旋轉(zhuǎn)機械的常(cháng)見故障有(yǒu)很多，包括(kuò)不平衡、不對中、軸彎曲(qǔ)和熱彎曲、油膜渦動(dòng)和油膜振蕩、蒸(zhēng)汽激振、機械松動、轉子斷葉片與脫落、摩擦(cā)、軸裂紋、旋轉(zhuǎn)失速與喘振、機械偏差和電氣偏差等。

1　不平衡

不平衡是各種旋轉機械中最普遍存在的故障。

引起轉子不平衡的原因是(shì)多方面的，如轉子(zǐ)的結構設計不合(hé)理、機械加工(gōng)質量偏差、裝配誤差(chà)、材質不均勻、動平衡精度差；運行中聯軸器相對位置的(de)改(gǎi)變(biàn)；轉子部件缺損，如：運行中由(yóu)于腐蝕、磨損、介質不均(jun1)勻結垢、脫落；轉(zhuǎn)子受疲勞應力(lì)作用造成轉子的零(líng)部件（如葉輪、葉片(piàn)、圍帶、拉筋等）局部損壞、脫落，産生碎塊飛出等。

2　不對中

轉子不對中通常是指相鄰兩轉子的軸心線與軸承(chéng)中心線的傾斜或(huò)偏移程度。

轉子不對中可分為聯軸(zhóu)器不對中和軸承不對中。聯軸器不(bú)對中又可分為平行(háng)不對中、偏角不對中(zhōng)和平行偏角不對中三種情況(kuàng)。平行不對中時振(zhèn)動頻率為轉(zhuǎn)子工頻的兩倍。偏角不(bú)對中使聯軸器附加一個彎矩，以力圖減小兩個軸中心線的偏角。

軸(zhóu)每旋轉一周，彎矩作用方向就交變一(yī)次(cì)，因此，偏角(jiǎo)不對中增(zēng)加了轉子(zǐ)的(de)軸向力，使轉子在軸向産生工頻(pín)振動。平行偏角不對中是以上兩種情況的綜合，使轉子(zǐ)發生徑向和軸向(xiàng)振(zhèn)動。軸承不對中實際上反映的是軸承座(zuò)标高和軸中心位置的偏差。

軸承不對中使(shǐ)軸系的載荷重新分配。負荷較大的軸(zhóu)承可能會出現高(gāo)次諧波振動(dòng)，負荷較輕的軸承容易失穩，同(tóng)時還會使(shǐ)軸系的臨界轉速發生改變。

3　軸彎曲和(hé)熱彎曲

軸彎曲是指轉子的中心線處于不直狀态。轉子彎(wān)曲分為(wéi)永久性(xìng)彎曲和臨時性彎曲兩種類型。

轉子永久性彎曲是指轉子的軸呈永久性的弓形，它是由于轉(zhuǎn)子結(jié)構不合理、制造誤差(chà)大(dà)、材質不均勻、轉子長期存放不當而發生永久性的(de)彎曲變形(xíng)，或是熱(rè)态停車時未及時盤車或盤車不當、轉子的熱穩定性(xìng)差、長期運行後軸的自然彎曲加大(dà)等原因所造成。

轉(zhuǎn)子臨時性彎曲是(shì)指轉子上有較大預負荷、開機(jī)運行時的暖機操作不當(dāng)、升(shēng)速過快、轉軸熱變形不均勻等原因造成。

轉子永(yǒng)久性彎曲與臨時性彎曲是兩種不同的故障，但其故障的機理是相同的。轉(zhuǎn)子不論發生永久性(xìng)彎曲還是臨時性彎曲，都會産生與(yǔ)質量偏心情況相類似的旋轉矢量激振力。

4　油(yóu)膜渦動和油膜振蕩

油膜渦動和油膜振(zhèn)蕩是滑動(dòng)軸承中由于油膜的(de)動力學特性而引起的一種自激振動。

油膜渦動一般是由于過大的軸承磨損或(huò)間隙、不(bú)合适的軸承設計(jì)、潤滑油參數的改變等因素引起的。根據振動頻譜很(hěn)容易識别油膜渦動，其出現時的振(zhèn)動頻率接(jiē)近轉速(sù)頻率的一半，随着轉(zhuǎn)速的提高，油膜渦動的故障特征(zhēng)頻率與轉速頻率(lǜ)之比也保持在一個定值上始終不(bú)變，常(cháng)稱為半速渦(wō)動。

