转子不对中的振动特征

机械振动故障及其特征频谱15类常见的振动故障及其特征频谱:不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。

一、不平衡不平衡故障症状特征：◎振动主频率等于转子转速◎径向振动占优势◎振动相位稳定◎振动随转速平方变化◎振动相位偏移方向与测量方向成正比1、力偶不平衡力偶不平衡症状特征：◎同一轴上相位差180°◎存在1X转速频率而且占优势◎振动幅值随提高的转速的平方变化◎可能引起很大的轴向及径向振动幅值◎动平衡需要在两个修正面内修正2、悬臂转子不平衡悬臂转子不平衡症状特征：◎径向和轴向方向存在1X转速频率◎轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定◎悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：◎特征是轴向振动大◎联轴器两侧振动相位差180°◎典型地为1X和2X转速大的轴向振动◎通常不是1X，2X或3X转速频率占优势◎症状可指示联轴器故障2、平行不对中平行不对中症状特征：◎大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率◎2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状◎联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：◎振动症状类似于角向不对中◎试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题◎产生相位偏移约180°的侧面◎对侧面或顶部对底部的扭动运动三、偏心转子偏心转子症状特征：◎在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动◎相对相位差为0°或180°◎试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大四、弯曲轴弯曲轴症状特征：◎弯曲的轴产生大的轴向振动◎如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势◎如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势◎轴向方向的相位差趋向180°五、机械松动1、机械松动(A)机械松动(A)症状特征：◎机器底脚结构松动引起的◎基础变形将产生“软底脚”问题◎相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°2、机械松动(B)机械松动(B)症状特征：◎由地脚螺栓松动引起的◎可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时，由裂纹的结构或轴承座引起的3、机械松动(C)机械松动(C)症状特征：◎相位经常是不稳定的◎将产生许多谐波频率六、转子摩擦转子摩擦症状特征◎振动频谱类似于机械松动◎通常产生一系列可能激起自激振动的频率◎可能出现转速的亚谐波频率振动◎摩擦可能是部分圆周或整圆周的七、共振共振症状特征：◎当强迫振动频率与自振频率一致时，出现共振◎轴通过共振时，相位改变180°，系统处于共振状态时，将产生大幅值的振动八、皮带和皮带轮1、皮带共振皮带共振症状特征：◎如果皮带自振频率与驱动转速或被驱动转速频率一致，则可能出现大幅值的振动◎改变皮带张力可能改变皮带的自振频率2、皮带磨损、松动或不匹配皮带磨损、松动或不匹配症状特征：◎往往2X转速频率占优势◎振动幅值往往是不稳定的，有时是脉冲、频率或是驱动转速频率，或是被驱动转速频率◎齿形皮带磨损或不对中，将产生齿轮皮带频率大幅值的振动◎皮带振动频率低于驱动转速或被驱动转速频率3、偏心皮带轮偏心皮带轮症状特征：◎偏心或不平衡的皮带轮，将产生1x转速频率的大幅值的皮带轮振动◎在皮带一致方向上的振动幅值最大◎试图动平衡偏心皮带轮要谨慎4、皮带/皮带轮不对中皮带/皮带轮不对中症状特征：◎皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动◎电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率九、流体动力激振1、叶片通过频率流体动力激振症状特征：◎如果叶片与壳体之间的间隙不均匀，叶片通过频率(BPF)振动的幅值可能很高◎如果摩擦环卡在轴上，可能产生高幅值的叶片通过频率(BPF)振动◎偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率(BPF)振动2、流体紊流流体紊流症状特征：◎在风机中，由于流道内气流的压力变化或速度变化，往往会出现气流紊流流动◎将产生随机的，可能在0到30赫兹频率范围的低频振动3、气穴气穴症状特征：◎气穴将产生随机的，叠加在叶片通过频率(BPF)上的高频宽带能量振动◎通常说明进口压力不当◎如果任凭气穴现象存在，将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀◎声音听起来像砂石经过泵的声音十、拍振拍振症状特征：◎拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果◎宽带谱将显示为一个尖峰上下，波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频十一、偏心转子◎电源频率FL（中国为50赫兹=3000转/分）◎极数P◎转子条通过频率Fb=转子条数*转子转速◎同步转速NS=2XFL/P◎