振动故障诊断要点汇总-机械设备故障诊断技术
发布时间：2022-06-10来源：装备保障管理网 编辑：将军
振动故障诊断要点汇总
一、转子不平衡
二、转子弯曲
三、转子不对中
五、油膜振荡
七.旋转分离
八.转子支撑系统联接松动
九.转子与静止件摩擦
十.转轴横向裂纹
十一.喘振
十二.转子过盈配合件过盈不足
二、转子弯曲
| 转子弓形弯曲的振动特征 | ||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||||||||||||
| 特征频率 | 常伴频率 | 振动稳定性 | 振动方向 | 相位特征 | 轴心轨迹 | 进动方向 | 矢量区域 | |||||||||||||
| 1× | 2× | 稳定 | 径向、轴向 | 稳定 | 椭圆 | 正进动 | 矢量起始点大，随运行继续增大 | |||||||||||||
| 转子弓形弯曲振动随敏感参数的变化 | ||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||||||||||||
| 随转速 | 随负荷 | 随油温 | 随流量 | 随压力 | 其它识别方法 | |||||||||||||||
| 明显 | 不明显 | 不变 | 不变 | 不变 | 1） 升速时，低速时振动幅值就大； 2） 刚性转子两端相位差180度； | |||||||||||||||
| 转子弓形弯曲的故障原因 | ||||||||||||||||||||
| 故障来源 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||||||||
| 设计、制造 | 安装、维修 | 运行、操作 | 机器劣化 | |||||||||||||||||
| 主要原因 |
结构不合理, 制造误差大,材质不均匀 |
1. 转子存放不当, 永久变形2. 轴承安装错位, 预负荷大 | 高速, 高温机器, 停车后未及时盘车 | 转子热稳定性差,长期运行自然弯曲 | ||||||||||||||||
| 转子临时性弯曲的振动特征 | ||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||||||||||||
| 特征频率 | 常伴频率 | 振动稳定性 | 振动方向 | 相位特征 | 轴心轨迹 | 进动方向 | 矢量区域 | |||||||||||||
| 1× | 稳定 | 径向、轴向 | 稳定 | 椭圆 | 正进动 | 升速矢量时增大，稳定后减小 | ||||||||||||||
| 转子临时性弯曲振动随敏感参数的变化 | ||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||||||||||||
| 随转速 | 随负荷 | 随油温 | 随流量 | 随压力 | 其它识别方法 | |||||||||||||||
| 明显 | 不明显 | 不变 | 不变 | 不变 | 升速过程振幅大，常不能正常启动 | |||||||||||||||
| 转子临时性弯曲的故障原因 | ||||||||||||||||||||
| 故障来源 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||||||||
| 设计、制造 | 安装、维修 | 运行、操作 | 机器劣化 | |||||||||||||||||
| 主要原因 | 结构不合理,制造误差大,材质不均匀 | 转子预负荷较大 | 升速过快,加载太大 | 转子稳定性差 | ||||||||||||||||
三、转子不对中
| 转子不对中的振动特征 | |||||||||||||
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| 特征频率 | 常伴频率 | 振动稳定性 | 振动方向 | 相位特征 | 轴心轨迹 | 进动方向 | 矢量区域 | ||||||
| 2× 1× | 3× | 稳定 | 径向、轴向 | 较稳定 | 双环椭圆 | 正进动 | 不变 | ||||||
| 转子不对中振动随敏感参数的变化 | |||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||||||
| 随转速 | 随负荷 | 随油温 | 随流量 | 随压力 | 其它识别方法 | ||||||||
| 不明显 | 明显 | 有影响 | 有影响 | 有影响 |
1） 转子轴向值就大 2） 联轴器相临轴承处振动大3） 振动随负荷增加而增大4） 对环境温度变化敏感 |
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| 转子不对中的故障原因 | |||||||||||||
| 故障来源 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||||||||
| 设计、制造 | 安装、维修 | 运行、操作 | 机器劣化 | ||||||||||
| 主要原因 | 热膨胀量不够, 对中值误差较大 | 1.安装精度未达到技术要求2.热态不对中考虑不足 |
1.超负荷运行 2.保温不良,轴系各部热变形不同 |
1.基础沉降不匀,对中又差2.环境温度变化大,机器热变形不同 | |||||||||
| 油膜涡动的振动特征 | |||||||||||||
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| 特征频率 | 常伴频率 | 振动稳定性 | 振动方向 | 相位特征 | 轴心轨迹 | 进动方向 | 矢量区域 | ||||||
| ≤0.5× | 1× | 较稳定 | 径向 | 稳定 | 双环椭圆 | 正进动 | 改变 | ||||||
| 油膜涡动振动随敏感参数的变化 | |||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||||||
| 随转速 | 随负荷 | 随油温 | 随流量 | 随压力 | 其它识别方法 | ||||||||
| 明显 | 不明显 | 明显 | 不变 | 不变 | 涡动频率随工作角频率升降，保持ω≤（1/2）Ω | ||||||||
| 油膜涡动的故障原因 | |||||||||||||
| 故障来源 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||||||||
| 设计、制造 | 安装、维修 | 运行、操作 | 机器劣化 | ||||||||||
| 主要原因 | 轴承设计或制造不合理 |
1. 轴承间隙不当 2. 轴承壳体配合过盈不足 3. 轴瓦参数不当 |
1.润滑油不良 2.油温或油压不当 |
轴承磨损,疲劳损伤,腐蚀及气蚀等 | |||||||||
五、油膜振荡
| 油膜振荡的振动特征 | ||||||||||||