油膜(mó)渦動和油(yóu)膜振(zhèn)蕩是(shì)兩個不(bú)同的概念，它們之間既有區别，又有(yǒu)着密切的聯系。

當(dāng)機(jī)器出現油膜渦動，而且油膜(mó)渦動(dòng)頻率等于系統的固有頻(pín)率時就會(huì)發生油膜振蕩。油膜振蕩隻(zhī)有在機(jī)器運行轉速大于(yú)二倍轉子臨界轉速的情況下才可能發生。當(dāng)轉速升至二倍臨界轉速時，渦動頻率非常接近轉子臨(lín)界轉速，因此産生(shēng)共振而引起很(hěn)大的振動。通常一旦發(fā)生油膜(mó)振蕩，無論轉速(sù)繼續升至多少，渦動頻率将總保持為轉子一(yī)階臨(lín)界轉速頻(pín)率。

轉子發生油膜振蕩時一般(bān)具有以下特(tè)征：

①時間波形發生(shēng)畸變，表現為不(bú)規(guī)則的周期信号，通常是在工頻的波(bō)形上面疊加了幅值很大的低頻(pín)信(xìn)号；

②在頻譜圖中，轉(zhuǎn)子的固有頻(pín)率(lǜ)ω0處(chù)的頻率分量的幅值最為突出；

③油膜振蕩發生在工作轉速(sù)大于二(èr)倍一階臨界轉速的時候，在這之後，即使工作轉速繼續升高，其振蕩的特征頻率基本不變；

④油膜振蕩的(de)發生和消(xiāo)失具有(yǒu)突然性(xìng)，并帶有慣性效應，也就是說，升速時産生油膜(mó)振蕩的轉速要高于降速時油(yóu)膜振蕩消失(shī)的轉速；

⑤油膜(mó)振蕩(dàng)時，轉子的渦動方向與轉子轉動的方向相(xiàng)同(tóng)，為正進動；

⑥油膜振蕩劇烈時，随着油膜的破(pò)壞，振蕩停止，油膜恢複後，振蕩又再次發生。如此持續下去，軸頸與軸承會不斷碰摩(mó)，産生撞擊(jī)聲，軸承内的油膜壓力有較大的波動；

⑦油膜振蕩時，其軸心軌迹呈(chéng)不規則的發散狀态，若發生碰摩，則軸(zhóu)心軌迹呈(chéng)花瓣狀；

⑧軸承載荷越小或偏(piān)心率越小，就越容易(yì)發生(shēng)油膜振蕩；

 ⑨油膜振蕩時，轉子兩端軸(zhóu)承振(zhèn)動相位基本相同。

5　蒸汽激振

蒸汽激振産生的原因通(tōng)常有兩個，一(yī)是由于調節閥開啟(qǐ)順(shùn)序的原因，高壓蒸汽産生了一個向上擡起轉子的力，從而減少了軸承比(bǐ)壓，因而使軸承(chéng)失穩；二是由于(yú)葉頂徑向間隙不(bú)均勻，産生切向分力(lì)，以及端部軸封内(nèi)氣體流動時所(suǒ)産生的切向分力?使(shǐ)轉子産生了自激振動。

蒸(zhēng)汽激振一般發生在大功率汽輪機的高壓轉(zhuǎn)子上，當發(fā)生蒸汽振蕩時，振動的主(zhǔ)要特點是振動對負荷非常敏感，而且振動(dòng)的頻?與(yǔ)轉子一階臨界轉速(sù)頻率相吻合。在絕大多數情況下（蒸(zhēng)汽激振不太嚴重）振(zhèn)動頻(pín)率以半頻分量為主(zhǔ)。

在發生(shēng)蒸汽振蕩時，有時(shí)改變軸承設計(jì)是沒(méi)有用的，隻有改(gǎi)進汽封通(tōng)流部分的設計(jì)、調整安裝(zhuāng)間隙、較大幅度地降低負荷或改變主蒸汽(qì)進汽調節汽閥的開啟(qǐ)順序(xù)等才能解決問題。

6　機械松動

通常有(yǒu)三種類型的機械(xiè)松(sōng)動。

第(dì)一種類型的松動是指機(jī)器的底座、台闆和基礎存在結構松動，或水泥灌漿不實以及結構或基(jī)礎的變形。

第二種類(lèi)型的松動主要是由于(yú)機器底座固定螺栓的松(sōng)動或軸承座(zuò)出現裂紋引起。

第三種類型的松動是由于部件間不合适的(de)配(pèi)合引起(qǐ)的，這(zhè)時的松動通常是軸承(chéng)蓋裡軸承瓦枕的(de)松動、過大(dà)的軸承(chéng)間隙或者轉軸上(shàng)的葉輪存在松動。這種松動的振動相位很不穩定，變化範圍很大。松動(dòng)時的(de)振動具有(yǒu)方向性，在松動方向(xiàng)上，由于約束力的下降，将引起振動(dòng)幅度加大。

