T8-DSA-505 旋转机械轴心轨迹

执行摘要:轴心轨迹是旋转机械状态监测中信息量最丰富的图形之一：两个互相垂直安装的电涡流位移传感器，实时描绘转轴中心在轴承间隙内的运动路径。轨迹的形状、大小、位置和进动方向，直接对应不平衡、不对中、碰摩、油膜失稳等典型故障。本软件在一张图上完成"画轨迹 + 算参数 + 评等级"三件事：双通道同步成图、十余项特征参数自动提取、GB/T 11348.2（等同 ISO 7919-2）与 API 610 评定标准内置，A/B/C/D 区结论红绿直读；轨迹图叠加标准限值同心圆与 10 圈自适应刻度圆，配合十字游标逐点读值，每帧数据可一键导出。内置测试模式无需传感器即可完整演示，培训开箱即用。

一、软件功能概述

软件主界面由"双表 + 三图"构成：上方两张信息表汇总通道谐波分量与轴心统计评定结果；中部同屏显示 X/Y 两路原始波形与频谱；下方大幅轴心轨迹图支持缩放、游标与标准叠加。主要功能如下表：

二、应用场景

三、测量目的与意义

四、算法原理

（一）**步：双通道同步成图

X/Y 两路电涡流位移信号经去直流预处理后，以同一时基逐点绘制到以轴承中心为原点的平面直角坐标系（单位 μm），形成轴心运动路径。两路信号同一帧同步采样，保证相位关系不失真——这是轨迹图区别于两个独立波形图的本质价值。

（二）第二步：特征参数提取

峰峰值与平均位置：分别统计 X/Y 方向**减最小（峰峰值）与均值（平均轴心位置）；

椭圆长/短轴与主振方向：对轨迹点计算二维协方差矩阵，求其特征值与特征向量——长/短轴取 2 倍标准差口径（覆盖约 95% 能量），椭圆度=长轴/短轴，特征向量方向即主振方向（与 X 轴夹角，°）；

进动方向：按相邻轨迹点的叉积符号统计——与转子旋转同向为正进动（正常），反向为反进动（碰摩/油膜涡动警示）；

Spp（双振幅）：轨迹包络的**双振幅，是区域评定的核心输入。

（三）第三步：谐波分量分解

对 X/Y 两路信号分别做 FFT，提取 1 倍转频（1X）与 2 倍转频（2X）分量的幅值和相位：

1X 幅值与相位用于拟合纯工频椭圆（红色轨迹叠加），把不平衡基圆从复杂轨迹中分离出来；

2X/1X 比值用于故障倾向提示：比值 > 0.5 提示"2X 显著→不对中嫌疑"；比值 < 0.2 提示"1X 主导→不平衡嫌疑"；

对中诊断进一步融合两端 2X 相位差与静态平行偏移量：比值 < 0.3 且偏移小判"对中优秀"；比值 ≥ 0.6 且两端 2X 相位差接近 180° 时按比值分档判"轻度/中度/严重平行不对中"。

（四）第四步：标准区域评定

软件把振动状态按 GB/T 11348 系列方法分为 A/B/C/D 四个区域，三档限值即 A?B、B?C、C?D 的边界（单位 μm，轴振动位移峰峰值 Spp）。转速越高限值越收紧，档位下拉即切换：

三档限值同时以三色虚线同心圆直接画在轨迹图上——轨迹是否触碰红线，无需读表即可判断；另叠加 10 圈灰色自适应刻度圆，无论如何缩放，轨迹量级始终有参照。

五、参考标准

六、产品优点

七、操作指导

软件主界面如下图所示：左侧为通道与显示设置区，上方为通道谐波表与轴心统计评定表，中部为两路波形与频谱，下方为轴心轨迹图。

图 1：轴心轨迹分析主界面（双表诊断 + 波形/频谱/轨迹三图联动）

图 2：轨迹图放大视图（限值同心圆 + 10 圈刻度圆 + 十字游标读值）

7.1 基本操作步骤

7.2 操作注意事项

X/Y 探头安装方向必须互相垂直，且通道组合顺序与旋转方向一致，否则进动方向判断会反转；

电涡流探头须工作在线性段中点，静态间隙电压偏离中点会削顶失真；

评定档位与机组实际工作转速不匹配时，区域结论会偏严或偏松，切换档位后请重新"刷新"；

转频自动估计在强背景噪声下建议与键相信号或转速表核对；

游标读值为轨迹图显示坐标（μm），与数据表同口径，可直接引用到报告；

同一机组建议固定测点、探头与标准档位，便于历史趋势比较。

八、读数解读案例

以界面示例（测试模式 Demo 信号，转频 50.02 Hz，即约 3001 r/min）为例，演示"双表 + 一图"的读法：

通道谐波表：CH1(x) 峰峰值 45.68 μm、平均位移 10.59 μm、1X 分量 10.99 μm、2X 分量 2.77 μm；2X/1X 比值 0.25——介于 0.2 与 0.5 之间，两通道均未触发不平衡/不对中提示；

轴心统计表：Spp = 49.5 μm，椭圆度 4.68（扁椭圆，方向性强），主振方向 307°，进动方向"正进动"（正常）；

区域评定：按 GB/T 11348.2 3000 r/min 档（A 限 80 / B 限 165 / C 限 260 μm），Spp = 49.5 μm < 80 μm，结论 A 区——界面绿色提示"轴系状态良好"，可直接写入验收报告；

轨迹图：轨迹为稳定扁椭圆且整体远离三色限值圆；勾选"转频拟合轨迹"后红色 1X 椭圆与实测轨迹基本重合，说明振动以工频为主——与谐波表 1X 主导相互印证；

十字游标：在轨迹任意点单击即可读出该点 X/Y 坐标（如 X:-6.53 μm Y:14.69 μm），用于报告引用或现场讲解个别点位。

九、建议参数

— 北京美科 · T8-DSA 振动与声学分析系统 —