常见振动故障的机理与诊断--GLFore

转动设备的振动故障的类型很多， 以下主要是按照石化大机组、并根据振动激励源及机组刚度来进行分类说明的。

工具/原料

N600振动分析仪

一、不平衡

1、转子不平衡是旋转机械最常见的振动故障， 发生概率占总故障率的1/3 以上。

2、1. 不平衡的种类转子不平衡按发生过程可分为初始不平衡、渐发性不平衡和突发性不平衡。其中，初始不平衡是由于制造误差、装配误差、材质不均匀、动平衡不当等原因。所造成的， 其表现为初次开车时振动就较大；渐发性不平衡是由于介质对转子的不均匀性结垢、腐蚀、冲刷以及转子的磨损等原因所造成的， 其表现为振动值随运行时间的延长而逐步缓慢参差增大；突发性不平衡是由于转子上零部件损坏后脱落或异物进入后卡死附着等原因所造成的，其表现为振动值突然显著增大后又有所降低， 然后大致停留在一个比原振动值高的新水平上，在转速不变的情况下振动值或缓慢上升、或保持不变。

3、转子的不平衡又可细分为静失衡、偶失衡、准静失衡、动失衡四种情况。图(a)为静失衡，重心线平行偏离轴线；图(b)为偶失衡，重心线与轴线相交于重心；图(c) 为准静失衡，重心线与轴线在重心外相交；图(d)为动失衡，重心线与轴线在空间上没有交点。实际转子绝大多数为既存在静失衡、又存在偶失衡的动失衡，即动不平衡。

3、3.3 罱俱曛弗敏感参数① 转速不平衡振动的振幅值大小与转速范围的变化密切相关，当转速低于临界转速时，振幅随转速的增加而明显上升；当转速殪讧唁跬等于或接近临界转速时，将产生共振，振幅急剧上升并达到最大峰值；当转速越过并远离临界转速后， 振幅随转速的增加反而减小，并趋向于一个较小的稳定值。② 相位除了与转速存在上述类似关系（即低于临界转速时相位随转速而变；通过临界转速时发生大的翻转变化；远离临界转速后趋向于一个稳定值） 外，不平衡振动的相位还存在一个非常重要的敏感信息， 这就是只要是发生了不平衡(无论是突发性、还是渐发性)，原质量偏心距的方位（重点）肯定要发生变化，工频的相位必然要随之发生变化。因此，在转速稳定的情况下，如果振幅、工频相位同时发生变化，基本上可以断定是发生了转子不平衡故障。

4、3.4 故障甄别由于不平衡故障的特征频率是工频， 而旋转机械主要振动频率成分是工频的各类故障有10 类26 种之多，因此单凭工频成分这一特征是无法做出转子不平衡结论的，这就需要综合考虑方向性、转速、相位等因素，进行区分、甄别。

5、① 弯曲类如轴弯曲、裂纹引起的弯曲，刚性联轴器的角度不对中也可归此类。与不平衡的主要区别点是弯曲类振动还存在较大的轴向工频振动。此外，转速变化时，永久性弯曲相位不变， 临时性弯曲相位变化不明显； 角度不对中时，联轴器两侧径向振动相位相同。

6、② 偏心类如轴承偏心（间隙过大、合金磨损、轴颈与轴承偏心、轴承座刚度差异过大等）、转动部件（联轴器、齿轮、叶轮等）偏心、电机气隙不均等。与不平衡的主要区别点是偏心类振动振动值随负荷而变化、对转速变化不敏感，此外，在相位、轴心轨迹等方面也有所不同。

7、③ 变形类如机壳、支座、基础的变形、松动、裂纹等。此类振动的工频幅值与负荷、转速的关系均不明显。变形类故障使机组的支撑刚度在某一方向上明显削弱，因此，相关各点的振动均在此方向上明显较大、相位一致，而不平衡引起的振动，同一轴承的不同测点和两端轴承的同方向测点都存在有相位差。

8、④ 共振类如基础共振、工作在临界转速区等。基础共振使机组各点都以同一频率、同一相位进行振动， 而不平衡造成的振动各点都存在有相位差。通过波德图、极联图确定转子的临界转速，看是否与实际运行转速相接近。

9、⑤ 假象类如涡流传感器测量轴颈处的机械偏差（椭圆、不同心、损伤等）和电气偏差（剩磁）以及工作转速为3000 r/min 时的50Hz 交流电干扰信号等。对于机械和电气偏差可通过波德图、极坐标图或低转速下运转加以确认和排除，而50Hz 交流电干扰信号则是随机的冲击信号。