滑差频率FS=同步转速-转子转速1、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征：◎定子问题产生高幅值的电源频率，二倍(2FL)电磁振动◎定子偏心产生不均匀的气隙，其振动的单向性非常明显◎软底脚可能导致定子偏心2、同步电动机同步电动机症状特征：◎同步电动机的定子线圈松动产生◎高幅值的线圈通过频率振动◎线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带3、电源相位故障电源相位故障症状特征：◎相位问题将引起二倍电源频率◎(2FL)伴有(1/3)FL的边带◎如果不修正电源故障，二倍电源频率(2FL)的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值◎如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障4、偏心转子偏心转子症状特征：◎偏心转子产生旋转的、可变的气隙，它产生脉冲振动◎经常要求进行细化谱分析，以分离二倍电源频率(2F)与旋转转速的谐波频率5、转子断条转子断条症状特征：◎旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障◎在转子条通过频率(RBPF)两侧，伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动◎往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍(2XRBPF)和三倍(3XRBPF)幅值很高，而转子条通过频率(RBPF)的基频(1XRBPF)的幅值很小十二、直流电机直流电动机故障症状特征：◎利用可控硅整流器频率(SCR)高于正常的幅值可检测直流电动机故障◎这些故障包括：绕组线圈断裂，保险丝和控制板故障，可产生1X 到5X电源频率的高幅值振动十三、齿轮故障正常状态频谱：◎正常状态频谱显示1X和2X转速频率和齿轮啮合频率GMF◎齿轮啮合频率GMF通常伴有旋转转速频率边带◎所有的振动尖峰的幅值都较低，没有自振频率1、齿载荷的影响齿载荷的影响症状特征：◎齿轮啮合频率往往对载荷很敏感◎高幅值的齿轮啮合频率GMF未必说明齿轮有故障◎每次分析都应该在最大载荷下进行2齿磨损齿磨损症状特征：◎激起自振频率同时伴有磨损齿轮的1X转速频率的边带说明齿磨损◎边带是比齿轮啮合频率GMF更好的磨损指示◎当齿轮的齿磨损时齿轮啮合频率的幅值可能不变3、齿轮偏心和侧隙游移齿轮偏心和侧隙游移症状特征：◎齿轮啮合频率GMF两侧较高幅值的边带说明，齿轮偏心侧隙游移和齿轮轴不平行◎有故障的齿轮将调制边带◎不正常的侧隙游移通常将激起齿轮自振频率振动4、齿轮不对中齿轮不对中症状特征：◎齿轮不对中总是激起二阶或更高阶的齿轮啮合频率的谐波频率，并伴有旋转转速频率边带◎齿轮啮合频率基频(1XGMF)的幅值较小，而2X和3X齿轮啮合频率的幅值较高◎为了捕捉至少2XGMF频率，设置足够高的最高分析频率Fmax很重要5、断齿/裂齿断齿/裂齿症状特征：◎断齿或裂齿将产生该齿轮的1X转速频率的高幅值的振动◎它将激起自振频率振动，并且在其两侧伴有旋转转速基频边带◎利用时域波形最佳指示断齿或裂齿故障◎两个脉冲之间的时间间隔就是1X转速的倒数6、齿磨损摆动的齿症状特征：◎摆动的齿轮的振动是低频振动，经常忽略它十四、滚动轴承1、滚动轴承故障发展的第一阶段滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：◎超声波频率范围(>250K赫兹)内的最早的指示，利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱2、滚动轴承故障发展的第二阶段滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：◎轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动◎故障频率出现在500-2000赫兹范围内◎在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率3、滚动轴承故障发展的第三阶段滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：◎出现滚动轴承故障频率及其谐波频率◎随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多◎在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展4、滚动轴承故障发展的第四阶段滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：◎离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之◎朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值◎事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小十五、滑动轴承1、油膜振荡不稳定性油膜振荡症状特征：◎如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡◎当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴◎油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。

