集也是不可或缺的。

3、合理選擇測量參數(shù)。位移、速度、加速度的頻率響應(yīng)曲線決定了其應(yīng)用場景，位移測量適用于低頻故障；加速度針對高頻故障；速度適用于 10～2000HZ 的測量，甚至到 4000HZ 仍可使用，所以對于高頻故障，速度、加速度都應(yīng)進(jìn)行測量。

4、科學(xué)設(shè)置分辨率。針對不同的故障要設(shè)定恰當(dāng)?shù)姆直媛剩紫扰袛嘣撛O(shè)備可能出現(xiàn)的故障需要何種分辨率，若不了解，那么在采集數(shù)據(jù)時(shí)就需設(shè)置充足的分辨率，因?yàn)閿?shù)據(jù)若未獲得足夠分辨率來識別問題，可能導(dǎo)致誤診，像齒輪、軸承、電機(jī)故障的邊帶問題。帶寬的設(shè)置需涵蓋被測量設(shè)備的所有故障的基頻及諧頻。

5、頻譜分析要與時(shí)域分析相結(jié)合。頻譜是振幅與頻率的關(guān)系圖，包含頻率、諧波、次諧波以及和頻和差頻等。然而，從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域的過程中，會(huì)丟失部分信息，比如相位、脈沖的真實(shí)振幅、脈沖的性質(zhì)等。

時(shí)間信號是幅值與時(shí)間的關(guān)系圖，該信號涵蓋所有頻率、諧波和次諧波，這些頻率的相位關(guān)系也包含其中，還存在脈沖、幅值調(diào)制、頻率調(diào)制、截?cái)嗪褪д?。正因時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域時(shí)會(huì)丟失一些有價(jià)值的數(shù)據(jù)，所以對于不同問題會(huì)呈現(xiàn)相同或相似的故障頻譜，準(zhǔn)確診斷需要時(shí)域信號的分析。

關(guān)于時(shí)域波形的分析將在《振動(dòng)診斷——時(shí)域波形分析》中詳細(xì)說明。

二、機(jī)械振動(dòng)的頻譜分析，本質(zhì)在于計(jì)算設(shè)備能夠產(chǎn)生的頻率并測量機(jī)械實(shí)際產(chǎn)生的頻率，然后將二者關(guān)聯(lián)起來，從而識別出振動(dòng)問題。

1、一般而言，頻譜中頻率的來源包括：激勵(lì)頻率、固有頻率、隨機(jī)頻率，當(dāng)然也可能存在因測量等因素導(dǎo)致的虛假信號。有時(shí)頻譜中或許存在一些微小的諧波，這些可能是由機(jī)器或其他振源中極小的非線性引發(fā)的，通常不被視作問題。

2、部分頻率可能在多數(shù)采集的頻譜中存在，但并不意味著一定存在振動(dòng)問題。如不平衡、葉片通過頻率、齒輪嚙合頻率等，在特定的幅值要求范圍內(nèi)，我們通常認(rèn)為是可接受的，但前提是它們不存在邊帶；不過有些頻率的出現(xiàn)則表明設(shè)備存在振動(dòng)問題，比如滾動(dòng)軸承各部件的振動(dòng)頻率或產(chǎn)生的頻率受到其它頻率的調(diào)制時(shí)。

3、某些頻率可能由多種問題導(dǎo)致。例如，轉(zhuǎn)速頻率可能由松動(dòng)、不平衡、軸彎曲、不對中、共振、軟腳、外殼變形等原因引起。

4、當(dāng)存在兩個(gè)或多個(gè)頻率時(shí)，首先要判別其因果關(guān)系，若不存在因果關(guān)系，說明存在兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立問題。若存在因果關(guān)系，可能只是一個(gè)問題，例如，在振幅調(diào)制中可能存在兩個(gè)或多個(gè)頻率，但卻只是一個(gè)問題。

5、固有頻率通常以單個(gè)頻率的形式呈現(xiàn)，但也存在一種較為少見的情況，即固有頻率表現(xiàn)為一個(gè)頻帶，帶寬由阻尼決定，譜線之間的差頻是激勵(lì)源。

6、當(dāng)頻譜中出現(xiàn)多個(gè)頻率時(shí)，仍要明確因果關(guān)系，若為邊頻，通常邊頻指示的就是問題所在。比如，齒輪嚙合頻率的邊頻通常為問題軸或齒輪的轉(zhuǎn)速頻率。

7、噪聲也被稱為隨機(jī)信號，其分為兩種形態(tài)，即無故障和故障形態(tài)，出現(xiàn)故障時(shí)一些較高的頻率可能表現(xiàn)為寬帶噪聲，通常是由嚴(yán)重的松動(dòng)引起的。滾動(dòng)軸承嚴(yán)重?fù)p壞及水泵發(fā)生氣蝕時(shí)也會(huì)表現(xiàn)為高頻噪聲。