不对中故障机理与诊断
输油泵机组不对中故障分析
，
也会 造 成 轴 向 表 读 数 误 差 。 输 油 泵 轴 的 驱 动 端 和 电机 的驱 动端 通
通 常 采 用 百 分表 ， 千分表 ， 激 光 对 中 仪进 行
２． ２ 单架 百分 表的 实 际应用
过 联轴 器联 接 。 电 机 的 地脚 有三 个 螺 栓 ， 用
１ 输 油泵机组 不对 中故障机理
Ｑ：
ＳＣＩ Ｅ ＮＣＥ ＆ ＴＥ ＣＨ Ｎ０Ｌ０ｅＹ油 泵 机 组 不对 中故 障 分 析
陈 眉 生 （ 中国石 油西部管 道 新疆输 油气 分公司 新 疆乌鲁 木齐
８ ３ ０ ０ ６ ３ ）
摘 要： 不对 中的种类较 多， 表 现的 形式也 并不相 同， 加之现 场工况比较 复杂 ， 对 不对 中故障的确诊存 在较大的 困难。 在 西部 管道 ， 输 油泵 机组做 为长输 管道的核 心设备 ， 功 率大 ， 使 用频率 高， 转子 系统的对 中越 好 ， 功耗 将会越 ４ 、 ， 将能保证机 组的平稳运行 。 本文介 绍 了转子不 对 中故障 的故 障机理 ， 研完 了用百分表进 行轴 对 中的方 法， 介 绍激光对 中仪 的原 理和优 点。 关键词 ： 输油泵机组 不对 中故障 百分表法 激光对 中仪 中 图分 类 号 ； Ｔ Ｅ ９ ７ ４ ． １ 文献 标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ （ ｂ ） 一０ １ １ ５ — ０ ２ 输 油 泵 机 组 的转 子 系 统是 提 供 动 力 的
定 位 轴 向位 置 时 ， 由于 每 次 的 固 定 位 置 不
一
中。 对 于 中小 型设 备 ， 采 用 直 尺 和 目测来 确
定 两 个 联 轴 器 的径 向偏 差 ， 用 塞 尺 测 量 两
烟气轮机联轴器不对中故障的诊断
一
１ ． 烟气轮机联 轴器不对 中故 障运行征兆
、
影 响联 轴 器 不 对 中 的 因素
（） １低转速（０ －０ ｒ ｉ） ３ ０－ ０／ ｎ下联轴器动幅值 随转子负荷增 大 ４ ｒ ａ
而增大。
１ ． 联轴器螺孔 间隙偏大或螺栓预紧力不足 如果 机组存 在联轴 器螺孔 问 隙偏 大或 螺栓预 紧力不 足隐
对 中。 二 、 气 轮 机 联 轴 器 不 对 中故 障 的 运 行 征 兆 及机 理分 析 烟
美国 Ｔ ｘｓ Ｍｏｓｎｏ ｅａ 州 ｎａｔ 化工公 司所作的故 障诊 断案例 中 ， 中 其
６％是 由 转 子不 对 中 引起 的 。 转 子 不 对 中 的 系 统 在 运 转 过 程 中 ０
易出现轴挠 曲变形 、机械振动 、轴承早期损坏及油膜失稳等现 象， 对系统平稳运行危 害极 大。 烟气轮机联 轴器不对 中故 障率较 高 ， 导致 油膜 温升高 、 它会 油膜失 稳 、 机组振动异常 ， 产生不正常 噪声 ， 从而造成轴承早期 损坏 、 轴器轮齿 咬死断齿 、 联 螺栓变形 断裂 、 碰摩烧损 ， 至出现 “ 甚 锁定” 现象 ， 对生产安 全造成极大危
２ ， ｍｓ是西 门子 ｓ — ０ Ｌ ７ ３ ０ Ｐ Ｃ的 ５ ８倍 ； Ｐ ｃ编程人 员容易获 － ③ Ｌ
得 功 能强 大 的 Ｉ Ｃ １３ — 语 言资 源 。 Ｅ １ ３ １ ４软 件 开 发 ．
采用具 有远程 Ｉ ／ Ｏ的 Ｐ Ｏ Ｉ Ｕ Ｒ ＦＢ Ｓ接 口端 子 与控 制器通 信 ， １ ０ １ｕ 个Ｒ ＦＢ ｓ连接器将 耦合器 、 阀岛 、 伺服控制器 以及变频 器信 息传 入 Ｐ Ｏ Ｉ Ｕ 端 口，＂Ｒ ＦＢ Ｓ连接器与其他控制系统通 Ｒ ＦＢ Ｓ ２ Ｏ ＩＵ Ｐ 信。 （） １将倍佛公 司总线耦合器 和费斯通公 司电磁阀组控 制器
典型故障机理识别和表征方法
典型故障机理识别和表征方法1.引言1.1 概述概述在工程和科技领域，机器和设备的故障是无法避免的。
当发生故障时，准确地识别和理解故障的机理对于及时修复和预防类似问题的再次发生至关重要。
然而，由于故障机理本质上是复杂和多变的，常常需要借助专业知识和先进的分析方法来进行识别和表征。
本文旨在介绍典型故障机理识别和表征的方法。
首先，我们将详细介绍故障机理的识别方法，包括方法1和方法2。
这些方法基于不同的原理和技术，可以从不同角度揭示故障发生的原因和机制。
通过对故障机理的准确识别，可以为故障的解决提供有力的依据和指导。
