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旋转机械常见振动故障及原因分析旋转机械是指主要依靠旋转动作完成特定功能的机械，典型的旋转机械有汽轮机、燃气轮机、离心式和轴流式压缩机、风机、泵、水轮机、发电机和航空发动机等，广泛应用于电力、石化、冶金和航空航天等部门。
大型旋转机械一般安装有振动监测保护和故障诊断系统，旋转机械主要的振动故障有不平衡、不对中、碰摩和松动等，但诱发因素多样。
本文就旋转设备中，常见的振动故障原因进行分析，与大家共同分享。
一、旋转机械运转产生的振动机械振动中包含着从低频到高频各种频率成分的振动，旋转机械运转时产生的振动也是同样的。
轴系异常（包括转子部件）所产生的振动频率特征如表1。
二、振动故障原因分析1、旋转失速旋转失速是压缩机中最常见的一种不稳定现象。
当压缩机流量减少时，由于冲角增大，叶栅背面将发生边界层分离，流道将部分或全部被堵塞。
这样失速区会以某速度向叶栅运动的反方向传播。
实验表明，失速区的相对速度低于叶栅转动的绝对速度，失速区沿转子的转动方向以低于工频的速度移动，这种相对叶栅的旋转运动即为旋转失速。
旋转失速使压缩机中的流动情况恶化，压比下降，流量及压力随时间波动。
在一定转速下，当入口流量减少到某一值时，机组会产生强烈的旋转失速。
强烈的旋转失速会进一步引起整个压缩机组系统产生危险性更大的不稳定气动现象，即喘振。
此外，旋转失速时压缩机叶片受到一种周期性的激振力，如旋转失速的频率与叶片的固有频率相吻合，将会引起强烈振动，使叶片疲劳损坏造成事故。
旋转失速故障的识别特征：1）振动发生在流量减小时，且随着流量的减小而增大；2）振动频率与工频之比为小于1X的常值；3）转子的轴向振动对转速和流量十分敏感；4）排气压力有波动现象；5）流量指示有波动现象；6）机组的压比有所下降，严重时压比可能会突降；7）分子量较大或压缩比较高的机组比较容易发生。
2、喘振旋转失速严重时可以导致喘振。
喘振除了与压缩机内部的气体流动情况有关，还同与之相连的管道网络系统的工作特性有密切的联系。
转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析一、不平衡转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。
结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。
转子不平衡的主要振动特征：1、振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动；2、波形为典型的正弦波；3、振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90度。
案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2mm／s，垂直11.8mm ／s，轴向12.0mm／s。
各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。
再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。
诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。
解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4mm／s。
二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。
轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。
轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。
通常所讲不对中多指轴系不对中。
不对中的振动特征：1、最大振动往往在不对中联轴器两侧的轴承上，振动值随负荷的增大而增高；2、平行不对中主要引起径向振动，振动频率为2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主；3、平行不对中在联轴节两端径向振动的相位差接近180度；4、角度不对中时，轴向振动较大，振动频率为工频，联轴器两端轴向振动相位差接近180度。
案例：某卧式高速泵振动达16.0mm／s，由振动频谱图(图3)可以看出，50 Hz（电机工频）及其2倍频幅值显著，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。
15类39个机械振动故障及其特征频谱讲解的非常详细你学会了吗学会了。
机械振动故障是指机械设备在运行中出现的振动异常现象，它是机械设备磨损、松动、不平衡、共振等问题的表现。
了解机械振动故障及其特征频谱对于检测和预防故障具有重要意义。
下面将详细介绍15类39个机械振动故障及其特征频谱。
