旋转机械常见设备故障

1、 2017年旋转机械常见设备故障旋转机械常见设备故障不平衡不平衡 题题 纲纲 旋转机械常见设备故障旋转机械常见设备故障 不平衡故障介绍不平衡故障介绍 一、旋转机械常见设备故障一、旋转机械常见设备故障旋转机械常见设备故障主要有：不平衡、不旋转机械常见设备故障主要有：不平衡、不对中、对中、转子转子弯曲、摩擦和松动、油膜振荡、油弯曲、摩擦和松动、油膜振荡、油膜涡动、流体激振等。膜涡动、流体激振等。本节主要介绍下不平衡相关特征及诊断。本节主要介绍下不平衡相关特征及诊断。l不平衡转子的振动信号，其时间波形和频谱图一不平衡转子的振动信号，其时间波形和频谱图一般具有如下典型特征：般具有如下典型特征：1.1.

2、原始时域波形的形状接近一个纯正弦波；原始时域波形的形状接近一个纯正弦波；2.2.振动信号的频谱图中，谐波能量主要是集中在转子的振动信号的频谱图中，谐波能量主要是集中在转子的工作频率（工作频率（1X1X）上，即基频振动成分所占的比例很大，）上，即基频振动成分所占的比例很大，而其它倍频成分所占的比例相对较小而其它倍频成分所占的比例相对较小；转子不平衡的波形频谱图转子不平衡的波形频谱图3.3.在在升降速过程中，当转速低于临界转速时，振幅随转升降速过程中，当转速低于临界转速时，振幅随转速的增加而上升。当转速越过临界转速之后，振幅随速的增加而上升。当转速越过临界转速之后，振幅随转速的增加反而减小，并趋向

3、于一个较小的稳定值。转速的增加反而减小，并趋向于一个较小的稳定值。当转速等于或接近临界转速时，转子将会产生共振，当转速等于或接近临界转速时，转子将会产生共振，此时的振幅具有最大峰值；此时的振幅具有最大峰值；4.4.当工作转速一定时，振动的相位稳定；当工作转速一定时，振动的相位稳定；5.5.转子的轴心轨迹图呈椭圆形；转子的轴心轨迹图呈椭圆形；6.6.转子的涡动特征为同步正进动转子的涡动特征为同步正进动；7.7.纯静不平衡时支承转子的两个轴承同一方向的振动相纯静不平衡时支承转子的两个轴承同一方向的振动相位相同，而纯力偶不平衡时支承转子的两个轴承振动位相同，而纯力偶不平衡时支承转子的两个轴承振动呈反

4、相，即相位差呈反相，即相位差180180。但实际转子一般既存在一定。但实际转子一般既存在一定的静不平衡，又存在一定的力偶不平衡（即存在动不的静不平衡，又存在一定的力偶不平衡（即存在动不平衡），此时支承转子的两个轴承同一方向振动相位平衡），此时支承转子的两个轴承同一方向振动相位差在差在0 0180180之间变化之间变化；8.8.在外在外伸转子不平衡情况下可能会产生很大的轴向振动。伸转子不平衡情况下可能会产生很大的轴向振动。在转子外伸在转子外伸 端不平衡时，支承转子的两轴承的轴向端不平衡时，支承转子的两轴承的轴向振动相位相同；振动相位相同；9.9.因介质不均匀结垢时，工频幅值和相位是缓慢变化的因介

5、质不均匀结垢时，工频幅值和相位是缓慢变化的。l不平衡的不平衡的分类分类1.1.静态静态不平衡不平衡 静态不平衡 频谱图 特征:径向1X波峰（垂直或水平方向上）。特征特征:径向径向1X波峰（垂直或水平方向上）波峰（垂直或水平方向上）如果机器失去平衡我们将得到频率等于转速的正弦时域波形，在转速频率（1X）处有一个高峰。最简单的不平衡模型是将转动轴的重心简化到一个点。这种不平衡称为静态不平衡，因为即使是在旋转体不旋转的情况下也能够表现出来，如果将其放在没有摩擦的轴承中间，重心位置将自动回转到最低位置。静态不平衡将会在旋转轴的两个承载轴承上产生一个1X频率的作用力，作用于两个轴承上的作用力的方向总是相

6、同。从这两个轴承上采集到的振动信号同相。2.2.偶不平衡偶不平衡特征：径向1X波峰（垂直或水平方向上）。 偶不平衡频谱图特征：径向特征：径向1X波峰（垂直或水平方向上）波峰（垂直或水平方向上）如果机器出现不平衡我们将得到频率等于旋转速度的正弦时域波形，频谱上在转速频率（1X）处会产生一个高峰。一个旋转体如果存在偶不平衡，就有可能形成静态平衡（放置在无摩擦的轴承上旋转体看起来好象刚好平衡）。但当旋转体发生旋转的时候，就会在它的两个承载轴承上产生离心作用力，并且它们的相位相反。 动态不平衡 ： 转子上可能同时存在着静态不平衡和偶不平衡，这种情况称之为动态不平衡。 静态不平衡和偶不平衡的区分： 对于

7、静态不平衡，在机器两端是同相的。对于偶不平衡，机器两端的相位相差180度。然而，在大多数情况下，都是动态不平衡（静态不平衡和偶不平衡的组合）。 3.3.动态不平衡动态不平衡4.4.悬吊式不平衡悬吊式不平衡 特征：轴向和径向上高强度1X波峰(垂直或水平方向上)。悬吊或悬臂式设备的不平衡频谱图 特性：轴向和径向上高强度特性：轴向和径向上高强度1X波峰（垂直或水平方向上）波峰（垂直或水平方向上）在外悬或悬臂式机器中，可以检测到在水平、垂直和轴向上的高幅1X振动。我们能够检测到高幅1X振动是因为不平衡使轴发生弯曲，使得轴承座在轴向发生移动。常见的悬吊式旋转体有短联轴器泵、轴向排风的风扇和小型涡轮机。5.5.垂直安装的机器垂直安装的机器特征：径向1X波峰（水平方向上）。垂直安装机器的不平衡频谱图特征：径向特征：径向1X波峰（水平方向上）波峰（水平方向上）当在径