旋转机械的常见故障诊断
旋转机械故障诊断
旋转机械故障诊断
----机组振动的原因及分析
一、 旋转机械的分类
旋转机械是指主要功能是由旋转动作来完成的机械，尤其是指转速较高的机械。大致可分为以下几类：
1：动力机械
（1） 原动机 如蒸汽涡轮机、燃气涡轮机等，利用高压蒸汽或气体的压力能膨胀做功推动转子旋转。
（2） 流体输送机械 这类机械的转子被原动机拖动，通过转子的叶片将能量传递被输送的流体，他可分为以下两类：
7、 转子在运转时突然破裂等因素产生的不平衡。
不平衡因素有时只有一种，有时有几种同时存在。
三）、不平衡产生的振动有以下特点
1、 当转子的转速低于临界转速时，振幅随转速的上升而上升；当转子的转速高于临界转速时，随着转速的上升振幅趋于一个较小的定值。
2、 由于作用力方向随着转子的转动而转动，振动在频谱图上反映的是转子的工作频率。
四、 不平衡的诊断及对策
一）、转子的静平衡和动平衡
1、 转子的静平衡：使转子产生偏心距的称为静不平衡。静不平衡是质量的平衡，在水平轨道上既可以测量出不平衡质量的方位，通过加重或去重可以做到静平衡。
2、 转子的动平衡：多盘转子在转子的不同平面存在大小相等，方向相反的两个或多个不平衡质量，转子总的偏心距为零，作静平衡实验室转子可以随遇平衡，转子在旋转时产生两个大小相等、方向相反的离心力组成离心力矩，从而引起震动。
旋转机械故障诊断
旋转机械故障诊断
旋转机械故障诊断主要是通过观察和分析机械运行过程中
的异常现象来判断故障原因。
以下是一些常见的旋转机械
故障诊断方法：
1. 震动分析：通过测量机械运行时的振动幅值和频率，分
析振动的特点和变化趋势，判断故障位置和类型。
常见的
故障类型包括不平衡、轴承损坏和轴承松动等。
2. 温度监测：通过测量机械的各个部件的温度，判断是否
存在过热的情况。
过高的温度可能是由于摩擦、润滑不良
或散热不良等原因引起的故障。
3. 声音分析：通过对机械工作过程中产生的声音进行分析，判断是否存在异响或噪音。
噪音可以是由于轴承损坏、齿
轮磨损或螺栓松动等引起的。
4. 润滑油分析：通过对机械润滑油的化学成分和物理性质
进行分析，判断是否存在金属粉末、水分或杂质等异常。
这些异常可能是由于零件磨损或润滑油质量不佳引起的故障。
5. 可视检查：通过对机械各个部件的外观进行检查，观察
是否存在磨损、裂纹或松动等现象。
这可以帮助诊断轴承、齿轮和联接件等部件的故障。
以上是常见的旋转机械故障诊断方法，诊断时可以结合多
种方法综合分析，准确判断和定位故障原因，以便及时进
行修复或更换有问题的部件。
5 旋转机械常见故障特征
特征频 常伴 振动稳 振动 相位 轴心 时域 率 频率 定性 方向 特征 轨迹 波形 1× 简谐 稳定 径向 稳定 椭圆 波形
转子不平衡振动敏感参数
1 振动 随转 速变 化 明显 2 振动 随负 荷变 化 不明 显 3 振动 随油 温变 化 不变 4 振动 随流 量变 化 不变 5 振动 随压 力变 化 不变 6 其它 识别 方法 低速 时趋 于零
转子不平衡产生的原因
转子不平衡产生的原因
转子不平衡类型
力不平衡
力偶不平衡
转子不平衡类型
动不平衡
悬臂转子不平衡
转子不平衡动力学特性
x = Acos(Ωt +θ )
me λ2 A= • M (1− λ2 )2 + 4ζ 2 λ2
2ζλ tanθ = 1− λ2
转子不平衡振动特征
1 2 3 4 5 6 7
转子不对中故障形式
轴线平行不对中
角度不对中
综合不对中
转子不对中故障轴心轨迹
∆α
∆y Z
∆α / 2
Z
∆L
(b)
Z
∆y
∆L
(a)
∆L
(c)
轴线平行不对中
角度不对中
综合不对中
转子不对中故障特征
1）齿式联轴器不对中故障的特征频率为轴转 角频率的2 角频率的2倍。 由不对中故障产生的对转子的激振力幅， 2）由不对中故障产生的对转子的激振力幅， 随转速的升高而加大，因此， 随转速的升高而加大，因此，高速旋转机 械应更加注重转子的对中要求。 械应更加注重转子的对中要求。 激励力幅与不对中量成正比， 3）激励力幅与不对中量成正比，随不对中量 的增加，激励力幅呈线性加大。 的增加，激励力幅呈线性加大。
设备状态监测与故障诊断技术第5章-旋转机械故障诊断技术
3．滚动轴承偏斜地固定在轴上
不对中的滚动轴承卡在轴上时，将产生明显的轴向振动。 通常，必须卸下轴承并重新正确安装。
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
旋转机械故障诊断技术是近些年来国内外开展广泛研究，发 展比较成熟的故障诊断技术，具有一定的代表性，因此书的 重点部分，也是难点部分。