1.不平衡故障：当旋转部件不平衡时会引起振动，其特征频谱多在主轴转速及其倍频处出现。
2.轴承故障：常见的轴承故障有滚动体故障、内外圈故障和滚道故障。
其特征频谱包含滚动体抛出频率、倒流频率、内圈通过、外圈通过频率等。
3.齿轮故障：齿轮故障主要包括齿轮缺陷、齿根断裂和齿面磨损。
特征频谱包括齿轮传动频率及其倍频、齿轮包络谱等。
4.松动故障：机械设备过程中的松动故障会导致振动异常。
特征频谱一般包括主共振频率及其倍频。
5.磨损故障：磨损故障是机械设备使用时间过长导致的故障，其特征频谱一般包括零件接触频率、偏心频率等。
6.传动带故障：传动带在工作中容易出现断裂、脱落等故障，其特征频谱包括带速频率、杂音频率等。
7.轴弯曲故障：轴弯曲会引起振动异常，其特征频谱一般包括弯曲频率及其倍频。
8.泵故障：泵故障常见的有叶轮裂纹、泵轴弯曲等，特征频谱包括泵叶轮频率、泵叶片共振频率等。
9.电机故障：电机故障主要有轴承故障、定子故障等，特征频谱包括电机1倍频、整周期故障频率等。
10.切削形状异常：机械设备切削形状异常也会导致振动异常，特征频谱包括刀具频率、零件频率等。
11.错位故障：轴同步装置故障会导致振动异常，特征频谱包括传动带频率等。
12.泄漏故障：机械设备泄漏故障会导致振动异常，特征频谱包括泄漏频率等。
13.气动故障：气动系统故障会引起振动异常，特征频谱包括气体脉动频率等。
14.液压故障：液压系统故障会导致振动异常，特征频谱包括液压湍流频率等。
15.电控故障：电控系统故障会引起机械设备振动异常，特征频谱包括开关频率、电机倍频等。
以上是15类39个机械振动故障及其特征频谱的详细介绍。
旋转机械常见故障总结旋转机械的常见故障有很多，包括不平衡、不对中、轴弯曲和热弯曲、油膜涡动和油膜振荡、蒸汽激振、机械松动、转子断叶片与脱落、摩擦、轴裂纹、旋转失速与喘振、机械偏差和电气偏差等。
1不平衡不平衡是各种旋转机械中最普遍存在的故障。
引起转子不平衡的原因是多方面的，如转子的结构设计不合理、机械加工质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差；运行中联轴器相对位置的改变；转子部件缺损，如：运行中由于腐蚀、磨损、介质不均匀结垢、脱落；转子受疲劳应力作用造成转子的零部件（如叶轮、叶片、围带、拉筋等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。
2不对中转子不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中。
联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
平行不对中时振动频率为转子工频的两倍。
偏角不对中使联轴器附加一个弯矩，以力图减小两个轴中心线的偏角。
轴每旋转一周，弯矩作用方向就交变一次，因此，偏角不对中增加了转子的轴向力，使转子在轴向产生工频振动。
平行偏角不对中是以上两种情况的综合，使转子发生径向和轴向振动。
轴承不对中实际上反映的是轴承座标高和轴中心位置的偏差。
轴承不对中使轴系的载荷重新分配。
负荷较大的轴承可能会出现高次谐波振动，负荷较轻的轴承容易失稳，同时还会使轴系的临界转速发生改变。
3轴弯曲和热弯曲轴弯曲是指转子的中心线处于不直状态。
转子弯曲分为永久性弯曲和临时性弯曲两种类型。
转子永久性弯曲是指转子的轴呈永久性的弓形，它是由于转子结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当而发生永久性的弯曲变形，或是热态停车时未及时盘车或盘车不当、转子的热稳定性差、长期运行后轴的自然弯曲加大等原因所造成。
转子临时性弯曲是指转子上有较大预负荷、开机运行时的暖机操作不当、升速过快、转轴热变形不均匀等原因造成。
转子永久性弯曲与临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障的机理是相同的。
皮带传动故障诊断总结各种故障特征征兆皮带传动故障诊断要点1）检查皮带频率的2、4、6倍频处的径向振动。
如果有较大的峰值，则存在故障。
2）检查轴向振动，如果与径向振动一样，也在皮带频率2倍频处有较大峰值，则为皮带轮不对中。
3）在时域波形每转一周出现2个、4个、6个峰值。
皮带频率=л·（皮带轮转速·皮带轮直径/皮带长度）补充：皮带与皮带轮的主要故障有两个皮带轮偏斜，即没有达到四点一线；皮带张力不够，即皮带松。
皮带轮偏斜可以通过皮带特征频率看出来，由于一组皮带经常是多根，常表现出来的故障频率有2、4、6、8倍频中的某一个或几个占主导。
皮带松可以通过计算皮带轮的变速比，推算出从主动轮到被动轮的精确转频，看是否偏低。
另一个问题是松动，如果电机表现出很高幅值的皮带振动频率，超出因皮带轮偏斜产生的力所能达到的振幅，不要轻易下结论说是皮带轮偏斜，当然有这样的因素在里面，主要的原因可能是底座刚度不足，所引起的强迫振动或共振。
