旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

關(guān)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷第一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析小結(jié)第二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述何謂旋轉(zhuǎn)機(jī)械主要運(yùn)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的機(jī)械汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)核心：轉(zhuǎn)軸組件轉(zhuǎn)子、軸、齒輪傳動(dòng)件、葉輪、聯(lián)軸器滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承支座、定子、機(jī)座密封、密封裝置第三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述振動(dòng)的分類(lèi)橫向振動(dòng)：振動(dòng)發(fā)生在包括轉(zhuǎn)軸的橫向xoy平面內(nèi)，大多數(shù)故障所激發(fā)的振動(dòng)為此類(lèi)振動(dòng)軸向振動(dòng)：振動(dòng)發(fā)生在轉(zhuǎn)軸軸線(xiàn)z方向上，某些故障如不對(duì)中將會(huì)激發(fā)軸向振動(dòng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)：沿轉(zhuǎn)軸軸線(xiàn)發(fā)生的扭振，多盤(pán)轉(zhuǎn)子的柔性軸將會(huì)產(chǎn)生扭振產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的根本原因是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主動(dòng)力矩與負(fù)荷反力矩之間失去平衡，致使合成扭矩方向來(lái)回變化。yxz0最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)第四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障原因分類(lèi)設(shè)計(jì)原因設(shè)計(jì)不當(dāng)，動(dòng)態(tài)特性不良，運(yùn)行時(shí)發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)/自激振動(dòng)結(jié)構(gòu)不合理，應(yīng)力集中設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū)熱膨脹量計(jì)算不準(zhǔn)，導(dǎo)致熱態(tài)不對(duì)中制造原因零部件加工制造不良，精度不夠零件材質(zhì)不良，強(qiáng)度不夠，制造缺陷轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不符合技術(shù)要求第五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障原因分類(lèi)安裝/維修的原因機(jī)械安裝不當(dāng)，零部件錯(cuò)位，預(yù)負(fù)荷大軸系對(duì)中不良機(jī)器幾何參數(shù)(如配合間隙、過(guò)盈量及相對(duì)位置)調(diào)整不當(dāng)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)期放置不當(dāng)，改變了動(dòng)平衡精度操作運(yùn)行的原因工藝參數(shù)(如介質(zhì)的溫度、壓力、流量、負(fù)荷)偏離設(shè)計(jì)值轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū)潤(rùn)滑或冷卻不良啟停機(jī)或升降速過(guò)程操作不當(dāng)，暖機(jī)不夠，熱膨脹不均勻或在臨界區(qū)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)第六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障原因分類(lèi)機(jī)器劣化的原因長(zhǎng)期運(yùn)行，轉(zhuǎn)子的撓度增大或動(dòng)平衡劣化轉(zhuǎn)子局部損壞、脫落或產(chǎn)生裂紋零部件磨損、點(diǎn)蝕或腐蝕配合面受力劣化、產(chǎn)生過(guò)盈不足或松動(dòng)等，破壞了配合的性質(zhì)和精度機(jī)器基礎(chǔ)沉降不均勻，機(jī)器殼體變形第七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速What？當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值后，振動(dòng)就大得使機(jī)組無(wú)法繼續(xù)工作，即所謂臨界轉(zhuǎn)速現(xiàn)象？轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速下會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng)大小？臨界轉(zhuǎn)速數(shù)值上一般等于轉(zhuǎn)子橫向振動(dòng)的固有頻率。大小決定于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)（質(zhì)量和剛度的分布）和軸承的結(jié)構(gòu)(邊界條件)形式？一個(gè)實(shí)際的轉(zhuǎn)子往往有多階臨界轉(zhuǎn)速，從低到高依次稱(chēng)為第一階、第二階、第三階等特點(diǎn)？每一階臨界轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子有一個(gè)對(duì)應(yīng)的振型第八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一單圓盤(pán)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速reAO

01r/ecCAmO

O’

kyx由上式中解出x和y,并求得振幅r。圓盤(pán)慣性力＋軸彈性力＝偏心的離心力第九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速影響臨界轉(zhuǎn)速的因素支承剛度只有在支承完全不變形的條件下，支點(diǎn)才會(huì)在轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不動(dòng)?？紤]支承的彈性變形時(shí)，就相當(dāng)于彈簧與彈性轉(zhuǎn)軸相串聯(lián)。支承與彈性轉(zhuǎn)軸串聯(lián)后，總的彈性剛度要低于轉(zhuǎn)軸本身的彈性剛度，使轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速降低?；剞D(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)子的軸線(xiàn)與支點(diǎn)的連線(xiàn)有夾角，會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力矩，也稱(chēng)陀螺力矩。正進(jìn)動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)力矩可以提高轉(zhuǎn)子的剛度，臨界轉(zhuǎn)速增大；反進(jìn)動(dòng)時(shí)，降低轉(zhuǎn)子的剛度，臨界轉(zhuǎn)速減小。組合轉(zhuǎn)子組合系統(tǒng)中各轉(zhuǎn)子的各階臨界轉(zhuǎn)速高于單個(gè)轉(zhuǎn)子。第十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一支承剛度對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響

小

支承剛度

大臨界轉(zhuǎn)速0K支承剛度降低，臨界轉(zhuǎn)速隨之下降第十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一單轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和振型單轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和振型650MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子

n1=604r/minn2=1840r/minn3=4651r/min多自由度轉(zhuǎn)子有多個(gè)臨界轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的振型第十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一多轉(zhuǎn)子軸系的臨界轉(zhuǎn)速和振型200MW汽輪發(fā)電機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子中壓轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子

第十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一多轉(zhuǎn)子軸系的臨界轉(zhuǎn)速和振型200MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子型n1=1002r/min中壓轉(zhuǎn)子型n2=1470r/min高壓轉(zhuǎn)子型n3=1936r/min低壓轉(zhuǎn)子型n4=2014r/min發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子型n5=2678r/min高壓轉(zhuǎn)子中壓轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子

軸系各階振型中，一般有一個(gè)轉(zhuǎn)子起主導(dǎo)作用。第十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一多轉(zhuǎn)子軸系的臨界轉(zhuǎn)速和振型200MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系軸系的各階臨界轉(zhuǎn)速高于相應(yīng)的單轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速?gòu)椥灾С修D(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速低于剛性支承轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速第十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分類(lèi)剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)：工作轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以下判別依據(jù)：一般工作轉(zhuǎn)速<6000r/min的機(jī)械系統(tǒng)屬于剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)同步振動(dòng)：振動(dòng)頻率=工作頻率強(qiáng)迫振動(dòng)：對(duì)線(xiàn)性系統(tǒng)，在周期激振下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)：工作轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以上判別依據(jù)：一般工作轉(zhuǎn)速>6000r/min的機(jī)械系統(tǒng)屬于柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)亞同步振動(dòng)：振動(dòng)頻率<工作頻率自激振動(dòng)：振動(dòng)過(guò)程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部不斷有能量輸入而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象第十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述兩種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)特點(diǎn)比較剛性系統(tǒng)柔性系統(tǒng)振動(dòng)特點(diǎn)強(qiáng)迫振動(dòng)自激振動(dòng)激振原因由于外部激振力或激振位移引起的在振動(dòng)過(guò)程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部有能量輸入而引起的頻率與工作頻率的關(guān)系振動(dòng)頻率=工作頻率（同步振動(dòng)）振動(dòng)頻率<工作頻率（亞同步振動(dòng)）頻率與轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系振動(dòng)頻率隨轉(zhuǎn)速變化而變化，呈比例關(guān)系振動(dòng)頻率在一定范圍內(nèi)可能存在某種比例關(guān)系，但超過(guò)一定范圍后則主要與轉(zhuǎn)子的一階自振頻率有關(guān)振幅與轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系振幅隨轉(zhuǎn)速增加而增加，達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振幅出現(xiàn)峰值，然后則隨轉(zhuǎn)速之增加而減小，趨于某定值隨轉(zhuǎn)速的變化振幅有突發(fā)變化的可能（增大或減小）阻尼的影響阻尼對(duì)臨界轉(zhuǎn)速無(wú)影響，但對(duì)共振峰的高低有較大影響對(duì)頻率及振幅影響不大第十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障分類(lèi)第十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)及故障概述旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析小結(jié)第十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷第二十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷故障原因分析制造時(shí)幾何尺寸不同心、材質(zhì)不均安裝方式不好，如用斜鍵等軸水平放置太久，或受熱不均，造成永久或暫時(shí)變形工作中的液、固雜質(zhì)或腐蝕，使轉(zhuǎn)子不對(duì)稱(chēng)磨損或不對(duì)稱(chēng)沉積零件配合過(guò)松，旋轉(zhuǎn)時(shí)間隙變大，造成偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡第二十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障不平衡的原因轉(zhuǎn)子機(jī)械損傷污染物堆積軸彎曲軸孔偏離中心風(fēng)扇機(jī)械損傷污染物堆積軸孔偏離中心齒輪機(jī)械損傷軸孔偏離中心第二十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障不平衡的原因滑輪/槽輪機(jī)械損傷瑣絲太大軸孔偏離中心