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第五章 旋转机械故障诊断技术
学习目标：
✓ 掌握旋转机械典型故障，如转子不平衡、转子不对中、共振、 机械松动、转子摩擦、滑动轴承故障、转轴裂纹、流体动力 激振、拍频振动等的机理和特征；
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实例四：转子不对中故障的诊断
MO MI PI PO
电机
水泵
出现2×频率成分。 轴心轨迹成香蕉形或8字形。 振动有方向性。 轴向振动一般较大。 本例中，出现叶片通过频率。
2X频率 1X频率
叶片通 过频率
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
➢ 不对中故障的影响和防治：
当转子存在不对中时，将产生一种附加弯矩，给轴承增加一 种附加载荷，致使轴承间的负荷重新分配，形成附加激励，引起 机组强烈振动，严重时导致轴承和联轴器损坏、地脚螺栓断裂或 扭弯、油膜失稳、转轴弯曲、转子与定子间产生碰磨等严重后果， 所以及时预测处理不对中故障对确保设备正常运行，减少事故损 失十分重要。
跃响应，主要特征是振动会突然发生变化而后趋于稳定，振动 幅值一般会有较明显的增大，如果有在线监测系统的话将能捕 捉到这一情况。为了防止脱落部件在惯性力作用下飞出使机体 发生二次事故，必要时应及时停机检修。
旋转机械常见振动故障及原因分析
旋转机械常见振动故障及原因分析旋转机械是指主要依靠旋转动作完成特定功能的机械，典型的旋转机械有汽轮机、燃气轮机、离心式和轴流式压缩机、风机、泵、水轮机、发电机和航空发动机等，广泛应用于电力、石化、冶金和航空航天等部门。
大型旋转机械一般安装有振动监测保护和故障诊断系统，旋转机械主要的振动故障有不平衡、不对中、碰摩和松动等，但诱发因素多样。
本文就旋转设备中，常见的振动故障原因进行分析，与大家共同分享。
一、旋转机械运转产生的振动机械振动中包含着从低频到高频各种频率成分的振动，旋转机械运转时产生的振动也是同样的。
轴系异常（包括转子部件）所产生的振动频率特征如表1。
二、振动故障原因分析1、旋转失速旋转失速是压缩机中最常见的一种不稳定现象。
当压缩机流量减少时，由于冲角增大，叶栅背面将发生边界层分离，流道将部分或全部被堵塞。
这样失速区会以某速度向叶栅运动的反方向传播。
实验表明，失速区的相对速度低于叶栅转动的绝对速度，失速区沿转子的转动方向以低于工频的速度移动，这种相对叶栅的旋转运动即为旋转失速。
旋转失速使压缩机中的流动情况恶化，压比下降，流量及压力随时间波动。
在一定转速下，当入口流量减少到某一值时，机组会产生强烈的旋转失速。
强烈的旋转失速会进一步引起整个压缩机组系统产生危险性更大的不稳定气动现象，即喘振。
此外，旋转失速时压缩机叶片受到一种周期性的激振力，如旋转失速的频率与叶片的固有频率相吻合，将会引起强烈振动，使叶片疲劳损坏造成事故。
旋转失速故障的识别特征：1）振动发生在流量减小时，且随着流量的减小而增大；2）振动频率与工频之比为小于1X的常值；3）转子的轴向振动对转速和流量十分敏感；4）排气压力有波动现象；5）流量指示有波动现象；6）机组的压比有所下降，严重时压比可能会突降；7）分子量较大或压缩比较高的机组比较容易发生。
2、喘振旋转失速严重时可以导致喘振。
喘振除了与压缩机内部的气体流动情况有关，还同与之相连的管道网络系统的工作特性有密切的联系。
旋转机械故障诊断技术及处理方法
推力盘
耸起,刮伤,裂纹
围带、拉筋 断裂,摩擦
靠背轮
连接不良,磨损,断裂
冷却风扇 弯曲,断裂,裂纹,摩擦,不合适间隙,腐蚀,积垢,共振
造成发电机产生热不平衡的原因是由于转子上某些零件产生不对称热变形和转子热弯 曲。产生不对称热变形的零件主要是端部零件，特别是端部线包，由于线包受热膨胀在径向 发生不对称位移，破坏了转子的质量平衡。热弯曲的原因主要是由制造和材质方面的缺陷所 引起，另一方面是运行方面的原因引起的。 b.汽轮机转子的热不平衡
(3) 大修时进行过可能破坏转子质量平衡的技术操作：如拆装或更换叶轮、叶片等。 1.2 靠背轮和转子找中心不正 a.靠背轮的影响
⑴ 靠背轮平面瓢偏，当拧紧靠背轮螺丝后，转子将产生静变形（即挠度），在轴颈上会 呈现较大的晃摆，在旋转状态处，静变形将产生旋转的强迫振动。