其次，我们将介绍故障机理的表征方法，包括方法1和方法2。
一旦故障机理被识别出来，我们需要进一步进行表征，以便更好地理解故障的性质和特点。
这些方法可以通过各种手段，如数学建模、实验测试和数据分析等，将故障机理具体化和可视化。
通过对故障机理的深度表征，我们可以更好地理解其引发的原因和对系统性能的影响。
最后，在结论部分，我们将对本文所介绍的典型故障机理识别和表征方法进行总结，并展望未来的研究方向和发展趋势。
希望本文能够为读者提供一个全面的视角，以便更好地应对和解决机器和设备故障带来的挑战。
1.2文章结构文章结构的主要目的是为了帮助读者更好地理解文章的内容和组织。
本文的结构主要包括三个部分：引言、正文和结论。
引言部分将首先对文章的主题进行概述，介绍典型故障机理识别和表征的重要性和应用领域。
接下来，文章将介绍整篇文章的结构，并简要说明每个部分的内容和目的。
最后，引言部分将阐明本文的目的，即通过对典型故障机理识别和表征方法的深入研究，来提高故障检测和预防的准确性和效率。
正文部分将详细介绍典型故障机理识别方法和表征方法。
在典型故障机理识别方法的部分，将列举并详细描述两种具体的方法，即方法1和方法2。
对于每种方法，将提供相关的理论基础、算法原理和应用案例，以便读者全面了解其优缺点和适用范围。
在典型故障机理表征方法的部分，同样会介绍两种具体的方法，并对其进行详细的解释和评估。
故障及诊断
机械设备故障1.故障的定义：设备（系统）或零部件丧失了规定功能的状态。
故障的含义：一是机械系统偏离正常功能；二是功能失效。
2. 故障率：指在每一个时间增量里产生故障的次数，或在时间t 之前尚未发生故障，而在随后的dt时间内可能发生的故障的条件概率。
3. 故障率基本类型浴盆曲线型1)早期故障期：故障率高，但故障随设备工作时间的增加而迅速下降它相当于机电设备安装试车后，经过磨合、调整将进入正常工作阶段。
若进行大修或技术改造后，早期故障期将再次出现。
2)随机故障期：故障率低而稳定，近似为常数。
此时期是机电设备的最佳工作期。
3)耗损故障期：故障率随设备运转时间增加而迅速增高。
机械设备或零部件经长期运转，磨损严重，产生故障的机会增大。
在这一时期出现前进行预防维修，或在这一时期刚出现时就进行小修，防止故障大量出现，降低故障率和减少维修工作量。
机械零件的主要失效形式一、磨损失效1.磨损：运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐损失，这种现象称为磨损。
单位时间内材料的磨损量称为磨损率。
磨损的后果：①毁坏工作表面；②消耗材料；③影响机械设备的功能；④降低寿命工程上常利用磨损的原理来减小零件表面的粗糙度，如磨削、研磨、抛光、跑合等。
2. 磨损的规律磨损过程大致可分为以下三个阶段：（1）跑合（磨合）磨损阶段将金属突出部分磨平，凹处补齐，接触面积加大，光洁度提高影响因素：载荷、相对速度、润滑条件（选择合理的载荷、相对运动速度和润滑条件等参数是缩短磨合期的关键因素）（2）稳定磨损阶段：磨损速率小且稳定，持续时间长影响因素：合理使用、维护与保养是延长该阶段的关键（3）剧烈磨损阶段：此阶段的特征是磨损速度及磨损率都急剧增大，机械效率明显下降，精度降低。
可能伴有振动和温度升高，直至零件失效。
及时发现和修理即将进入该阶段工作的零部件。
3. 磨损的类型和机理按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同把磨损分为：（1）磨粒磨损由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面的硬质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起表层材料脱落的现象，称为磨粒磨损。
轴不对中故障机理以及滚动轴承故障机理分析
轴不对中故障机理以及滚动轴承故障机理分析一、轴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。
轴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。
轴不对中的主要故障特征:(1)平行不对中:径向出现轴的一倍频、二倍频峰值，尤以二倍频显著。
(2)偏角不对中:轴向振动大，在基频、二倍频甚至三倍频处有稳定的高峰。