飛輪機(jī)械損傷偏心孔軸孔偏離中心軸軸彎曲不規(guī)則加工第二十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障不平衡的原因葉輪機(jī)械損傷腐蝕聯(lián)軸器

機(jī)械損傷軸孔偏離中心電氣繞組

銅線(xiàn)分布不均第二十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障不平衡的原因鑄造缺陷熱膨脹由于每個(gè)部件熱膨脹率不同影響轉(zhuǎn)子平衡軸孔太大第二十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷不平衡的種類(lèi)按發(fā)生不平衡的過(guò)程可分為：原始不平衡漸發(fā)性不平衡突發(fā)性不平衡按機(jī)理可分為：靜不平衡偶不平衡動(dòng)不平衡旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡靜不平衡偶不平衡=靜不平衡+偶不平衡第二十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一故障機(jī)理如下圖所示單盤(pán)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，由于質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合而產(chǎn)生不平衡交變的力(方向、大小周期性變化)會(huì)引起振動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一周，離心力方向改變一次。因此，不平衡振動(dòng)的頻率與轉(zhuǎn)頻相一致。轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡F（t）te

c(a)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)MFsint

y(t)ck(b)振動(dòng)模型第二十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷無(wú)阻尼時(shí)，O、O’、G三點(diǎn)成一直線(xiàn)實(shí)際轉(zhuǎn)子總存在阻尼工作介質(zhì)、軸承油膜的黏性阻尼，滑動(dòng)面之間的摩擦阻尼，軸材料不完全彈性的內(nèi)摩擦阻尼，轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)因變形能耗產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)阻尼阻尼力與速度成正比，力的方向與速度方向相反旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡第二十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷不平衡故障的振動(dòng)機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡設(shè)：偏心距e，轉(zhuǎn)子質(zhì)量M，軸剛度k，阻尼系數(shù)c，轉(zhuǎn)速n（r/min），角速度=2n/60，離心力F=Me2，分解為兩方向的力為：兩力相差90，y方向的振動(dòng)方程為：歸一化后：其中：阻尼系數(shù)自振角頻率第二十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡上式的通解為：公式第一部分為瞬態(tài)解，是衰減的自由振動(dòng)，很快消失；公式第二部分為穩(wěn)態(tài)解，是強(qiáng)迫振動(dòng)：第三十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡H()----幅頻響應(yīng)函數(shù)，表示振幅Y隨頻率比

/n的變化而變化的放大系數(shù)，當(dāng)

/n

1時(shí)出現(xiàn)共振峰。

()---相頻響應(yīng)函數(shù)其中：第三十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷阻尼對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡不敏感轉(zhuǎn)子阻尼小阻尼大轉(zhuǎn)速振幅阻尼對(duì)臨界轉(zhuǎn)速無(wú)影響，但對(duì)共振峰的高低有較大影響第三十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障的頻譜特征振動(dòng)幅值與轉(zhuǎn)速平方成正比工頻的1倍頻能量較大同一平面x,y振動(dòng)相位差90轉(zhuǎn)子不平衡故障的時(shí)域特征呈現(xiàn)為類(lèi)似簡(jiǎn)諧振動(dòng)的波形由于其他振動(dòng)信號(hào)源（松動(dòng)、不動(dòng)中、軸承磨損、噪聲）的影響，實(shí)際的信號(hào)不會(huì)是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡第三十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷正向進(jìn)動(dòng)：軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡轉(zhuǎn)向一致不平衡、不對(duì)中、油膜失穩(wěn)產(chǎn)生的亞同步渦動(dòng)、內(nèi)摩擦激發(fā)的渦動(dòng)等逆向進(jìn)動(dòng)：軸轉(zhuǎn)向與軸心軌跡轉(zhuǎn)向相反干摩擦等少數(shù)情況下發(fā)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子不平衡的軸心軌跡軸在各個(gè)方向上剛度有差別，所以轉(zhuǎn)子軸心軌跡通常為橢圓從軸心軌跡觀察其進(jìn)動(dòng)特征為同步正進(jìn)動(dòng)同步采集H方向V方向第三十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡與轉(zhuǎn)速的關(guān)系當(dāng)ω<ωn，即在臨界轉(zhuǎn)速下，振幅隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大；當(dāng)ω接近ωn時(shí)，發(fā)生共振，振幅具有最大峰值；當(dāng)ω>ωn，即在臨界轉(zhuǎn)速上，轉(zhuǎn)速增加時(shí)振幅趨于一個(gè)較小的穩(wěn)定值；當(dāng)工作轉(zhuǎn)速一定時(shí)，相位穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡第三十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例1某大型離心式壓縮機(jī)組蒸汽透平經(jīng)檢修更換轉(zhuǎn)子后，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)。壓縮機(jī)兩端軸承處徑向振幅達(dá)到報(bào)警值，機(jī)器不能正常運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡壓縮機(jī)振動(dòng)特征第三十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例1振動(dòng)特征分析時(shí)域波形為正弦波頻域中能量集中于1×頻，有突出的峰值，高次諧波分量較小軸心軌跡為橢圓進(jìn)動(dòng)方向?yàn)橥秸M(jìn)動(dòng)振動(dòng)大小隨轉(zhuǎn)速升降變化明顯診斷意見(jiàn)：強(qiáng)烈振動(dòng)的原因是振動(dòng)不平衡處理措施：監(jiān)護(hù)運(yùn)行生產(chǎn)驗(yàn)證在加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的前提下維持運(yùn)行，其振動(dòng)趨勢(shì)穩(wěn)定，沒(méi)有增大的趨勢(shì)維持運(yùn)行一個(gè)大修周期后，下次大修發(fā)現(xiàn)動(dòng)平衡嚴(yán)重超標(biāo)原因：轉(zhuǎn)子庫(kù)存時(shí)間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子較重，未按規(guī)定周期盤(pán)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡第三十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例2某52萬(wàn)噸/年尿素裝置CO2壓縮機(jī)組低壓缸轉(zhuǎn)子，大修后開(kāi)車(chē)振動(dòng)值正常，但在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)其振動(dòng)值有逐步增大的趨勢(shì)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡CO2壓縮機(jī)漸變不平衡振動(dòng)特征第三十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例2振動(dòng)特征分析時(shí)域波形為正弦波頻譜圖中，以1×頻為主分析其矢量域圖，相位有一緩慢變化診斷意見(jiàn)：故障原因?yàn)闈u變不平衡，是由于轉(zhuǎn)子流道結(jié)垢或局部腐蝕造成的處理措施：監(jiān)護(hù)運(yùn)行生產(chǎn)驗(yàn)證6個(gè)月后大修時(shí)檢查到轉(zhuǎn)子并不彎曲目測(cè)無(wú)結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象拆卸檢查后發(fā)現(xiàn)一軸套內(nèi)側(cè)發(fā)生局部嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量逐漸增大旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡第三十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障的特征小結(jié)時(shí)域?yàn)轭?lèi)似正弦波的振動(dòng)波形振動(dòng)能量主要集中在工頻的1倍頻軸心軌跡為橢圓，并為正進(jìn)動(dòng)方向主要表現(xiàn)為徑向振動(dòng)同一平面X、Y方向振動(dòng)相位差90°振動(dòng)幅值隨轉(zhuǎn)速升高而迅速增大振動(dòng)幅值不隨負(fù)荷的增大而增大旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不平衡第四十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷第四十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理與診斷據(jù)美國(guó)MONSANTO石化公司統(tǒng)計(jì)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的50~60%是由轉(zhuǎn)子不對(duì)中引起的。轉(zhuǎn)子不對(duì)中的類(lèi)型軸承不對(duì)中：軸頸在軸承中偏斜軸系不對(duì)中：各轉(zhuǎn)子不處在同一直線(xiàn)上平行不對(duì)中：軸線(xiàn)平行位移角度不對(duì)中：軸線(xiàn)交叉成一角度綜合不對(duì)中：軸線(xiàn)位移且交叉旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不對(duì)中e(a)平行不對(duì)中(b)角度不對(duì)中(c)綜合不對(duì)中第四十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理與診斷造成不對(duì)中的原因安裝誤差管道應(yīng)變影響溫度變化熱變形基礎(chǔ)沉降不均危害滾動(dòng)軸承振動(dòng)噪聲過(guò)度磨損“卡死”滑動(dòng)軸承油膜承載失穩(wěn)半速渦動(dòng)油膜振蕩嚴(yán)重時(shí)油膜破裂而燒損軸瓦旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不對(duì)中不對(duì)中的危害-熱像圖30,000out平行10,000/inchout角1,000/inchout角不對(duì)中62°F105°F0對(duì)中第四十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不對(duì)中不同的聯(lián)軸器具有不同的故障機(jī)理大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，常用齒式聯(lián)軸器中、小設(shè)備多采用固定式剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中角不對(duì)中綜合不對(duì)中平行不對(duì)中角不對(duì)中綜合不對(duì)中第四十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理齒式聯(lián)軸器平行不對(duì)中在K點(diǎn)的線(xiàn)速度在K點(diǎn)的角速度ABww第四十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一wwwwB不對(duì)中故障機(jī)理齒式聯(lián)軸器平行不對(duì)中ABwwMBO’MBO’O’MBO’MMBO’從圖中可以看出，半聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)半圈，而中間齒套旋轉(zhuǎn)一圈，即中間齒套O’的運(yùn)動(dòng)方程為：中間齒套的這種運(yùn)動(dòng)向轉(zhuǎn)子系統(tǒng)施加的激振力為：第四十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理齒式聯(lián)軸器平行不對(duì)中激振力與不對(duì)中量D