⑵ 靠背轮连接螺栓有紧力差别，其产生的后果将会像瓢偏一样。 ⑶ 两个靠背轮止口或连接螺栓节圆不同心，当拧紧靠背螺丝后，两个转子会产生偏心， 这种偏心在旋转状态下直接产生激振力，而且以力偶形式作用在两个相邻的轴承上。 靠背轮本身及连接缺陷所造成振动的特点是：振动的主要分量与转速相符，但包含有一 定的非基波分量，因此在激起普通强迫振动的同时，可能还会激起高次谐波和分谐波共振。 b.转子找中心的影响 通常所指的转子找中心，实际上是找轴承中心，即通过调整轴承座的标高和左右位置， 使冷态下两靠背轮圆周和平面的偏差力求最小，使轴系在给定的支撑数目下，能连成一条连 续的自然垂弧曲线。对于刚性或半绕度性靠背轮，由于它有对中的止口配合部分或配合螺栓 部分，所以即使中心略有不正，即轴承座定位略有不当，当拧紧螺丝后，转子将会自动同心， 因而它并不直接产生振动的激振力，但由于轴承座相对位置的变动将会引起下列后果： ⑴ 使轴瓦载荷分配不合理，载荷过大者会使轴瓦温度升高，过小者易使转子失稳，发 生轴瓦自激振动。 ⑵ 破坏了已经调整好的动静间隙，可能会引起静摩擦或汽流激振。
机械故障诊断—第四章 旋转机械故障诊断
2
制造原因
1制造误差大 2材质不均匀 3动平衡精度低 1转子上零部件安装错误 2零件漏装
3
安装维修
1转子有较大预负荷
4
操作运行
1介质带液，造成腐蚀 2介质脏，造成结垢
1超速、超负荷运行 2入口阻力大，导致部件损坏，进人 流道松动
1转子回转体结垢 2转子腐蚀
图4.1 转子力学模型
由于有偏心质量m和偏心距e的存在，当转子转动 时将产生离心力、离心力矩或两者兼而有之。离心 力的大小与偏心质量m、偏心距e及旋转角速度ω有 F me 2 。众所周知，交变的力(方向、大小 关，即 均周期性变化)会引起振动，这就是不平衡引起振动 的原因。转子转动一周，离心力方向改变一次，因 此不平衡振动的频率与转速相一致。
例2：某52万吨／年尿素装置CO2压缩机组低压缸转子，大修后开车振动值 正常，但在线监测系统发现其振动值有逐步增大的趋势。其时域波形为 正弦波，分析其频谱，以1×频为主，分析其矢量域图，相位有一个缓慢 的变化。如图4.7所示。
(a)时域波形
(b)幅值谱
(c)振动趋势
(d)矢量域图
图4.7 CO2压缩机渐变不平衡振动特征
3.非定常强迫振动 非定常强迫振动是由外来扰动力而引起的一种强迫振动。其特点是 与扰动力具有相同的频率；振动本身反过来会影响扰动力的大小与相 位；振动的幅值和相位都是变化的。比如转子轴上某一部位出现不均 匀的热变形，就相当于给转子增加了不平衡质量，它将会使振动的幅 值和相位都发生变化。反过来，振动幅值和相位的变化又影响不均匀 热变形的大小与部位，从而使强迫振动连续不断地发生变化。 二、旋转机械常见故障及其特点 1.不平衡 转子不平衡是旋转机械的常见故障之一。在制造与维修过程中，虽 都要对转子作仔细平衡，使不平衡量小于限定值。但经过一段时间的 运行，不平衡量会逐渐增大。由于转子处于高速运行状态，偏心量的 少许增加，都会使惯性离心力剧增，使机器的功能下降，甚至无法继 续运行。 转子不平衡引起的振动有以下特点： 1. 振幅随转速的上升而增加； 2. 振动的频率与转子的旋转频率相同； 3. 振动方向以径向为主； 4. 振动相位常保持一定角度。 当不平衡重量只存在于一个平面内时，这种不平衡称为静不平衡；而当 在多个平面内有不平衡情况时，就是动不平衡。
机械故障诊断技术6旋转机械故障诊断全解
但实际上 ，现场设备结构变动的情况还是很多的，最常遇到的是换瓦，
有时是更换转子，不可避免的是设备维修安装后未能准确复位等等，都会影
响到临界转速的改变。
多数情况下 ，这种临界转速的改变量不大，处在规定必须避开的转速区
域内，因而被忽略。
第四页，编辑于星期二：二点 二十七分。
? 6．1．2 转子 —轴承系统的稳定性
机组的稳定性能在很大程度上取决于滑动轴承的 刚度和阻尼 。当系统具
有正阻尼时，系统具有抑制作用，振动逐渐衰减。反之系统具有负阻
尼时，油膜涡动就会发展为油膜振荡 。 油膜涡动与油膜振荡都是 油膜承载压力波动 的反映， 表现为轴的振动 。
第五页，编辑于星期二：二点 二十七分。
?（1）油膜涡动与油膜振荡的发生条件
第十四页，编辑于星期二：二点 二十七分。
? 转轴弯曲故障的振动信号特征 ：
（轴弯曲故障的振动信号与不平衡基本相同。）
① 时域波形为近似的等幅正弦波； ② 轴心轨迹为一个比较稳定的圆或偏心率较小的椭圆，
由于轴弯曲常陪伴某种程度的轴瓦摩擦，故轴心轨迹 有时会有摩擦的特征； ③ 频谱成份以转动频率为主，伴有高次谐波成份。与不
的振动主要是 1X、2X、3X倍频分量。
第十六页，编辑于星期二：二点 二十七分。
? 转轴横向裂纹的振动信号特征 ：