转子或轴裂纹的诊断要点1）转子或轴裂纹日渐扩展和加深，其1、2倍频分量的幅值随时间而稳定地增长，这是存在裂纹与其他产生1、2倍频分量的故障之间的最大区别。
所以，应对转子1、2倍频分量进行长期状态监测的基础上进行趋势分析，当能够确认上述二个频率分量的幅值随时间呈稳定增长趋势时，可能存在转子或轴裂纹。
2）在升速或降速过程中，当转速通过1/2倍一阶临界转速时，2倍频分量由于共振而对裂纹非常敏感，其幅值会发生显著变化。
同理3倍频分量也有同样的表现。
分析频率/采样点数/谱线数的设置要点1．最高分析频率：Fm指需要分析的最高频率，也是经过抗混滤波后的信号最高频率。
根据采样定理，Fm与采样频率Fs之间的关系一般为：Fs=2.56Fm；而最高分析频率的选取决定于设备转速和预期所要判定的故障性质。
2．采样点数N与谱线数M有如下的关系：N=2.56M 其中谱线数M与频率分辨率ΔF及最高分析频率Fm有如下的关系：ΔF=Fm/M 即：M=Fm/ΔF 所以：N=2.56Fm/ΔF采样点数的多少与要求多大的频率分辨率有关。
旋转机械的常见故障旋转机械的常见故障有很多，包括不平衡、不对中、轴弯曲和热弯曲、油膜涡动和油膜振荡、蒸汽激振、机械松动、转子断叶片与脱落、摩擦、轴裂纹、旋转失速与喘振、机械偏差和电气偏差等。
1、不平衡是各种旋转机械中最普遍存在的故障引起转子不平衡的原因是多方面的，如转子的结构设计不合理、机械加工质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差；运行中联轴器相对位置的改变；转子部件缺损，如：运行中由于腐蚀、磨损、介质不均匀结垢、脱落；转子受疲劳应力作用造成转子的零部件（如叶轮、叶片、围带、拉筋等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。
2、转子不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中。
联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
平行不对中时振动频率为转子工频的两倍。
偏角不对中使联轴器附加一个弯矩，以力图减小两个轴中心线的偏角。
轴每旋转一周，弯矩作用方向就交变一次，因此，偏角不对中增加了转子的轴向力，使转子在轴向产生工频振动。
平行偏角不对中是以上两种情况的综合，使转子发生径向和轴向振动。
轴承不对中实际上反映的是轴承座标高和轴中心位置的偏差。
轴承不对中使轴系的载荷重新分配。
负荷较大的轴承可能会出现高次谐波振动，负荷较轻的轴承容易失稳，同时还会使轴系的临界转速发生改变。
3、轴弯曲是指转子的中心线处于不直状态。
转子弯曲分为永久性弯曲和临时性弯曲两种类型。
转子永久性弯曲是指转子的轴呈永久性的弓形，它是由于转子结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当而发生永久性的弯曲变形，或是热态停车时未及时盘车或盘车不当、转子的热稳定性差、长期运行后轴的自然弯曲加大等原因所造成。
转子临时性弯曲是指转子上有较大预负荷、开机运行时的暖机操作不当、升速过快、转轴热变形不均匀等原因造成。
转子永久性弯曲与临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障的机理是相同的。
转动机械常见故障及其频率特征资料重点转动机械是指依靠旋转运动来完成工作的机械设备，包括电机、风机、泵等。
这些机械设备在长时间运行的过程中，常常会遇到一些故障。
了解并掌握这些故障及其频率特征，对于提高设备的可靠性和运行效率具有重要意义。
以下是一些转动机械常见故障及其频率特征的重点概述：1.轴承故障：轴承故障是转动机械中最常见的故障之一、轴承故障的频率特征包括频谱分析中的频谱峰值，通常以倍频为特征。
其他可能的特征包括振动加速度、速度和位移等参数的变化。
2.不平衡故障：不平衡是指转动机械在运行过程中由于质量不均匀分布导致的问题。
不平衡故障的频率特征主要包括由于不平衡引起的径向振动频率。
此外，还应注意检查频谱中的谐波振动频率，这些频率通常会出现在不平衡故障的频谱中。
3.错位故障：错位故障是指转动机械中轴心与旋转件中心不重合的问题。
错位故障的频率特征主要表现为以旋转频率为中心的低频分量。
同时，对于大型机械设备，还可能会出现由于错位引起的回转频率。
4.轮齿故障：对于齿轮传动的转动机械，轮齿故障是常见的问题之一、轮齿故障的频率特征主要包括齿轮传动频率及其倍频，以及其谐波振动频率。
5.润滑故障：润滑故障包括油液流量问题、油液质量问题和油温过高等。
润滑故障的频率特征主要体现在振动和声音信号中的周期性模式变化上。
以上仅是一些转动机械常见故障及其频率特征的重点概述。
在实际应用过程中，具体的故障和频率特征可能会有所不同，需要根据具体设备的特点进行分析和判断。
对于转动机械的故障诊断和预防，可以借助振动分析、声学分析、热成像等技术手段来进行监测和判断。
及早发现并处理这些故障，可以提高设备的可靠性和运行效率，减少意外停机和维修成本。