和質(zhì)量m成正比激振力隨轉(zhuǎn)速變化的因子為4w2，這說(shuō)明不對(duì)中對(duì)轉(zhuǎn)速的敏感程度比不平衡對(duì)轉(zhuǎn)速的敏感程度要大4倍。不平衡時(shí)的幅頻響應(yīng)函數(shù)第四十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中兩半聯(lián)軸節(jié)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在螺栓力作用下有把偏移的兩軸中心拉到一起的趨勢(shì)PO1=PS,PO2>>e,O1S⊥PO2SO2=PO2-PO1=ecosωt若兩半聯(lián)軸節(jié)尺寸和材料相同，則PO1受壓縮、PO2受拉伸，兩者變形量近似相等δ=SO2/2=ecosωt/2設(shè)剛度為K，則F=Kδ=Kecosωt/2第四十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理剛性聯(lián)軸器平行不對(duì)中將F進(jìn)行分解Fy前一項(xiàng)不隨時(shí)間而變化，力圖把兩個(gè)聯(lián)軸節(jié)的不對(duì)中量縮小Fy后一項(xiàng)與Fx，是隨轉(zhuǎn)速而變化的兩倍頻激振力，即：聯(lián)軸節(jié)每旋轉(zhuǎn)一周，徑向力交變兩次不對(duì)中方向上的一對(duì)螺釘，當(dāng)螺釘拉緊時(shí)，一個(gè)受拉、一個(gè)受壓。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，每轉(zhuǎn)180°，拉壓狀態(tài)交變一次，旋轉(zhuǎn)一周，交變兩次，使軸在徑向上產(chǎn)生兩倍頻振動(dòng)。第四十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征振動(dòng)的振幅與轉(zhuǎn)子的負(fù)荷有關(guān)負(fù)荷越大、振幅越大不對(duì)中故障對(duì)轉(zhuǎn)子的激振力隨轉(zhuǎn)速的升高而加大激勵(lì)力與不對(duì)中量成正比軸系具有過(guò)大的不對(duì)中量時(shí)，轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生附加徑向力和附加軸向力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異常振動(dòng)平行不對(duì)中主要引起徑向振動(dòng)角度不對(duì)中主要引起軸向振動(dòng)振動(dòng)頻率徑向振動(dòng)以工頻的2倍頻為主，也有1倍頻的成分軸向振動(dòng)以工頻的1倍頻為主，也有2x，3x。第五十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障轉(zhuǎn)子不對(duì)中的故障特征振動(dòng)幅值平行不對(duì)中：振動(dòng)頻譜中2x幅值超過(guò)1x幅值的50％角不不對(duì)中：軸向2x或3x幅值約是1x轉(zhuǎn)頻幅值的30％~50％2x值相對(duì)于1x幅值的高度常取決于聯(lián)軸器的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸承振動(dòng)的相位差平行不對(duì)中，徑向振動(dòng)差180°角度不對(duì)中，軸向振動(dòng)差180°軸心軌跡：香蕉形、8字形、外圈中產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)圈第五十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障平行不對(duì)中的故障特征角度不對(duì)中的故障特征第五十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障不對(duì)中故障，除了1x，2x頻率外，還會(huì)出現(xiàn)3x倍頻第五十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例某透平壓縮機(jī)組檢修后啟動(dòng)時(shí)，高壓缸振動(dòng)較大；機(jī)組運(yùn)行一周后壓縮機(jī)高壓缸振動(dòng)突然加劇，測(cè)點(diǎn)4、5的徑向振動(dòng)增大，其中測(cè)點(diǎn)5的振動(dòng)值增加兩倍，測(cè)點(diǎn)6軸向振動(dòng)加大；又運(yùn)行兩周后，測(cè)點(diǎn)5的振動(dòng)值又突然增加一倍，超過(guò)設(shè)計(jì)允許值，振動(dòng)劇烈旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不對(duì)中機(jī)組布置示意圖第五十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不對(duì)中異常振動(dòng)特征測(cè)點(diǎn)5的振動(dòng)波形畸變?yōu)榛l與倍頻的疊加波形，頻譜中2倍頻譜具有較大幅值雙橢圓復(fù)合軌跡軸向振動(dòng)變大不平衡的頻譜第五十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例診斷意見(jiàn)壓縮機(jī)高壓缸和低壓缸之間轉(zhuǎn)子對(duì)中不良，聯(lián)軸器發(fā)生故障生產(chǎn)驗(yàn)證高、低壓缸之間的聯(lián)軸器固定法蘭與內(nèi)齒套的連接螺栓已斷掉三只對(duì)中嚴(yán)重超差，不對(duì)中量大于設(shè)計(jì)要求16倍對(duì)螺栓斷面進(jìn)行電鏡分析，斷面為沿晶斷裂、并有局部韌窩組織。聯(lián)接螺栓的機(jī)械加工和熱處理工藝不符合要求，螺紋根部產(chǎn)生應(yīng)力集中，而且熱處理后未進(jìn)行正火處理，金相組織為淬火馬氏體，螺栓在拉應(yīng)力作用下脆性斷裂。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不對(duì)中第五十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一不對(duì)中故障機(jī)理與診斷小結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)子不對(duì)中轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障原因與治理措施序號(hào)故障原因分類(lèi)故障原因處理措施1設(shè)計(jì)原因1）對(duì)工作狀態(tài)下熱膨脹量計(jì)算不準(zhǔn)2）對(duì)介質(zhì)壓力、真空度變化對(duì)機(jī)殼的影響計(jì)算不準(zhǔn)3）給出的冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)不準(zhǔn)1）核對(duì)設(shè)計(jì)給出的冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)2）按技術(shù)要求檢查調(diào)整軸承對(duì)中3）檢查熱態(tài)膨脹是否受限4）檢查保溫是否完好5）檢查調(diào)整基礎(chǔ)沉降2制造原因1）材質(zhì)不均，造成熱膨脹3安裝維修1）冷態(tài)對(duì)中數(shù)據(jù)不符合要求2）檢修失誤造成熱態(tài)膨脹受阻3）機(jī)殼保溫不良，熱脹不均勻4操作運(yùn)行1）超負(fù)荷運(yùn)行2）介質(zhì)溫度偏離設(shè)計(jì)值5狀態(tài)劣化1）機(jī)組基礎(chǔ)或基座沉降不均勻2）基礎(chǔ)滑板銹蝕，熱脹受阻3）機(jī)殼變形第五十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷第五十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜軸承的分類(lèi)（按工作原理分）靜壓軸承依靠潤(rùn)滑油在轉(zhuǎn)子軸頸周?chē)纬傻撵o壓力差與外載荷相平衡的原理進(jìn)行工作無(wú)論軸是否旋轉(zhuǎn)，軸頸始終浮在壓力油中旋轉(zhuǎn)精度高、摩擦阻力小、承載能力強(qiáng)、對(duì)轉(zhuǎn)速的適應(yīng)性和抗振性好制造工藝要求高，供油裝置復(fù)雜主要用于高精度的機(jī)床動(dòng)壓軸承設(shè)計(jì)良好的動(dòng)壓軸承具有很長(zhǎng)的使用壽命應(yīng)用非常廣泛：壓縮機(jī)、泵、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等油膜壓力靠軸本身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生供油系統(tǒng)簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第五十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷動(dòng)壓油膜軸承的工作原理(a)軸頸靜止時(shí)，沉在軸承底部(b)軸頸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸頸依靠摩擦力作用，沿軸承內(nèi)表面往上爬行，達(dá)到一定位置，摩擦力不能支持轉(zhuǎn)子重力，開(kāi)始打滑，即為半液體摩擦(c)油楔的入口斷面大于出口斷面，隨著轉(zhuǎn)速的升高，軸頸被油壓擠向另外一側(cè)(d)如果帶入楔形間隙內(nèi)的潤(rùn)滑油流量是連續(xù)的，油液中的油壓就會(huì)升高，達(dá)到一定程度，間隙內(nèi)積聚的油膜的壓力可以把轉(zhuǎn)子軸頸抬起，當(dāng)油膜壓力與外載荷平衡時(shí)，軸頸就在與軸承內(nèi)表面不發(fā)生接觸的情況下穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第六十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷軸頸在軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)的油膜壓力分布θ－偏位角e－偏心距c－平均間隙，c=R-rψ－相對(duì)間隙，ψ＝c/rε－相對(duì)偏心率，ε=e/rhmin