① 振动带有非线性性质，出现旋转频率的 l×、2×、3× …·等高 倍分量，随裂纹扩展，刚度进一步下降， l×、2×……等频率 幅值随之增大， 相位角则发生不规则波动 ，与不平衡相角稳定
要求： 虽然作不到质量中心与旋转中心绝对重合，但为了设备的安全运 行，必需将偏心所激发的振动幅度控制在许可范围内。
第八页，编辑于星期二：二点 二十七分。
旋转机械常见故障总结
旋转机械常见故障总结旋转机械的常见故障有很多，包括不平衡、不对中、轴弯曲和热弯曲、油膜涡动和油膜振荡、蒸汽激振、机械松动、转子断叶片与脱落、摩擦、轴裂纹、旋转失速与喘振、机械偏差和电气偏差等。
1不平衡不平衡是各种旋转机械中最普遍存在的故障。
引起转子不平衡的原因是多方面的，如转子的结构设计不合理、机械加工质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差；运行中联轴器相对位置的改变；转子部件缺损，如：运行中由于腐蚀、磨损、介质不均匀结垢、脱落；转子受疲劳应力作用造成转子的零部件（如叶轮、叶片、围带、拉筋等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。
2不对中转子不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中。
联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
平行不对中时振动频率为转子工频的两倍。
偏角不对中使联轴器附加一个弯矩，以力图减小两个轴中心线的偏角。
轴每旋转一周，弯矩作用方向就交变一次，因此，偏角不对中增加了转子的轴向力，使转子在轴向产生工频振动。
平行偏角不对中是以上两种情况的综合，使转子发生径向和轴向振动。
轴承不对中实际上反映的是轴承座标高和轴中心位置的偏差。
轴承不对中使轴系的载荷重新分配。
负荷较大的轴承可能会出现高次谐波振动，负荷较轻的轴承容易失稳，同时还会使轴系的临界转速发生改变。
3轴弯曲和热弯曲轴弯曲是指转子的中心线处于不直状态。
转子弯曲分为永久性弯曲和临时性弯曲两种类型。
转子永久性弯曲是指转子的轴呈永久性的弓形，它是由于转子结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当而发生永久性的弯曲变形，或是热态停车时未及时盘车或盘车不当、转子的热稳定性差、长期运行后轴的自然弯曲加大等原因所造成。
转子临时性弯曲是指转子上有较大预负荷、开机运行时的暖机操作不当、升速过快、转轴热变形不均匀等原因造成。
转子永久性弯曲与临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障的机理是相同的。
旋转机械的故障诊断
旋转机械的故障诊断1.不平衡不平衡是各种旋转机械中最普遍存在的故障。
引起转子不平衡的原因是多方面的，如转子的结构设计不合理、机械加工质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差；运行中联轴器相对位置的改变；转子部件缺损，如：运行中由于腐蚀、磨损、介质不均匀结垢、脱落；转子受疲劳应力作用造成转子的零部件（如叶轮、叶片、围带、拉筋等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。
2.不对xx转子不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中。
联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
平行不对中时振动频率为转子工频的两倍。
偏角不对中使联轴器附加一个弯矩，以力图减小两个轴中心线的偏角。
轴每旋转一周，弯矩作用方向就交变一次，因此，偏角不对中增加了转子的轴向力，使转子在轴向产生工频振动。
平行偏角不对中是以上两种情况的综合，使转子发生径向和轴向振动。
轴承不对中实际上反映的是轴承座标高和轴中心位置的偏差。
轴承不对中使轴系的载荷重新分配。
负荷较大的轴承可能会出现高次谐波振动，负荷较轻的轴承容易失稳，同时还使轴系的临界转速发生改变。
3.轴弯曲和热弯曲轴弯曲是指转子的中心线处于不直状态。
转子弯曲分为永久性弯曲和临时性弯曲两种类型。
转子永久性弯曲是指转子的轴呈永久性的弓形，它是由于转子结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当而发生永久性的弯曲变形，或是热态停车时未及时盘车或盘车不当、转子的热稳定性差、长期运行后轴的自然弯曲加大等原因所造成。