汽轮机轴瓦振动及其处理汽轮机是一种以汽流或气流作为工质、利用汽流或气流产生的动力带动机械转动的发动机。

在汽轮机的运行过程中, 轴瓦振动是一种常见的故障现象，对汽轮机的正常运行安全和稳定性产生了一定的影响。

对轴瓦振动进行及时的处理，对于确保汽轮机的正常运行非常重要。

一、轴瓦振动的原因1. 水负荷引起的振动：汽轮机水负荷突然增加，汽轮机负荷将急剧增加，而整机的动摩擦扭矩也会相应增大。

这时轴瓦连接面的压力会突增，轴瓦受力不平衡，极易发生振动。

2. 转子不平衡引起的振动：汽轮机转子的轴线位置不准，叶片的装配质量不好，会使转子发生不规律振动，导致轴瓦振动。

3. 油膜力不平衡引起的振动：轴承壳体或轴承座在安装时，无法保证其与基础底座的平行，导致油膜的厚度不均匀，轴瓦发生振动。

4. 轴瓦材料的变形：在汽轮机正常运行的过程中，由于受到高温、高压、冲蚀、磨损等因素的影响，轴瓦可能会发生材料的变形，从而引起振动。

二、轴瓦振动的处理方法1. 检查轴承壳体轴承座的平行度，保证其与基础底座的平行。

2. 定期检查和调整汽轮机轴瓦的连接面的压力，以确保轴瓦受力平衡。

3. 定期对汽轮机的转子进行动平衡，排除转子的不平衡现象。

4. 使用高品质的轴承和轴承油，减少轴承的磨损，减轻振动。

5. 定期更换轴瓦材料，以保证其材料的质量和坚固性，避免因材料变形而引发振动。

6. 对汽轮机进行定期的维护和保养，及时清理油膜，以保持油膜良好的厚度分布。

7. 定期对汽轮机轴承进行润滑，保证其润滑油膜良好，并定期更换轴承油。

8. 对于紧固件、连接件等关键部件，进行定期的检查和紧固，以确保其稳固性。

9. 在汽轮机停机时，对汽轮机进行全面的清洗和检查，及时发现和处理问题，预防故障的发生。

不对中故障机理与诊断大型机组通常由多个转子组成，各转子之间用联轴器联接构成轴系，传递运动和转矩。

由于机器的安装误差、工作状态下热膨胀、承载后的变形以及机器基础的不均匀沉降等，有可能会造成机器工作时各转子轴线之间产生不对中。

具有不对中故障的转子系统在其运转过程中将产生一系列有害于设备的动态效应，如引起机器联轴器偏转、轴承早期损坏、油膜失稳、轴弯曲变形等，导致机器发生异常振动，危害极大。

一、转子不对中的类型如图1-1所示，转子不对中包括轴承不对中和轴系不对中两种情况。

轴颈在轴承中偏斜称为轴承不对中。

轴承不对中本身不会产生振动，它主要影响到油膜性能和阻尼。

在转子不平衡情况下，由于轴承不对中对不平衡力的反作用，会出现工频振动。

机组各转子之间用联轴节连接时，如不处在同一直线上，就称为轴系不对中。

通常所讲的不对中多指轴系不对中。

造成轴系不对中的原因有安装误差、管道应变影响、温度变化热变形、基础沉降不均等。

由于不对中，将导致轴向、径向交变力，引起轴向振动和径向振动。

由于不对中引起的振动会随不对中严重程度的增加而增大。

不对中是非常普遍的故障，即使采用自动调位轴承和可调节联轴器也难以使轴系及轴承绝对对中。

当对中超差过大时，会对设备造成一系列有害的影响，如联轴节咬死、轴承碰磨、油膜失稳、轴挠曲变形增大等，严重时将造成灾难性事故。

J.—_…L一如图1-2所示，轴系不对中一般可分为以下三种情况:(1)轴线平行位移，称为平行不对中；(2)轴线交叉成一角度，称为角度不对中；(3)轴线位移且交叉，称为综合不对中。

图1-2齿式联轴器转子不对中形式二、不对中振动的机理大型高速旋转机械常用齿式联轴器，中小设备多用固定式刚性联轴器，不同类型联轴器及不同类型的不对中情况，振动特征不尽相同，在此分别加以说明。