－最小油膜厚度hmin=c–e=c(1-ε)第六十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷軸承的承載能力P－軸承載荷S0－軸承承載能力系數(shù)也稱(chēng)索默費(fèi)爾特(Sommerfeld)數(shù)μ－潤(rùn)滑油動(dòng)力黏度系數(shù)

l

－軸承寬度d

－軸承直徑ω－軸頸旋轉(zhuǎn)角速度ψ－相對(duì)間隙軸承承載能力系數(shù)S0是相對(duì)偏心率ε（ε=e/r）和軸承寬徑比（l/d）的函數(shù)S0>1，稱(chēng)為低速重載轉(zhuǎn)子；S0＜1，稱(chēng)為高速輕載轉(zhuǎn)子高速輕載轉(zhuǎn)子易產(chǎn)生油膜失穩(wěn)低速重載轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性雖好，但偏心率過(guò)大時(shí)，油膜過(guò)薄，易產(chǎn)生干摩擦第六十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷軸頸在油膜中的渦動(dòng)與穩(wěn)定性軸承通過(guò)油膜支承載荷（完全流體潤(rùn)滑狀態(tài)下）時(shí)，摩擦功耗最小穩(wěn)態(tài)情況下：油膜動(dòng)壓合力R與軸載荷P處于平衡狀態(tài)軸受到瞬時(shí)擾動(dòng)情況下：油膜動(dòng)壓合力R’與軸載荷P不再保持平衡狀態(tài)，形成合力F。F沿垂直\水平方向分解為Fr和Fu。①Fr與軸的水平位移方向相反，力圖使軸心恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的位置，因此稱(chēng)Fr為恢復(fù)力。②Fu則力圖使軸心繞軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，因此稱(chēng)Fu為渦動(dòng)力。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承軸頸的受力分析

第六十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜渦動(dòng)與油膜振蕩

當(dāng)恢復(fù)力矩大于渦動(dòng)力矩時(shí)，軸承將回到穩(wěn)定狀態(tài)工作。相反，若渦動(dòng)力矩大于恢復(fù)力矩時(shí)，則軸心開(kāi)始渦動(dòng)，即轉(zhuǎn)軸除自轉(zhuǎn)外，還繞軸承中心公轉(zhuǎn)，這種公轉(zhuǎn)稱(chēng)為渦動(dòng)。

半速渦動(dòng)：油膜渦動(dòng)速度（角頻率）的理論值為軸的轉(zhuǎn)速（角頻率）之半，實(shí)際渦動(dòng)速度=(0.43~0.48)

油膜振蕩：轉(zhuǎn)子在渦動(dòng)共振的狀態(tài)下，將表現(xiàn)為強(qiáng)烈的振蕩稱(chēng)為油膜振蕩，即轉(zhuǎn)速升至臨界轉(zhuǎn)速的兩倍，渦動(dòng)頻率與一階自振頻率重合，則發(fā)生油膜振蕩。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第六十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷半速渦動(dòng)因?yàn)橛途哂叙ば?，所以軸頸表面的油流速度與軸頸線(xiàn)速度相同，均為rω，而軸瓦表面的油流速度為0假設(shè)油流速度呈直線(xiàn)分布軸頸某一直徑掃過(guò)的面積，即為油楔入口與出口的流量差當(dāng)軸承兩端泄漏量時(shí)，可得：第六十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷實(shí)際的渦動(dòng)頻率，通常低于轉(zhuǎn)頻的一半受到不斷增大的壓力作用，油楔入口的油速減慢，油楔出口的油速增加。實(shí)際速度與假設(shè)速度在分布上的差別使驅(qū)動(dòng)軸頸渦動(dòng)的速度下降。軸承中的壓力油不僅被軸頸帶著作圓周運(yùn)動(dòng)，還向軸承兩側(cè)泄油，用以帶走軸承工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。油有泄漏時(shí)根據(jù)國(guó)外資料介紹，半速渦動(dòng)的實(shí)際振動(dòng)頻率為