转子临时性弯曲是指转子上有较大预负荷、开机运行时的暖机操作不当、升速过快、转轴热变形不均匀等原因造成。
转子永久性弯曲与临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障的机理是相同的。
转子不论发生永久性弯曲还是临时性弯曲，都会产生与质量偏心情况相类似的旋转矢量激振力。
4.油膜涡动和油膜振荡油膜涡动和油膜振荡是滑动轴承中由于油膜的动力学特性而引起的一种自激振动。
旋转机械故障诊断
电气绕组
铜线分布不均
转子不平衡故障
不平衡的原因
铸造缺陷
热膨胀
由于每个部件热膨胀 率不同影响转子平衡
轴孔太大
转子不平衡故障机理与诊断
不平衡的种类
按发生不平衡的过程可分为：
• 原始不平衡 • 渐发性不平衡 • 突发性不平衡
按机理可分为：
• 静不平衡 • 偶不平衡 • 动不平衡
= 静不平衡 + 偶不平衡
转子转动一周，离心力方向改变一次。因此，不平衡振动的 频率与转频相一致。
转子不平衡故障机理与诊断
旋转机械故障诊断 转子不平衡
无阻尼时，O、O’、G三点成一直线
实际转子总存在阻尼
工作介质、轴承油膜的黏性阻尼，滑动面之间的摩擦阻尼， 轴材料不完全弹性的内摩擦阻尼，转子轴承系统因变形能耗 产生的结构阻尼
k m
由上式中解出x和y,并求得振幅r。
转子的临界转速
影响临界转速的因素
支承刚度
• 只有在支承完全不变形的条件下，支点才会在转子运动过 程中保持不动。考虑支承的弹性变形时，就相当于弹簧与 弹性转轴相串联。
• 支承与弹性转轴串联后，总的弹性刚度要低于转轴本身的 弹性刚度，使转子的临界转速降低。
旋转机械故障诊断 转子不平衡
静不平衡
偶不平衡
转子不平衡故障机理与诊断
旋转机械故障诊断 转子不平衡
故障机理
如下图所示单盘转子系统，由于质心与旋转中心不重合而产 生不平衡
F（t）
Fsint
e
t c
M
y( t)
k
c
(a) 转子系统
(b) 振动模型
交变的力(方向、大小周期性变化)会引起振动
旋转机械设备简易诊断方法
旋转机械设备简易诊断方法一、旋转机械运转产生的振动机械振动中包含着从低频到高频各种频率成分的振动，旋转机械运转时产生的振动也是同样的。
轴系异常（包括转子部件）所产生的振动频率特征如下：二、对象设备的选择从效率和效果方面来看，将工厂内所有设备都作为简易诊断对象是不可取的。
从技术方面看，有可以诊断的设备也有不可诊断的设备。
因此选择对象设备时必须充分探讨，选择标准如下：1）与生产直接有关的设备2）虽然是附属设备，但故障引起的破坏性大的设备3）由于故障，有再次损坏可能性的设备4）维修成本高的设备三、检测周期为使机械设备的异常在初期阶段就能被发现，必须对设备进行定期检测，检测周期的长短要视异常程度大小而定。
异常严重的必须缩短检测周期。
这一点非常重要，但是，不看必要性，过分缩短检测周期是不经济的。
决定检测周期时必须注意：·设备过去的异常履历和发生异常的周期·设备的劣化速度对过去有异常履历的设备，检测周期应为发生周期的1/10以下。
而象磨损故障这一类劣化是慢慢进行的设备，检测周期即使长一点也是足够的。
但是对于高速旋转体，故障一旦产生立即会导致故障的设备，希望每天检测或在线监测。
以下是各类设备的标准检测周期（是一个基本周期），如检测数据变化加剧或达到判定基准的注意区域时，必须缩短检测周期。
一般情况下，轴承劣化初期，劣化是慢慢进展的，这时如不作适当处置，劣化就会激烈进展，因此，对轴承来说，检测周期应比其它设备或部件短，尽可能每天检测较放心。
另外，检测周期不应固定不变。
如果，检测值同判定基准对照处在很正常状态时，则周期可固定不变，但当进入注意区域时，检测周期应缩短，这一点很重要。
四、检测诊断点：检测点最好是在轴承壳体部位，应选择探头与机械接触良好。
刚性高的部位作为测点，测低频振动时，三个方向都测（轴向、水平、垂直），一般轴向和水平向都在轴心同高度测。
要求在三个方向测是因为各种故障引起的振动发生在不同的方向上。
旋转机械故障诊断
旋转机械故障诊断旋转机械故障指的是各种旋转设备在使用中出现的故障，例如电机、风扇、泵等。
为了确保机械设备的正常运转，需要及时检修旋转机械故障。
本文介绍了旋转机械故障的基本知识和常见故障处理方法。
旋转机械故障的基本知识旋转机械故障包括机械故障和电气故障两种。
机械故障主要指机械部分的损坏，例如轴承损坏、磨损、过热等；电气故障主要指电路部分的故障，例如电机烧毁、线路短路等。
为了保障机械设备的安全运行，需要及时检查机械设备中存在的故障并进行有效的处理。