1.齿式联轴器连接不对中的振动机理齿式联轴器由两个具有外齿环的半联轴器和具有内齿环的中间齿套组成。

两个半联轴器分别与主动轴和被动轴连接。

离心式压缩机的常见故障及排除摘要：离心式压缩机在冶金、划分、石油及航空港天等方面应用广泛，具有重要作用，离心式压缩机的安全、稳定运行非常重要，但其运行过程中常见较多故障而对正常生产带来严重负面影响。

探讨了离心式压缩机的常见故障，分析其原因并探讨了相关排除方法，为离心式压缩机安全、稳定运行提供保障。

关键词：离心式压缩机；润滑油；轴承离心式压缩机的压力强、流量大，其运行是否稳定对企业的安全及生产效益具有重要影响。

受到设计、装配及运行等多方面的影响，离心式压缩机运行过程中容易出现故障，现对离心式压缩机的故障及故障排除策略探讨如下。

一、离心式压缩机故障1、转子不平衡受到加工技术及材料质量的影响，旋转机械的转子质量不可能绝对轴对称分布，因此现实中没有转子是绝对平衡的，这也就造成转子旋转式存在离心力干扰，造成轴承产生动载荷而引起机器振动。

转子不平衡的原因较多，涵盖设计、材料、加工及装配、工艺问题等。

不平衡振动类型包括固有不平衡、转子飞缺、转子临时或永久弯曲、轴上零部件松动、固体杂质沉积或冲蚀等。

2、转子不对中转子不对中可划分为组合不对中、角度不对中及平行不对中三种。

转子不对中所引起故障的特征包括：造成轴承油膜压力改变，轴承较小的可能会出现油膜失稳；联轴节两侧出现相位差；角不对中可造成轴向振动，平行不对中可造成径向振动；转子负荷与不对中振幅正相关，轴承越低的轴承由于被架空而出现油膜稳定性降低，因此其振幅越大。

3、油膜震荡油膜震荡发生时输入能量大，会对转子轴承系统零部件甚至机组的安全带来威胁。

油膜震荡发生迅速，可见瞬时振幅增高后突发能发生局部油膜破裂，可引起轴瓦与轴颈摩擦，对转子及轴承造成严重损坏。

4、旋转失速、喘振旋转失速包括突变型与渐进型两种，前者为气量减少后失速区迅速扩大，容易产生大气流脉冲，可引起强烈的管道及机器振动；后者气量减少后失速区逐渐扩大。

突变型失速没有得到很好地控制会发展为喘振，二者都可引起压缩机流量下降而导致不稳定流动。

风机由于运行条件恶劣，故障率较高，容易导致机组非计划停运或减负荷运行，影响正常生产。

所以加强对风机的维护和保养，特别是要迅速判断出风机运行中故障产生的原因，采取相应的必要措施就显得十分重要了。

文章结合生产实际对风机振动的故障原因做出了相应的分析。

风机振动是运行中常见的现象，只要在振动控制范围之内，不会造成太大的影响。

但是风机的振动超标后，会引起轴承座或电机轴承的损坏、电机地脚螺栓松动、风机机壳、叶片和风道损坏、电机烧损发热等故障，使风机工作性能降低，甚至导致根本无法工作。

严重的可能因振动造成事故，危害人身健康及工作环境。

公司曾发生过因风机振动大，叶轮与壳体发生摩擦，引起设备着火的事故案例，给公司带来了较大的经济损失。

所以查找风机振动超标的原因，并针对不同的现象分析原因采取恰当的处理办法，往往能起到事半功倍的效果。

公司长期用测振仪对风机振动进行测量，并记录数据，结合生产实际中出现的故障现象对风机的振动原因作出了如下总结，并提出了相应的处理措施。

一、风机轴承箱振动风机最常见的故障就是轴承箱振动，可以通过外部检测进行初步诊断。

轴承箱振动引起故障有迹可查，是一个振动由小变大，缓慢发生的过程。

公司采用测振仪定期对风机的轴承箱进行振动值检测，对比振动值，迅速做出正确分析和处理，提前对有可能发生故障的风机进行有计划的检修，保证了风机的安全平稳运行。

1. 转子质量不平衡引起的振动公司发生的风机轴承箱振动中，大多数是由于转子系统质量不平衡引起的。

造成转子质量不平衡的原因主要有：叶轮出现不均匀的磨损或腐蚀；叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物；叶轮补焊后未做动平衡；叶轮上零件松动或连接件不紧固等。