Ω＝(0.43~0.48)ω第六十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一半速渦動(dòng)與油膜振蕩半速渦動(dòng)的發(fā)展將使轉(zhuǎn)子由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定在半速渦動(dòng)出現(xiàn)的初期階段，由于油膜具有非線(xiàn)性特性（即軸頸渦動(dòng)幅度增加時(shí)，油膜的剛度和阻尼較線(xiàn)性關(guān)系增加得更快），抑制了轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)幅度，軸心軌跡為一穩(wěn)定的封閉圖形。轉(zhuǎn)速升至臨界轉(zhuǎn)速的兩倍，渦動(dòng)頻率與一階自振頻率重合，發(fā)生油膜振蕩。轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，振動(dòng)并不減弱，而且振動(dòng)頻率基本上不再隨轉(zhuǎn)速而升高。油膜軸承的故障機(jī)理與診斷第六十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜渦動(dòng)故障特征旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承油膜振蕩故障特征第六十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的特征輕載轉(zhuǎn)子在一階臨界轉(zhuǎn)速之前就可能發(fā)生不穩(wěn)定的半速渦動(dòng)，但不產(chǎn)生大幅度的振動(dòng)越過(guò)一階臨界轉(zhuǎn)速后振幅減少當(dāng)達(dá)到兩倍一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振幅增大并且不隨著轉(zhuǎn)速的增加而改變，即發(fā)生了油膜振蕩中載轉(zhuǎn)子過(guò)了一階臨界轉(zhuǎn)速后會(huì)出現(xiàn)半速渦動(dòng)油膜振蕩在二倍的一階臨界轉(zhuǎn)速之后出現(xiàn)重載轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速時(shí)并不存在半速渦動(dòng)現(xiàn)象，甚至轉(zhuǎn)速達(dá)到兩倍的一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，也不會(huì)立即發(fā)生很大的振動(dòng)轉(zhuǎn)速達(dá)到兩倍的一階臨界轉(zhuǎn)速之后的某一轉(zhuǎn)速時(shí)，突然發(fā)生油膜振蕩旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第六十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜渦動(dòng)與油膜振蕩的特征油膜振蕩的其它特征油膜振蕩在一階臨界轉(zhuǎn)速的二倍以上時(shí)發(fā)生一旦發(fā)生振蕩，振幅急劇加大，即使再提高轉(zhuǎn)速，振幅也不會(huì)下降油膜振蕩時(shí)，軸頸中心的渦動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子的一階固有頻率油膜振蕩具有慣性效應(yīng)，升速時(shí)產(chǎn)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速和降速時(shí)油膜振蕩消失時(shí)的轉(zhuǎn)速不同油膜振蕩為正進(jìn)動(dòng)，即軸心渦動(dòng)的方向和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第七十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷故障原因軸承參數(shù)設(shè)計(jì)不合理軸承制造不符合技術(shù)要求安裝不當(dāng)油溫或油壓不當(dāng)潤(rùn)滑不良軸承磨損、疲勞損壞、腐蝕、氣蝕等旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第七十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜振蕩的防治措施設(shè)計(jì)上盡量避開(kāi)油膜共振區(qū)(應(yīng)使ω避免為2ωc1)增加軸承比壓軸承比壓是指軸瓦工作面上單位面積所承受的載荷增加軸承比壓，即提高軸承承載能力系數(shù)，增大軸頸偏心率，以提高油膜穩(wěn)定性常用的方法是減小軸瓦的長(zhǎng)度減小軸承間隙試驗(yàn)表明，減小軸承間隙，可提高發(fā)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速減小間隙，相當(dāng)于增大了軸承的偏心率ε=e/c旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第七十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜振蕩的防治措施控制適當(dāng)?shù)妮S瓦預(yù)負(fù)荷軸承的預(yù)負(fù)荷定義為對(duì)于圓柱軸承，c=Rp-Rs，預(yù)負(fù)荷為0預(yù)負(fù)荷為正值，表示軸瓦內(nèi)表面上的曲率半徑大于軸頸半徑，相當(dāng)于起到了增大偏心率的作用橢圓軸承的穩(wěn)定性?xún)?yōu)于圓柱軸承多油楔軸承的穩(wěn)定性較好第七十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷油膜振蕩的防治措施選用抗振性好的軸承對(duì)于高速轉(zhuǎn)子，通常采用多油楔可傾瓦軸承調(diào)整油溫適當(dāng)?shù)厣哂蜏兀瑴p小油的黏度，可以增加偏心率對(duì)于已經(jīng)不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)子，降低油溫，增加油膜對(duì)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)的阻尼作用，有時(shí)對(duì)降低轉(zhuǎn)子的振幅有利。第七十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例1某氣體壓縮機(jī)運(yùn)行期間，蒸汽透平時(shí)常有短時(shí)強(qiáng)振發(fā)生。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承1#軸承測(cè)點(diǎn)頻譜變化趨勢(shì)第七十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例1正常時(shí)，機(jī)組各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)均以工頻成分(143.3Hz)幅值最大，同時(shí)存在豐富的低次諧波成分,并有幅值較小但不穩(wěn)定的69.8Hz(相當(dāng)于0.49×)成分存在，時(shí)域波形存在單邊削頂現(xiàn)象，呈現(xiàn)動(dòng)靜件碰磨的特征。振動(dòng)異常時(shí)，工頻及其它低次諧波的幅值基本不變，但透平前后兩端測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)很大的0.49×成分，其幅度大大超過(guò)了工頻幅值分頻成分隨轉(zhuǎn)速改變而改變，與轉(zhuǎn)速頻率保持0.49×左右的比例關(guān)系隨著強(qiáng)振的發(fā)生，機(jī)組聲響明顯異常，有時(shí)油溫也明顯升高旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承測(cè)點(diǎn)強(qiáng)振時(shí)的波形和頻譜測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值較小時(shí)的波形與頻譜第七十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例1診斷意見(jiàn)：故障原因?yàn)橛湍u動(dòng)，建議降低負(fù)荷和轉(zhuǎn)速，然后監(jiān)測(cè)運(yùn)行生產(chǎn)驗(yàn)證：機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行到機(jī)組大檢修，檢修中將軸瓦形式由原來(lái)的圓筒瓦改為橢圓瓦后，運(yùn)行一直正常旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第七十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例2某壓縮機(jī)組氣壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中軸振動(dòng)突然報(bào)警，軸振動(dòng)值和軸承座振動(dòng)值明顯增大。停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)零部件無(wú)明顯損壞，測(cè)量轉(zhuǎn)子對(duì)中數(shù)據(jù)、前后軸承的間隙、瓦背緊力和轉(zhuǎn)子彎曲度，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均符合要求。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承氣壓機(jī)軸承振動(dòng)頻譜前后軸承振動(dòng)頻譜圖均有47Hz低頻峰值存在第七十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例2振動(dòng)特征分析觀察升速過(guò)程中的三維譜圖，發(fā)現(xiàn)升速到4260r/min時(shí)出現(xiàn)半速渦動(dòng)隨著轉(zhuǎn)速的上升，渦動(dòng)頻率和振幅不斷增加渦動(dòng)頻率達(dá)到47Hz時(shí)不再隨轉(zhuǎn)速而上升，轉(zhuǎn)速提高到7500r/min工作轉(zhuǎn)速時(shí)，振動(dòng)頻率仍為47Hz，但振幅非常大旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承前軸承升速過(guò)程振動(dòng)瀑布圖47Hz頻率成分第七十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一油膜軸承的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例2診斷意見(jiàn)轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速為2820r/min(47Hz)，振動(dòng)特征與典型的高速輕載轉(zhuǎn)子的油膜振蕩故障現(xiàn)象完全吻合，建議立即停機(jī)檢修生產(chǎn)驗(yàn)證解體檢查發(fā)現(xiàn)，軸瓦巴氏合金表面發(fā)黑，上瓦有磨損并伴有大量小氣孔，前軸承巴氏合金有部分脫落更換新軸承后，重啟機(jī)組，47Hz低頻分量不再出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