常见的旋转机械故障1. 轴承故障轴承故障是旋转机械故障中最常见的一种故障。
轴承损坏的原因有很多，例如使用时间过长、润滑脂不足、使用温度过高等。
轴承受到过大的负荷或不正确的安装方式也会导致轴承故障。
轴承故障通常会导致机械设备的振动、噪音和温度升高等现象。
轴承故障的处理方法一般包括更换轴承、加强润滑等。
在更换轴承时，需要选择与原轴承参数相同的新轴承，并且必须正确安装、调整轴承预紧力和润滑方式。
2. 汽蚀汽蚀是液体在高速旋转设备内形成的气蚀现象。
汽蚀会导致机械设备的泵体、叶轮、轴承等部件受到损坏。
汽蚀的主要原因是设计不合理、液位过低、磨损等。
汽蚀的处理方法一般包括更换设备、改善设计、加大进口直管长度等。
在更换设备时，需要选择与原设备相同参数的新设备，并且必须正确安装。
3. 电气故障电气故障主要包括电机烧蚀、电路短路、线路老化等。
电气故障通常会造成设备的停止运转，需要及时检查机械设备中电气部分的故障。
电气故障的处理方法一般包括更换电机、修复电路等。
在更换电机时，需要选择与原电机参数相同的新电机，并且必须正确安装并接好电源。
检修旋转机械设备的步骤1. 确定故障部位在进行旋转机械设备的检修时，需要先确定故障部位。
通过观察、听到故障声音和故障所引起的振动等现象，可以初步判断故障部位。
2. 检查机械设备检查机械设备包括拆卸、清洁机械部件和更换损坏部件等。
在拆卸时，需要根据机械设备的结构图和工作原理，按照规范的步骤拆卸。
旋转机械故障诊断
旋转机械故障诊断旋转机械故障诊断旋转机械是指依靠转⼦旋转运动进⾏⼯作的机器，在结构上必须具备最基本的转⼦、轴承等零部件。
典型的旋转机械：各类离⼼泵、轴流泵、离⼼式和轴流式风机、汽轮机、涡轮发动机、电动机、离⼼机等。
⽤途：1、在⼤型化⼯、⽯化、压缩电⼒和钢铁等部门，某些⼤型旋转机械属于⽣产中的关键设备2、炼油⼚催化⼯段的三机组或四机组3、⼤化肥装置中的四⼤机组或五⼤机组4、⼄烯装置中的三⼤机组5、电⼒⾏业的汽轮发电机、泵和⽔轮机组6、钢铁部门的⾼炉风机和轧钢机组旋转机械可能出现的故障类型：1、转⼦不平衡故障2、转⼦不对中故障3、转轴弯曲故障4、转轴横向裂纹的故障5、连接松动故障6、碰摩故障7、喘振转⼦的不平衡振动机理及特性：旋转机械的转⼦由于受材料的质量分布、加⼯误差、装配因素以及运动中的冲蚀和沉积等因素的影响，致使其质量中⼼与旋转中⼼存在⼀定程度的偏⼼距。
偏⼼距较⼤时，静态下，所产⽣的偏⼼⼒矩⼤于摩擦阻⼒距，表现为某⼀点始终恢复到⽔平放置的转⼦下部，其偏⼼⼒矩⼩于摩擦阻⼒距的区域内，称之为静不平衡。
偏⼼距较⼩时，不能表现出静不平衡的特征，但是在转⼦旋转时，表现为⼀个与转动频率同步的离⼼⼒⽮量，离⼼⼒F=Mew2,从⽽激发转⼦的振动。
这种现象称之为动不平衡。
静不平衡的转⼦，由于偏⼼距e较⼤，表现出更为强烈的动不平衡振动。
虽然做不到质量中⼼与旋转中⼼绝对重合，但为了设备的安全运⾏，必须将偏⼼所激发的振动幅度控制在许可范围内。
1、不平衡故障的信号特征1）时域波形为近似的等福正弦波。
2）轴⼼轨迹为⽐较稳定的圆或椭圆，这是因为轴承座及基础的⽔平刚度与垂直刚度不同所造成。
3）频谱图上转⼦转动频率处的振幅。
4）在三维全息图中，转动频率的振幅椭圆较⼤，其他成分较⼩。
2、敏感参数特征1）振幅随转速变化明显，这是因为，激振⼒与⾓速度w是指数关系。
2）当转⼦上得部件破损时，振幅突然变⼤。
例如，某烧结⼚抽风机转⼦焊接的合⾦耐磨层突然脱落，造成振幅突然增⼤。
旋转机械故障机理及诊断讲稿
相频响应曲线
当ζ=0时，当z<1，则ψ=0；当z>1，则ψ=π ；当z=1，则共振点前后相位角发生突然变化 当ζ很小时，在z<<1，即转子运行在低频范围 内，ψ≈0，即表示位移与激振力的相位相同 ；在z>>1，ψ≈π，在高频范围内，即表示位 移与激振力的相位相反 当ζ很大时，相位角ψ随z增加而增大。当z=1 （即共振）时，相位角ψ=π/2，与阻尼大小 无关，这是共振时的一个共同特征
当ω=p时，即z=1 B= e/2ζ，ψ=π/2回转半径 即为转轴的横向位移最大值B= e/2ζ 子临界转速的影响 弹性支承对转子临界转速的影响 组合转子对临界转速的影响
转子不平衡的故障机理及诊断
转子不平衡的分类
静不平衡 动不平衡 一般不平衡
转子临界转速及其影响因素
当ω<p时，ψ<π/2，在ω<<p，z≈0即转子运行 在低频范围内 ψ≈0，即表示位移与激振力的相 位相同，这时转子的重点和高点同相位
当ω>p时，ψ>π/2，在ω>>p ，z→∞，即转子 运行在高速范围内 ψ≈π，即表示位移与激振 力的相位相反,这时转子的振动很小,自动对心.