7　轉子斷葉片與脫落

轉子(zǐ)斷葉片、零部件或垢(gòu)層脫落的故障(zhàng)機理與動平衡故障是相同的。其特征如下：

①振動的通(tōng)頻振幅在瞬間(jiān)突(tū)然升高；

②振動的特征頻率為轉子的(de)工作頻率；

③工頻振動的相位也會發生突變。

 8　摩擦

當旋轉機械的旋轉部件和(hé)固定部件(jiàn)接觸時，就會發生動(dòng)、靜部分的徑向摩擦或軸向碰摩。這是一個嚴(yán)重的(de)故障，它可能會導(dǎo)緻機器整個損(sǔn)壞。在摩擦産生時通常(cháng)分為兩種情況：

第一種是部分摩擦，此時轉子(zǐ)僅偶然接觸靜止部分，同時維(wéi)持接觸僅在轉子進動整周期的一個分數部分(fèn)，這通常對于機器(qì)的整(zhěng)體來說，它的(de)破壞性(xìng)和危險性相對比較小(xiǎo)；

第二種，特别是對于機器的破壞性效果和危(wēi)險性(xìng)來說就是(shì)更為嚴(yán)重的情況了，這就是整周(zhōu)的環狀摩擦，有時候(hòu)也稱為“全摩擦(cā)”或“幹摩擦”，它們大都(dōu)在密封中(zhōng)産生(shēng)。在整周環狀摩擦發生時，轉子維持(chí)與密封的接觸是連(lián)續的，産(chǎn)生在接觸處的摩擦力能夠導緻轉子進動方向的劇(jù)烈(liè)改變，從原本(běn)是向前的正進動變成向後的反進動。

摩擦的(de)危害性很大，即使(shǐ)轉軸(zhóu)和軸瓦短時間摩(mó)擦也會造成嚴重後果。

9　軸裂紋(wén)

轉子(zǐ)裂紋産生的原(yuán)因多是疲勞損傷(shāng)。旋轉機械的轉子如果設計(jì)不當(dāng)（包括選材不當或(huò)結構不合理）或者加工方法不妥，或者是運(yùn)行時間超(chāo)長的老舊機組，由(yóu)于應力腐蝕、疲勞(láo)、蠕變等，會在轉子原本存(cún)在(zài)誘發點(diǎn)的位置産生(shēng)微裂(liè)紋(wén)，再加上由于較(jiào)大而且變化的扭(niǔ)矩和徑向載荷的持續(xù)作用，微裂紋逐漸擴展，最終發(fā)展成為宏觀裂紋。

原始的(de)誘發點通常出現在應力高(gāo)而且材料有缺陷的地方，如軸上應力集中(zhōng)點、加工時留下(xià)的刀痕、劃傷處(chù)、材質存在微小(xiǎo)缺陷（如夾渣等(děng)）的部位等。

在轉子出現裂紋的初期，其擴展的速度比較慢，徑向振動的幅(fú)值增長也比較小(xiǎo)。但裂紋的擴展速度會随着裂紋深度的加深而加速，相應的會出現振(zhèn)幅迅速增大的現象。尤其是二倍頻幅值的迅速上升(shēng)和其相位的變(biàn)化(huà)往往可以提供裂紋的診斷信息，因(yīn)此可以利用二倍頻幅值和相位的變化趨勢來診斷轉子裂紋。

10　旋轉失速與喘振

旋轉失速是壓(yā)縮機中最常見的一種不穩(wěn)定現象。當壓縮機流量減少時，由(yóu)于沖角增大，葉栅背面将發生邊界層分(fèn)離，流道将部(bù)分或全部被(bèi)堵塞。這(zhè)樣失速區會以某(mǒu)速度向(xiàng)葉栅運動的反方(fāng)向傳(chuán)播。

實驗表明，失速區的相對速度低于葉(yè)栅轉(zhuǎn)動的絕對速度。因此，我們可以觀察到失速區沿轉(zhuǎn)子的轉動方向以低于工頻的速度移動，故稱分離區這種相對葉栅(shān)的旋轉運動為旋轉失速。

旋轉失速使壓縮機中(zhōng)的流動情況惡化，壓比下降，流(liú)量及(jí)壓力随時間(jiān)波動。在一(yī)定轉速下，當入口(kǒu)流量減少到某一值時，機組會産生強烈的旋(xuán)轉失速。強烈的旋轉失速會進一步引起整個壓縮機組系統的一種危險性更大的不穩定(dìng)的氣動現象，即喘振。此外，旋轉失速時壓縮機葉片受到一種周期性的激振(zhèn)力，如旋轉失速的頻率與葉片的固有頻率相吻合，則将(jiāng)引起強烈振動(dòng)，使(shǐ)葉片疲勞損壞造成事故。