油膜軸承第八十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷第八十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速與喘振的故障機(jī)理與診斷概述離心式、軸流式的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，因設(shè)計(jì)工況范圍窄、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等因素，使氣流在機(jī)器內(nèi)產(chǎn)生不穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)，引起流道內(nèi)和管道內(nèi)的氣流壓力脈動(dòng)，從而導(dǎo)致機(jī)器和管道的強(qiáng)烈振動(dòng)。氣流不穩(wěn)定現(xiàn)象主要表現(xiàn)的故障形式為旋轉(zhuǎn)失速喘振旋轉(zhuǎn)失速和喘振是高速離心壓縮機(jī)特有的一類(lèi)振動(dòng)故障。喘振會(huì)對(duì)機(jī)器造成很大危害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲，聯(lián)軸器損壞故障是由于氣體流動(dòng)分離造成，通過(guò)調(diào)節(jié)流量即可使振動(dòng)減到允許值旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

旋轉(zhuǎn)失速與喘振第八十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一氣體流動(dòng)分離幾個(gè)基本概念速度三角形實(shí)際流動(dòng)模式：三元流動(dòng)簡(jiǎn)單分析時(shí)：一元流動(dòng)流體一方面相對(duì)于葉面流動(dòng)，另一方面又隨葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，流體真正的流動(dòng)為兩者的矢量和，即速度三角形為防止氣流沖擊，葉片的入口安裝角應(yīng)與入口氣流角相等。出口氣流角則由出口安裝角決定。流量減小時(shí)，氣流絕對(duì)速度c變小，氣流相對(duì)速度角β也將隨之減小。氣流脈動(dòng)力主要來(lái)自氣體流動(dòng)分離第八十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一氣體流動(dòng)分離幾個(gè)基本概念收斂流動(dòng)和擴(kuò)壓流動(dòng)氣流流動(dòng)方向由高壓流向低壓，稱(chēng)為收斂流動(dòng)，即減壓反之，稱(chēng)為擴(kuò)壓流動(dòng)主流區(qū)和邊界層區(qū)由于氣體具有粘性，在靠近流道壁面相當(dāng)薄的范圍內(nèi)，氣流受壁面粘滯，流速很快降低到零，在這一薄層中，速度梯度極大，稱(chēng)為邊界層邊界層外的流動(dòng)區(qū)域，速度分布比較均勻，稱(chēng)為主流區(qū)沖角葉片安裝角與進(jìn)口氣流方向角之差稱(chēng)為沖角沖角是氣流方向與葉片弧線(xiàn)前緣切線(xiàn)間的夾角第八十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一氣體流動(dòng)分離氣流分離的原因在氣流擴(kuò)壓流動(dòng)的過(guò)程中，由于主流區(qū)速度逐漸減弱，不足以帶動(dòng)邊界層氣體向前流動(dòng)，致使邊界層在流動(dòng)方向的壓差作用下倒流，而主流區(qū)仍維持其流向，從而形成旋渦(分離)。即使是收斂流動(dòng)，也可能在局部區(qū)域存在擴(kuò)壓區(qū)。由于彎管內(nèi)流動(dòng)的曲率作用，外壁彎曲處壓力高、速度低，內(nèi)壁彎曲處壓力低、速度高。因此，彎管前半部外壁和后半部?jī)?nèi)壁均為局部擴(kuò)壓區(qū)。第八十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一氣體流動(dòng)分離由葉輪入口氣流沖擊造成的分離沖角的變化將導(dǎo)致氣流對(duì)葉片的沖擊，使葉片入口附近產(chǎn)生局部擴(kuò)壓區(qū)葉片的工作面與非工作面氣流流量減小時(shí)，沖角為正，凹面產(chǎn)生氣流分離，流量增大時(shí)，沖角變負(fù)，凸面產(chǎn)生氣流分離。第八十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理與特征旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理首先由H.W.Emmons在1995年提出壓縮機(jī)在正常流量下工作時(shí)，氣體進(jìn)入葉輪的方向β1與葉片進(jìn)口安裝角一致βs，氣體可以平穩(wěn)地進(jìn)入葉輪。當(dāng)進(jìn)入葉輪的氣體流量小于額定流量時(shí)，β1與βs不一致，在葉片凹面附近形成旋渦由旋渦組成的氣流堵塞團(tuán)(失速團(tuán)或失速區(qū))，將沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向在各個(gè)流道中傳播。失速區(qū)在反方向傳播速度小于葉輪的旋轉(zhuǎn)速度。但從葉輪之外的絕對(duì)參考系來(lái)看，失速區(qū)還是沿著葉輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

旋轉(zhuǎn)失速與喘振第八十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理與特征旋轉(zhuǎn)失速頻率經(jīng)驗(yàn)公式Vs：旋轉(zhuǎn)失速區(qū)的傳播速度Q0p：發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速時(shí)的實(shí)際流量Q0：壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工況流量u：轉(zhuǎn)子的周向速度據(jù)此公式計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)失速區(qū)傳播速度約為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的0.3～0.45旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

旋轉(zhuǎn)失速與喘振第八十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速的機(jī)理與特征旋轉(zhuǎn)失速的振動(dòng)特征分頻同時(shí)存在ω和(Ω-ω)兩個(gè)頻率成份全息譜工頻橢圓與脫離團(tuán)橢圓形狀相似，旋轉(zhuǎn)方向相反振動(dòng)隨負(fù)荷變化、流量變化關(guān)系明顯振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速、壓力變化而變化故障原因工作流量比設(shè)計(jì)流量小入口過(guò)濾器堵塞、氣體流道有異物阻塞第八十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速的診斷診斷實(shí)例某煉鐵廠廢氣風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速風(fēng)機(jī)2一直工作正常。風(fēng)機(jī)1開(kāi)啟后起初運(yùn)行平穩(wěn)，一段時(shí)間(約半小時(shí))會(huì)因振動(dòng)超過(guò)停機(jī)限而跳閘。每次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)1都有相同的現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