第一阶(和第二阶、第三阶……)共振频率是否 降低(轴裂纹使系统刚度下降，故共振频率也 有所降低)
共振峰的开裂(与裂纹有关的轴的不对称性导 致了两个横向振型的差别）
轴振动变化
3-2-1
p2＝ｋ／ｍ；2n=ｒ／ｍ
．．
.
ｘ＋2nx+ px2ｘ＝eω2 cosωt
.y.＋2ny. + py2y＝eω2 ｓｉｎωt
机械故障诊断技术4_旋转机械故障诊断
机械故障诊断技术4_旋转机械故障诊断随着机械制造业的不断发展，机械故障的诊断技术也越来越重要。
特别是对于旋转机械故障的诊断技术，更是需要不断探索和研究，因为这种机械往往出现的故障比较复杂。
在这篇文章中，我们将介绍旋转机械故障诊断的方法和技术，希望能够为读者们的工作提供一些参考。
旋转机械故障的分类和诊断旋转机械故障的种类有很多，比如传动轴承故障、机械紧固件松动、机械部件磨损等。
因此，我们需要对这些故障进行分类，以便更好地进行诊断。
传动轴承故障传动轴承故障是旋转机械故障中比较普遍的一种，主要表现为轴承过热、振动和噪声等，可能导致轴承损坏或者整个机械系统瘫痪。
传动轴承故障的诊断方法主要有以下几种：1.直接观察：通过观察轴承在运转时发生的异常行为，如温度升高、振动、噪音等，来判断轴承是否正常。
2.聆听声音：通过听轴承的声音，来判断轴承是否存在异常。
如果轴承发出一些不寻常的声音，比如咔嚓声或者咬合声，那么很有可能是轴承出现了问题。
3.振动分析：通过采用振动分析仪等设备，对轴承的振动进行监测和分析，找出轴承可能存在的问题。
机械紧固件松动机械紧固件松动是旋转机械故障中比较常见的一种，主要表现为噪声、振动和杂乱的机器运转。
如果机械紧固件发生松动，可能会导致机器的其他部分出现问题，同时也增加了机器的能耗。
对于机械紧固件松动故障的诊断方法可以采用以下几种：1.直接观察：通过观察机械紧固件的紧固情况，来判断是否松动或者脱落。
2.震动分析：通过震动分析仪等设备，对机械运转时的振动进行监测和分析，找到可能存在松动的机械紧固件。
机械部件磨损机械部件磨损是旋转机械故障中比较常见的一种，主要表现为噪声和振动等，可能导致机械部件寿命减少。
对于机械部件磨损故障的诊断方法可以采用以下几种：1.直接观察：通过观察机械部件的磨损情况，如磨损程度和磨损位置，来判断机械部件是否需要更换。
2.震动分析：通过震动分析仪等设备，对机械运转时的振动进行监测和分析，找到可能存在磨损的机械部件。
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旋转机械的常见故障诊断
作者：马昊刘天保刘鸿亮
来源：《科技资讯》2014年第16期
摘要：沈鼓做为一家世界知名的鼓压风机制造企业，旋转机械是我们厂的支柱产品。
所以，旋转机械的故障诊断与分析，对于我厂产品的质量的好坏，产品是否能够让用户满意，以至于企业的生存和核心竞争力，都有着致关重要的作用。
作为一门独立的学科，依靠振动分析仪对旋转机械的异常故障进行诊断和判别，必须有较高的技术水平。
这个诊断和判别与医学上的诊断和判别是一个道理。
要能够准确地诊断和判别，要依靠大量的临床实践和临床经验，这必须有医学上的理论基础根据。
关键词：鼓压风旋转机械诊断判别
中图分类号：TH165 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0105-01
尽管旋转机械的故障是由机械仪表自行诊断是最终目的，但机械还是机械，它不是万能的，现实的问题不能全部死搬硬套，自动诊断。
系统的诊断只能做参考，最终诊断还需要人的大脑。
人—机对话，还需要人的大脑。
下面举几个各种类型振动的典型例子，可以认为是固定模式的一类，可以在判断故障时做以参考。
1 不平衡
大家知道，转动部分在转动过程中，一定会产生振动，振动是绝对的，不振动是相对的，不平衡是绝对的，平衡也是相对的。
转动部分或多或少会有残余的不平衡量存在。
这种不平衡量是由于转子的重心偏移所产生的。