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| 特征频率 | 常伴频率 | 振动稳定性 | 振动方向 | 相位特征 | 轴心轨迹 | 进动方向 | 矢量区域 | |||||
| <0.5×; 0.42~0.48× | 组合频率 | 不稳定 | 径向 | 不稳定突变 | 扩散不规则 | 正进动 | 改变 | |||||
| 油膜振荡振动随敏感参数的变化 | ||||||||||||
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| 随转速 | 随负荷 | 随油温 | 随流量 | 随油压 | 其它识别方法 | |||||||
| 振动发生后，升高转速，振动不变 | 不明显 | 明显 | 不变 | 明显 |
1.工作角频率≥2ωn时突发振动 2.振动强烈,有低沉吼叫 3.振荡前有涡动 4.振动异常,非线性特征 |
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| 油膜振荡的故障原因 | ||||||||||||
| 故障来源 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||
| 设计、制造 | 安装、维修 | 运行、操作 | 机器劣化 | |||||||||
| 主要原因 | 轴承设计或制造不合理 | 1.轴承间隙不当2. 轴承壳体配合过盈不足3.轴瓦参数不当 | 1.润滑油不良2.油温或油压不当 | 轴承磨损,疲劳损伤, 腐蚀及气蚀等 | ||||||||
六.密封和间隙动力失稳
| 密封和间隙动力失稳的振动特征 | ||||||||||
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| 特征频率 | 常伴频率 | 振动稳定性 | 振动方向 | 相位特征 | 轴心轨迹 | 进动方向 | 矢量区域 | |||
| <0.5×的次谐波 | 1×,(1/n)×及n× | 不稳,强烈振动 | 径向 | 不稳定 | 紊乱,扩散 | 正进动 | 突变 | |||
| 密封和间隙动力失稳振动随敏感参数的变化 | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||
| 随转速 | 随负荷 | 随油温 | 随流量 | 随压力 | 其它识别方法 | |||||
| 在某值失稳 | 很敏感 | 明显改变 | 不变 | 有影响 |
1.分数谐波及组合频率 2.工作转速到达某值突然振动 |
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| 密封和间隙动力失稳振动的故障原因 | ||||||||||
| 故障来源 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||
| 设计、制造 | 安装、维修 | 运行、操作 | 机器劣化 | |||||||
| 主要原因 | 制造误差造成密封或叶轮在内腔的间隙不均匀 | 转子或密封安装不当 | 操作不当,升降速过快,升降压过猛,超负荷运行 | 转轴弯曲或轴承磨损产生偏隙 | ||||||
七.旋转分离
| 旋转分离的振动特征 | |||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||||||||
| 特征频率 | 常伴频率 | 振动稳定性 | 振动方向 | 相位特征 | 轴心轨迹 | 进动方向 | 矢量区域 | ||||||||||
| ωs及(Ω-ωs) 的成对谐波 | 组合频率 | 振幅大幅度波动 | 径向、轴向 | 不稳定 | 杂乱 | 正进动 | 突变 | ||||||||||
| 旋转分离振动随敏感参数的变化 | |||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||||||||||
| 随转速 | 随负荷 | 随油温 | 随流量 | 随压力 | 其它识别方法 | ||||||||||||
| 明显 | 很明显 | 不变 | 很明显 | 变化 | 1.机器出口压力波动大2.机器入口气体压力及流量波动 | ||||||||||||
| 旋转分离的故障原因 | |||||||||||||||||
| 故障来源 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||||||||||||
| 设计、制造 | 安装、维修 | 运行、操作 | 机器劣化 | ||||||||||||||
| 主要原因 | 各级流道设计不匹配 | 1. 入口过滤器堵塞2. 叶轮或气流流道堵塞 | 工作介质流量调整不当, 工艺参数不匹配 | 气体入口或流道异物堵塞 | |||||||||||||
| 旋转分离与油膜振荡的区别 | |||||||||||||||||
| 区别内容 | 旋转失速 | 油膜振荡 | |||||||||||||||
| 振动特征频率与工作转速 | 振动特征频率随工作转速而变 | 油膜振荡后,频率不随工作转速变化 | |||||||||||||||
| 振动特征频率与机器入口流量压力脉动频率 | 振动强烈程度随流量而变与工作流速频率相等 | 振动强烈程度不随流量而变与转子固有频率相近 | |||||||||||||||
八.转子支撑系统联接松动
| 转子支撑系统联接松动的振动特征 | |||||||||||||||
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| 特征频率 | 常伴频率 | 振动稳定性 | 振动方向 | 相位特征 | 轴心轨迹 | 进动方向 | 矢量区域 | ||||||||
| 基频及分数谐波 | 2×,3 ×… | 不稳,工作转速到达某值时,振幅突然增大或减小 | 松动方向振动大 | 不稳定 | 紊乱 | 正进动 | 变动 | ||||||||
| 转子支撑系统联接松动振动随敏感参数的变化 | |||||||||||||||
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| 随转速 | 随负荷 | 随油温 | 随流量 | 随压力 | 其它识别方法 | ||||||||||
| 很敏感 | 敏感 | 不变 | 不变 | 不变 | 非线性振动特征 | ||||||||||
| 转子支撑系统联接松动的故障原因 | |||||||||||||||
| 故障来源 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||||||||||
| 设计、制造 | 安装、维修 | 运行、操作 | 机器劣化 | ||||||||||||
| 主要原因 | 配合尺寸加工误差大,改变了设计要求的配合性质 | 支撑系统配合间隙过大或紧固不良 | 超负荷运行 | 支撑系统配合性质改变, 机壳或基础变形,螺栓松动 | |||||||||||