旋轉(zhuǎn)失速與喘振第九十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速的診斷診斷實(shí)例風(fēng)機(jī)1每次啟動(dòng)后初期運(yùn)行穩(wěn)定，但經(jīng)歷一段時(shí)間以后就會(huì)因振動(dòng)過(guò)大而造成跳閘，可以基本排除因機(jī)械故障造成的跳閘。風(fēng)機(jī)流體類(lèi)故障大部分是由于進(jìn)風(fēng)口氣流不暢或氣量不足等原因所致，出風(fēng)口的改造效果并不明顯。第九十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速的診斷診斷實(shí)例f1=7.42Hzf2=8.72Hzf1+f2=16.14Hz≈ω第九十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速的診斷診斷案例生產(chǎn)驗(yàn)證管道直徑1m左右，在距離風(fēng)機(jī)1氣體入口約等于1m處有一較大的彎道。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，為保證氣流順暢，氣流入口距離彎道的距離應(yīng)大于1.5倍管道直徑。第九十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速的診斷旋轉(zhuǎn)失速與油膜振蕩的故障甄別區(qū)別內(nèi)容旋轉(zhuǎn)失速油膜振蕩振動(dòng)特征頻率與工作轉(zhuǎn)速的關(guān)系振動(dòng)特征頻率隨轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速變化油膜振蕩發(fā)生后，特征頻率不隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)值與機(jī)器進(jìn)口流量的關(guān)系振動(dòng)強(qiáng)烈程度隨流量改變而變化振動(dòng)強(qiáng)烈程度不隨流量變化壓力脈動(dòng)頻率的特點(diǎn)壓力脈動(dòng)頻率與管網(wǎng)容積有關(guān)，非常低壓力脈動(dòng)幅值很小或不存在，頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率相近軸振動(dòng)與機(jī)殼振動(dòng)情況軸振動(dòng)不太高時(shí)，機(jī)殼振動(dòng)已十分明顯軸振動(dòng)十分劇烈，但機(jī)殼振動(dòng)有時(shí)卻并不十分大第九十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一喘振的機(jī)理與故障特征喘振是旋轉(zhuǎn)失速的進(jìn)一步發(fā)展喘振的故障特征壓縮機(jī)接近或進(jìn)入喘振工況時(shí)，缸體和軸承都會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，其振幅要比正常運(yùn)行時(shí)大大增加喘振頻率一般較低，通常為1~30Hz壓縮機(jī)在穩(wěn)定工況下運(yùn)行時(shí)，其出口壓力和進(jìn)口流量變化不大，所測(cè)得的數(shù)據(jù)在平均值附近波動(dòng)，幅度很??；當(dāng)接近或進(jìn)入喘振工況時(shí)，出口壓力和進(jìn)口流量的變化都很大，會(huì)發(fā)生周期性大幅度的脈動(dòng)，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)氣體從壓縮機(jī)進(jìn)口倒流的現(xiàn)象壓縮機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其噪聲較小且是連續(xù)性的；當(dāng)接近喘振工況時(shí)，在氣流管道中，氣流發(fā)出的噪聲時(shí)高時(shí)低，產(chǎn)生周期性變化；當(dāng)進(jìn)入喘振工況時(shí)，噪聲劇增，甚至有爆聲出現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

旋轉(zhuǎn)失速與喘振第九十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)失速與喘振旋轉(zhuǎn)失速與喘振的治理措施開(kāi)大回流閥，保證入口流量和壓力調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速，嚴(yán)格遵循“降速先降壓、升壓先升速”的操作原則檢查入口冷卻器，保證入口溫度不超過(guò)允許值檢查入口濾網(wǎng)、流道、清理堵塞的異物保證出口暢通，出口壓力不高于設(shè)計(jì)值第九十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷第九十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子與靜止件摩擦的分類(lèi)徑向摩擦：轉(zhuǎn)子在渦動(dòng)過(guò)程中軸頸或轉(zhuǎn)子外緣與靜止件接觸偶然性或周期性的局部碰磨轉(zhuǎn)子與靜子的摩擦接觸弧度較大，甚至發(fā)生360°的全周向接觸摩擦軸向摩擦：轉(zhuǎn)子在軸向與靜止件接觸故障原因設(shè)計(jì)原因制造原因安裝維修操作運(yùn)行狀態(tài)劣化旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

動(dòng)靜件摩擦第九十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一徑向摩擦局部動(dòng)靜件碰磨的故障特征轉(zhuǎn)子剛度在接觸與非接觸兩者之間變化，變化的頻率就是轉(zhuǎn)子渦動(dòng)頻率。轉(zhuǎn)子橫向自由振動(dòng)與強(qiáng)迫的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加在一起，會(huì)產(chǎn)生一些特有的、復(fù)雜的振動(dòng)響應(yīng)頻率。不平衡引起的轉(zhuǎn)速頻率ω摩擦振動(dòng)的非線(xiàn)性性，引起高次諧波(2ω、3ω···)非線(xiàn)性性還引起低次諧波ω/i(i=2,3,4···)重摩擦?xí)r，i=2；輕摩擦?xí)r，i=2,3,4···旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

動(dòng)靜件摩擦第九十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一徑向摩擦動(dòng)靜件摩擦接觸弧增大時(shí)的故障特征動(dòng)靜件間具有很大的摩擦力，可使轉(zhuǎn)子由正向渦動(dòng)變?yōu)榉聪驕u動(dòng)時(shí)域波形出現(xiàn)單邊“削波”頻譜上出現(xiàn)渦動(dòng)頻率Ω與旋轉(zhuǎn)頻率的和頻與差頻，即會(huì)產(chǎn)生(nω±nΩ)的頻率成分旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

動(dòng)靜件摩擦局部摩擦削波效應(yīng)摩擦產(chǎn)生的組合頻率第一百頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一徑向摩擦動(dòng)靜件摩擦接觸弧增大時(shí)的故障特征剛開(kāi)始碰摩階段，旋轉(zhuǎn)頻率成分幅值較高(不平衡)，二次諧波必大于三次諧波隨摩擦接觸弧的增加，由于摩擦接觸的附加支撐作用，旋轉(zhuǎn)頻率幅值下降，二、三次諧波幅值由于附加的非線(xiàn)性作用而有所增加轉(zhuǎn)子在超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，若發(fā)生全摩擦，可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)子的完全失穩(wěn)，振動(dòng)響應(yīng)中具有很高的亞異步成分，一般為轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦?xí)r的一階自振頻率；此外，會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頻率和振動(dòng)頻率之間的和差頻率，高次諧波消失。利用示波器監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的進(jìn)動(dòng)方向，若進(jìn)動(dòng)方向由正向變成反向，則發(fā)生了全摩擦接觸。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

動(dòng)靜件摩擦第一百零一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一軸向摩擦振動(dòng)特征轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生軸向摩擦?xí)r，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特征幾乎與正常狀況一致，沒(méi)有明顯的異常特征系統(tǒng)阻尼的變化可作為診斷軸向摩擦的識(shí)別特征摩擦?xí)斐晒纳仙托氏陆?，同時(shí)局部會(huì)有溫升，因此工藝參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子與靜止件軸向摩擦的故障診斷非常重要

旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

動(dòng)靜件摩擦第一百零二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例某大型透平壓縮機(jī)組，在開(kāi)車(chē)啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)生異常振動(dòng)，導(dǎo)致無(wú)法升速旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

動(dòng)靜件摩擦壓縮機(jī)振動(dòng)頻譜圖與軸心軌跡振動(dòng)特征分析振動(dòng)波形有削波現(xiàn)象頻譜圖中有豐富的次諧波及高頻諧波軸心軌跡的渦動(dòng)方向?yàn)榉聪驕u動(dòng)第一百零三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例診斷意見(jiàn)機(jī)組在升速過(guò)程中發(fā)生了嚴(yán)重摩擦故障處理措施由于機(jī)組振動(dòng)值非常高，表明內(nèi)部動(dòng)靜件摩擦比較嚴(yán)重，為安全起見(jiàn)，決定停機(jī)拆檢生產(chǎn)驗(yàn)證解體檢修發(fā)現(xiàn)，機(jī)組轉(zhuǎn)子彎曲，動(dòng)平衡精度嚴(yán)重超差，在升速過(guò)程中因振動(dòng)大造成轉(zhuǎn)子與密封之間摩擦。不僅密封損壞，且轉(zhuǎn)子嚴(yán)重偏磨旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

動(dòng)靜件摩擦第一百零四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷小結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

動(dòng)靜件摩擦動(dòng)靜件摩擦故障原因及對(duì)策第一百零五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷第一百零六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷支承部件連接松動(dòng)指系統(tǒng)結(jié)合面存在間隙或連接剛度不足造成機(jī)械阻尼偏低，機(jī)組振動(dòng)加大主要原因支承系統(tǒng)結(jié)合面的緊力不足在外力或溫升作用下產(chǎn)生間隙固定螺栓強(qiáng)度不足缺乏防松措施第一百零七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷故障機(jī)理支承部件一旦松動(dòng)，會(huì)使連接剛度下降，機(jī)械阻尼降低典型轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)，設(shè)其右端軸承配合松動(dòng)，間隙量為Δ旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