由于重心偏移而引起离心力F=W/gεω2（W：转子重量，kg；g：重力加速度，cm/s2；ε：偏心量；ω：回转角速度；F：离心力）。
这种情况，机械在转动时会发生振动，明显地表现为1次/转。
如是3000 r/min，振动频率为50 Hz。
这种由于偏心、不平衡产生的离心力，迫使转子在运转过程中发生振动，其振动频率为转速的一次方成正比，转速高而高，转速低而低，这是判断转子由于偏心而产生振动的不平衡的最简单也是最直观的判断方法。
2 热的不平衡
已在常温下平衡好的转子，当进入工况后，由于热的影响温度的上升，转子转轴导热性的影响，转子可能会产生弯曲。
这种振动可随时间的延长而变大。
也可能随负荷的变化而改变。
3 找正同轴度的变化，而引起的不平衡振动
即使多缸的每个转子都是完全平衡了，但当将二个或三个以上的转子联接在一起时，如果不能正确对中，也就是说给每个转子重新增加了新的不平衡量，那么整个转子在运转中，也会发生振动。
这相当于转子轴被强制弯曲。
发生角不对中或端面不对中的振动，还可能是在找正对中时，对温度梯度的影响考虑不周，预留量不合适也会产生振动，这种情况一般发生二倍频的现象。
4 油膜振荡问题
具有油膜的滑动轴承的转子系统，由于滑动轴承油膜引起的自激振动，即使时完全平衡好的转子，也会产生非常激烈的振动，使巴氏合金烧损。
这种振动在一般的讲来认为是“油膜振荡”。
油膜振荡在实际过程中有如下特点，可以做为诊断和判别的一个基准：
（1）发生振动的频率与转子在某个转速下的固有频率相等。
（2）这一振动的频率是基频的1/2以下，严格说来是0.42～0.49，但根据实际运转的经验，在0.3以上也可发生。
（3）尽管转速上升，但频率特性不变（频率不变）。
（4）在转速升、降时，由于有摩擦振动发生和消失都有滞后现象。
（5）振动的发生和消失时实发性的，不像临界的出现是逐渐增加的。
（6）振动发生后，即使转速提高，振动也不消失。
（7）从轨迹上看，振动旋转方向与运转方向一致，即正进动。
处理方法：
（1）在轴承中沿圆周方向开槽，改变L/D比值。
（2）调整油温，上升或下降。
（3）增加油压，调整瓦间隙。
（4）更换轴承结构。
（5）增大或减小负荷或提高轴承承载力。
5 喘振
喘振现象在航空上是叫“失速”。
当风机出气侧用阀门节流时，阻力加大（阻力线变陡），风量就变小，对于某一流量可按照一定压力运转，进一步节流时，随风量减小到风机特性曲线的右上方特性时，管路系统产生脉动，与振动噪声，形成不稳定状态，这种现象称为喘振。
6 临界转速
在汽轮机拖动的压缩机的启动过程中，特别要注意一阶临界转速。
现象是：转速上升过程中，到达某一转速范围内，出现振动急速上升，越过此转速范围后，振动又迅速回落。
这种情况的出现，是由转子的临界和系统的共振而引起来的。
应尽快越过此转速范围，使它一露头就被抑制、扼杀。
这样就可避免重大事故的发生。
临界转速（nk1）是转子的固有频率，改变是很困难的，制造厂已经在设计计算中得出，在运转过程中已经测量出来。
用户只要记住：小心操作即可。
7 转轴中有缺陷、裂纹时的振动
除1、2倍还有3、5…倍高次谐波外，还可以出现1/2、1/3、1/5倍的谐波。
8 转子的挠性问题
每转一周有二次正弦波变化，可激励N振动。
9 齿轮变速箱振动
齿轮箱不仅是转轴问题，还伴随着齿的啮合问题。
一般讲，可分为三个区域：（1）属于低频范围的回转或及其谐波。
（2）属于高频范围的齿轮啮合频率。
（3）属于高低之间的中间频率范围，是由于系统的某些共振特性而产生的频谱。
一般讲来，仅用电涡流传感器，往往会失去高频信息，所以，需要用加速度传感器来配合使用。
存在的一次成份为n×Z，搜索频率到中间频率发生异常，做冲击测固有频率。
大峰值为低速的共振频率。
由于共振产生凹凸或冲击逐渐扩展发生点蚀，等等。
参考文献
[1] 冯晨，田涛.风力发电机组旋转机械的故障诊断技术研究[J].电子制作，2013（14）.
[2] 王景哲.风力发电机组旋转机械的故障诊断技术分析[J].通讯世界，2013（18）.。