转子不平衡引起的振动的特征，用测振仪测得数据显示：(1) 振动值径向较大，而轴向较小；(2) 振动值随转速上升而增大。

针对转子不平衡引起的振动我们制定了一系列的防范措施，由于公司使用的引风机主要是将焙烧炉室内产生的沥青烟气及时抽送出烟道，所以风机叶轮容易腐蚀，表面及其他部位空腔易粘灰，产生不均匀积灰或附着物，造成风机转子不平衡，引起风机振动。

常见的15种振动故障及其特征频谱以下十五种常见的振动故障及其特征频谱: 不平衡、不对中、偏心转子、弯曲轴、机械松动、转子摩擦、共振、皮带和皮带轮、流体动力激振、拍振、偏心转子、电机、齿轮故障、滚动轴承、滑动轴承。

一、不平衡不平衡故障症状特征：●振动主频率等于转子转速；●径向振动占优势；●振动相位稳定；●振动随转速平方变化；●振动相位偏移方向与测量方向成正比。

1、力偶不平衡●力偶不平衡症状特征：●同一轴上相位差180°；●存在1X转速频率而且占优势；●振动幅值随提高的转速的平方变化；●可能引起很大的轴向及径向振动幅值；●动平衡需要在两个修正面内修正。

2、悬臂转子不平衡●悬臂转子不平衡症状特征：●径向和轴向方向存在1X转速频率；●轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定；●悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正。

二、不对中1、角向不对中角向不对中症状特征：特征是轴向振动大；联轴器两侧振动相位差180°；典型地为1X和2X转速大的轴向振动；通常不是1X，2X或3X转速频率占优势；症状可指示联轴器故障。

2、平行不对中●平行不对中症状特征：●大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率；●2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状；●联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值。

3、装斜的滚动轴承装斜的滚动轴承症状特征：振动症状类似于角向不对中；试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题；产生相位偏移约180°的侧面；对侧面或顶部对底部的扭动运动。

三、偏心转子●偏心转子症状特征：●在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动；●相对相位差为0°或180°；●试图动平衡将使一个方向的振动幅值减小，但是另一个方向振动可能增大。

四、弯曲轴●弯曲轴症状特征：●弯曲的轴产生大的轴向振动；●如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势；●如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势；●轴向方向的相位差趋向180°。

汽轮机转子事故特征
1. 振动异常：汽轮机转子在运行过程中如果出现不平衡、弯曲、裂纹等问题，会导致振动异常增大。

这可能会引起机组报警或自动停机，也可能会对机组的安全运行造成威胁。

2. 温度异常：如果汽轮机转子的温度过高或过低，可能会导致转子材料的性能下降，从而引起转子故障。

例如，过高的温度可能会导致转子材料的热膨胀系数增大，从而引起转子弯曲或变形。

3. 轴向位移：如果汽轮机转子的轴向位移过大，可能会导致转子与静子之间的间隙变小，从而引起摩擦、磨损或碰撞等问题。

这可能会导致转子损坏或机组停机。

4. 转子裂纹：如果汽轮机转子出现裂纹，可能会导致转子的强度下降，从而引起转子断裂等严重事故。

转子裂纹可能是由于材料疲劳、应力集中或制造缺陷等原因引起的。

5. 转子不平衡：如果汽轮机转子的不平衡量过大，可能会导致振动异常增大，从而引起机组报警或自动停机。

转子不平衡可能是由于转子材料的缺陷、加工误差或转子部件的松动等原因引起的。

以上是一些常见的汽轮机转子事故特征，当出现这些特征时，应及时采取措施进行处理，以保证机组的安全运行。