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常见的10种转子振动故障特征频谱

吕老师

1年前浏览4037

‍一、不平衡

1. 不平衡故障症状特征：

（1）振动主频率等于转子转速；

（2）径向振动占优势；

（3）振动相位稳定；

（4）振动随转速平方变化；

（5）振动相位偏移方向与测量方向成正比。

2. 力偶不平衡

（1）同一轴上相位差180°；

（2）存在1X转速频率而且占优势；

（3）振动幅值随提高的转速的平方变化；

（4）可能引起很大的轴向及径向振动幅值；

（5）动平衡需要在两个修正面内修正。

3.悬臂转子不平衡

（1）径向和轴向方向存在1X转速频率；

（2）轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定；

（3）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

（1）特征是轴向振动大；

（2）联轴器两侧振动相位差180°；

（3）典型地为1X和2X转速大的轴向振动；

（4）通常不是1X，2X或3X转速频率占优势；

（5）症状可指示联轴器故障。

2. 平行不对中

（1）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；

（2）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；

（3）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

（1）振动症状类似于角向不对中；

（2）试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题；

（3）产生相位偏移约180°的侧面；

（4）对侧面或顶部对底部的扭动运动。

三、偏心转子

（1）在转子中心连线方向上最大的1X转速频率振动；

（2）相对相位差为0°或180°；

（3）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

（1）弯曲的轴产生大的轴向振动；

（2）如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势；

（3）如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势；

（4）轴向方向的相位差趋向180°。

五、机械松动

机械松动-1

（1）机器底脚结构松动引起的；

（2）基础变形将产生“软底脚”问题；

（3）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°。

机械松动-2
（1）由地脚螺栓松动引起的；

（2）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。

机械松动-3
（1）相位经常是不稳定的；

（2）将产生许多谐波频率。

六、转子摩擦

1. 振动频谱类似于机械松动；

2. 通常产生一系列可能激起自激振动的频率；

3. 可能出现转速的亚谐波频率振动；

4. 摩擦可能是部分圆周或整圆周的。

七、共振

1. 当强迫振动频率与自振频率一致时，出现共振；

2. 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

（1）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；

（2）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

（1）往往2X转速频率占优势；

（2）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；

（3）将产生齿轮皮带频率大幅值的振动；

（4）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

（1）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；

（2）在皮带一致方向上的振动幅值最大；

（3）试图动平衡偏心皮带轮要谨慎。

4. 皮带、皮带轮不对中

（1）皮带轮不对中将产生1X转速频率的大幅值的轴向振动；

（2）电动机上振动幅值最大的往往是风机转速频率。

九、滚动轴承

第一阶段

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。

第二阶段

（1）轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动；

（2）故障频率出现在500-2000赫兹范围内；

（3）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。

第三阶段

（1）出现滚动轴承故障频率及其谐波频率；

（2）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；

（3）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。

第四阶段

（1）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；

（2）朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值；

（3）事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小。

十、滑动轴承

1. 油膜振荡不稳定性

（1）如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡；

（2）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；

（3）油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。转速升高，油膜涡动频率也不升高。

2. 油膜涡动不稳定性

（1）通常出现在旋转转速的42-48%频率范围内；

（2）有时，振动幅值非常大油膜涡动是固有地不稳定的，因为它增大离心力，所以增大涡动力。

3. 滑动轴承磨损、间隙故障

（1）滑动轴承磨损故障后阶段将产生幅值很大的旋转转速频率的谐波频率振动；

（2）当存在过大的滑动轴承间隙时，很小的不平衡或不对中将导致很大幅值的振动。

（来源：机泵与轴承）

来源：汽车NVH云讲堂

振动裂纹螺栓

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首次发布时间：2023-10-15