旋轉失速嚴重時可以導緻喘振，但二(èr)者并不是(shì)一回事。喘(chuǎn)振(zhèn)除了與壓縮機内部的氣體流動情況有關之外，還同(tóng)與之相連的管道網絡系統的工作特性有密切的聯系。

壓縮機總是和管網聯合工作的，為了保證一定的(de)流量通過(guò)管網，必須維持一定壓(yā)力，用來克服管網的阻力。機(jī)組正常工(gōng)作時的出口壓力是與管網阻力相平衡的。但當壓縮機的流量減少到某一值時(shí)，出口壓力會很快下(xià)降，然而由于管網的容量較大，管網中的壓力并不馬上(shàng)降低，于是，管網中的氣體壓力反而大于壓縮機的出口壓力，因此，管(guǎn)網中(zhōng)的氣體就倒流回(huí)壓縮機，一直到管網中的壓力下降到低于(yú)壓縮機出口壓力為止。

這時(shí)，壓縮機又開始向管網供氣，壓縮機(jī)的(de)流量增大，恢複到正常的工作狀态。但當管網中的(de)壓力又回到(dào)原來的壓力時，壓縮機的流量又減少，系統中的流體?倒流。如此周而複始産生了氣體強烈的低頻(pín)脈(mò)動現象——喘(chuǎn)振。

喘振故障的識别特(tè)征：

①産生喘振(zhèn)故障的對象為氣體(tǐ)壓縮機組(zǔ)或其它帶長管道、容器(qì)的氣體動力機(jī)械(xiè)；

②喘振發生時，機組的入口流量小于相應轉速下的最小流量；

③喘振時，振(zhèn)動的幅值會大幅度波動；

④喘振?，振動(dòng)的特征頻率一般(bān)在1～15Hz之内；與壓縮機後面相聯(lián)的管網及容器的容(róng)積大小成反比；

⑤機組(zǔ)及與之相連的管道(dào)等附着物及地面(miàn)都(dōu)發生強烈振動；

⑥出口壓力呈大幅度的波動；

⑦壓(yā)縮機的流量呈(chéng)大幅度的波動；

⑧電機驅動的壓縮機組的電機(jī)電流呈周期性的變化；

⑨喘振時伴有周期性的吼叫聲，吼叫聲的大小與所壓縮氣體的分子量和(hé)壓(yā)縮比成正比。

11　機械(xiè)偏差(chà)和電氣偏差

在(zài)振動信号中，之所(suǒ)以會出現機械偏差和電氣偏差的問(wèn)題，這(zhè)是由非接觸(chù)式電渦流傳感器(qì)的工作原(yuán)理所決定的(de)。

切削加工不完善的軸表面（橢圓形或不同軸）會産(chǎn)生一種正弦動态(tài)運動的指示，其頻率與旋轉部件的旋轉(zhuǎn)頻率相一(yī)緻。不完善的切削表面的原因通常(cháng)是由于最後加工的機床的軸承磨(mó)損、刀具變鈍、進給太(tài)快或(huò)機床其它(tā)缺陷(xiàn)産生的(de)，或者是車床頂針的磨(mó)損造成的。軸頸表面上的不光滑或其它缺陷，如劃痕、凹坑、毛刺、鏽疤等也将會産生偏差輸出。

檢驗這種誤(wù)差狀(zhuàng)态的(de)最簡單的方法是用百分表檢查(chá)軸(zhóu)頸的跳動值。百分表(biǎo)的波動值将确認非接觸式電渦流傳感器所觀察到被測表面的誤(wù)差存在的(de)情況。

軸頸的被測表面(miàn)應該像滑(huá)動軸承的(de)軸頸表面那樣(yàng)精心地(dì)保護，在(zài)吊裝時，所采用的纜繩要避開(kāi)傳感器測量的表面(miàn)區(qū)域，存放轉子的支撐架應保證(zhèng)不會引起軸頸(jǐng)表面的劃痕、凹陷等。

一(yī)般(bān)來說，隻要磁場是均勻的或對(duì)稱的，電渦流傳感器在(zài)所存在的磁場中都能令(lìng)人滿意(yì)地(dì)工作。如果(guǒ)軸上某一表面(miàn)區域有很高的磁性，而其餘的表面(miàn)是非(fēi)磁性的或者隻(zhī)有(yǒu)很低的磁性，這就可能會出現電(diàn)氣偏(piān)差。這是由于來自電渦流傳感(gǎn)器(qì)的磁場作用(yòng)到這種軸頸表面上時，引起了傳感器靈(líng)敏度的改(gǎi)變(biàn)。

另外，鍍層的不均勻、轉(zhuǎn)子材料的不均勻等也會引起(qǐ)電氣偏差，而電氣偏差是無法(fǎ)用百分表(biǎo)來測量和确認的。

（來源：互聯網）