支承部件松動(dòng)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方程為彈性恢復(fù)力第一百零八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

支承部件松動(dòng)設(shè)轉(zhuǎn)子靜變形轉(zhuǎn)子固有頻率轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)子偏心率間隙比第一百零九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷故障機(jī)理求解后得出如下結(jié)論轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是否進(jìn)入非線(xiàn)性狀態(tài)與轉(zhuǎn)子的偏心率和轉(zhuǎn)速比有關(guān)，當(dāng)二者較小時(shí)，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)響應(yīng)小于靜變形。此時(shí)松動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行影響較小當(dāng)落在非線(xiàn)性區(qū)域內(nèi)，振動(dòng)響應(yīng)除基頻外還有2倍頻、3倍頻等高頻諧波當(dāng)λ=0.75～2時(shí)，若α=0.7，β=0.5，則轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)為非線(xiàn)性系統(tǒng)，基頻振幅隨轉(zhuǎn)速比λ而變化。當(dāng)λ<1時(shí)，松動(dòng)的振動(dòng)較大，穩(wěn)定性較差；而當(dāng)λ>1時(shí)，松動(dòng)的振幅反而較小旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

支承部件松動(dòng)振動(dòng)特征頻譜特征第一百一十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一支承松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

支承部件松動(dòng)轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障原因及治理措施第一百一十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障分析轉(zhuǎn)子不平衡的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中故障機(jī)理與診斷油膜軸承的故障機(jī)理與診斷旋轉(zhuǎn)失速與喘振故障機(jī)理與診斷動(dòng)靜件摩擦的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷第一百一十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷轉(zhuǎn)軸裂紋概率雖小，但危害極大，易發(fā)展為斷軸事故故障機(jī)理裂紋形態(tài)閉裂紋：轉(zhuǎn)軸在壓應(yīng)力下旋轉(zhuǎn)開(kāi)裂紋：轉(zhuǎn)軸在拉應(yīng)力下旋轉(zhuǎn)開(kāi)閉裂紋：應(yīng)力由自重或其他徑向載荷產(chǎn)生故障特征出現(xiàn)開(kāi)裂紋，則振動(dòng)帶有非線(xiàn)性性質(zhì)，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頻率的2×、3×、…等高頻分量；裂紋擴(kuò)展時(shí)，剛度進(jìn)一步降低，1×、2×、…等頻率的幅值也隨之增加開(kāi)、停機(jī)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)分頻共振，即轉(zhuǎn)子在經(jīng)過(guò)1/2、1/3、…臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，由于相應(yīng)的高倍頻正好與臨界轉(zhuǎn)速重合，振動(dòng)響應(yīng)會(huì)出現(xiàn)峰值裂紋初期擴(kuò)展速度很慢，徑向振動(dòng)值的增長(zhǎng)也很慢，但裂紋的擴(kuò)展速度會(huì)隨著裂紋深度的增大而加劇，1×及2×振幅也迅速增加，同時(shí)1×及2×的相位角也會(huì)出現(xiàn)異常波動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋第一百一十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷不對(duì)中與轉(zhuǎn)軸裂紋的故障甄別譜特征以工作頻率的2倍頻為主二者的區(qū)分主要是振值的穩(wěn)定性不對(duì)中振動(dòng)比較穩(wěn)定全息譜不對(duì)中為單向約束力，2倍頻的橢圓較扁軸裂紋則是旋轉(zhuǎn)矢量，2倍頻較圓第一百一十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷故障機(jī)理旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋軸上有裂紋時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)第一百一十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例某大型高速泵在運(yùn)行過(guò)程中軸振動(dòng)逐漸增大，同時(shí)出現(xiàn)2倍頻及3倍頻等高倍頻諧波分量，且相位變化。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋升速過(guò)程振動(dòng)趨勢(shì)圖頻譜圖中振幅在2×、3×諧波處有共振峰值轉(zhuǎn)速通過(guò)1/2臨界轉(zhuǎn)速時(shí)有共振峰值出現(xiàn)第一百一十六頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例診斷意見(jiàn)通過(guò)轉(zhuǎn)子在降速和升速通過(guò)半臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)特征可以確認(rèn)，高速泵轉(zhuǎn)子產(chǎn)生了裂紋，必須立即停機(jī)檢修，更換轉(zhuǎn)子生產(chǎn)驗(yàn)證檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸裂紋深度已達(dá)到2/5更換合格的轉(zhuǎn)子后開(kāi)車(chē)，高速泵軸振動(dòng)趨于正常旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋第一百一十七頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例現(xiàn)象描述：冷軋廠連退爐爐輥是該廠的關(guān)鍵設(shè)備，此設(shè)備一旦發(fā)生故障直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。2008年一月現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)檢時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承有異常聲音出現(xiàn)。設(shè)備結(jié)構(gòu)：技術(shù)參數(shù)：爐輥轉(zhuǎn)速為40rpm=0.67Hz旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋第一百一十八頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋垂直方向V：水平方向H：軸向A：存在明顯的轉(zhuǎn)頻0.678Hz的沖擊第一百一十九頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋垂直方向V：水平方向H：軸向A：存在明顯的轉(zhuǎn)頻0.678Hz的沖擊轉(zhuǎn)頻的沖擊表現(xiàn)的十分明顯，說(shuō)明爐輥旋轉(zhuǎn)一周，有一次沖擊出現(xiàn)，可能存在碰摩或裂紋故障第一百二十頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋計(jì)算峰值指標(biāo)垂直水平軸向工作側(cè)10.7716.5311.11傳動(dòng)側(cè)5.7810.825.85工作側(cè)軸承峰值指標(biāo)比傳動(dòng)側(cè)軸承峰值指標(biāo)增大將近一倍，說(shuō)明故障點(diǎn)在工作側(cè)軸承一側(cè)。第一百二十一頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷診斷實(shí)例旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋診斷結(jié)論：爐輥兩側(cè)軸承都存在爐輥轉(zhuǎn)頻0.68Hz左右的沖擊，且工作側(cè)軸承的沖擊較大，所以故障點(diǎn)存在于工作側(cè)，其故障可能是碰摩或裂紋類(lèi)缺陷。生產(chǎn)驗(yàn)證：

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)爐輥進(jìn)行停機(jī)檢修，發(fā)現(xiàn)爐輥與軸的根部出現(xiàn)一條橫向裂紋第一百二十二頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)軸裂紋的故障機(jī)理與診斷小結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷

轉(zhuǎn)軸裂紋轉(zhuǎn)軸橫向裂紋的故障原因及治理措施第一百二十三頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)---小結(jié)轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)軸裂紋軸系不對(duì)中滑動(dòng)軸承的油膜渦動(dòng)與油膜振蕩轉(zhuǎn)子動(dòng)靜件摩擦高速壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)失速與喘振支承部件松動(dòng)為什么產(chǎn)生故障？特點(diǎn)？如何判別？第一百二十四頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)---小結(jié)轉(zhuǎn)子不平衡F（t）e

c質(zhì)量不平衡離心力旋轉(zhuǎn)一周方向改變一次振動(dòng)大小隨轉(zhuǎn)速升降變化明顯時(shí)域波形為正弦波軸心軌跡為橢圓振動(dòng)相位穩(wěn)定，為同步正進(jìn)動(dòng)一倍頻能量較大第一百二十五頁(yè)，共一百四十二頁(yè)，編輯