(3)平行偏角不对中:轴向和径向均发生振动。
二、滚动轴承故障机理滚动轴承的监测诊断技术有很多种，如振动信号分析诊断、声发射诊断、油液分析诊断、光纤监测诊断等，它们各具特点，其中振动信号分析诊断技术应用最为广泛。
在轴承工况监视与故障诊断的各方法中，振动法由于其适用性强，效果好，测试及信号处理简单直观等优点而被广泛采用。
振动信号作为预知滚动轴承故障的载体，具有很优良的性质。
1.滚动轴承的基本类型分类滚动轴承已是标准化、系列化、通用化、商品化的部件。
滚动轴承是机械构造中的基础运动元件，对机械的运动、做功和发挥机械的功能与效率具有直接的制约功能。
滚动轴承的数据信息繁多复杂，分类方式主要依据轴承所能承受的负荷方向、公称接触角及滚动体形状按照轴承类型对滚动轴承库的数据进行分类，基本类型如图所示。
2.滚动轴承的典型故障滚动轴承的主要故障形式有:(1)疲劳剥落滚动轴承工作时，滚道和滚动体表面既承受载荷又相对滚动，由于交变载荷的作用，首先在表面下一定深度处(最大剪应力处)形成裂纹，继而扩展到接触表面层发生剥落坑，最后发展到大片剥落，这种现象就称为疲劳剥落。
(2)磨损由于滚道和滚动体的相对运动(包括滚动和滑动)和尘埃异物的侵入等都会引起表面磨损，而当润滑不良时更会加剧表面磨损。
磨损的结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低运转精度。
(3)塑性变形在工作负荷过重的情况下，轴承受到过大的冲击载荷和静载荷，或者因为热变形引起的额外的载荷，或者当有高硬度的异物侵入时，都会在滚道表面上形成凹痕或划痕。
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
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图5.8 典型不对中谱图
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பைடு நூலகம்
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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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转子不平衡故障包括: ①转子质量不平衡、 ②转子偏
心、 ③轴弯曲、 ④转子热态不平衡、 ⑤转子部件
脱落、 ⑥转子部件结垢、 ⑦ 联轴器不平衡等，不
同原因引起的转子不可编平辑课衡件P故PT 障规律相近，但也各有 3
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3
第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
1．转子质量不平衡
力不平衡: 不平衡产生的振动幅值在转子第一临界转速以下随转速的 平方增大。例如，转速升高1倍，则振动幅值增大3倍。在转子重 心平面内只用一个平衡修正重量便可修正之。
4．转子热态不平衡: 在机组的启动和停机过程中，由于热交换速
度的差异，使转子横截面产生不均匀的温度分布，使转子发生
瞬时热弯曲，产生较大的不平衡。热弯曲引起的振动一般与负
荷有关。
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
5. 转子部件脱落 可以将部件脱落失衡现象看作对工作状态的转子
掌握滚动轴承故障诊断技术、齿轮故障诊断技术；
了解电动机故障诊断技术、皮带驱动故障诊断技术；
2024/8/熟1 悉利用征兆的故障诊可断编辑方课件法PPT。
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
转子不对中故障的分类有哪几种
转子不对中故障的分类有哪几种?1、旋转机械常见不对中形式及新分类在工程实际中，基础下沉、缸体变形、轴承座安装不当、热膨胀不均等均会造成转子不对中故障，尽管产生不对中故障的原因千差万别，但是究其直接原因，应是由于轴承中心的不一致造成的，图1给出了由两根转子通过柔性联轴器联接组成的轴系常见的不对中形式，图中1～4表示轴承，虚线框起来的为联轴器部分，z为轴线方向，X为水平方向，y为竖直方向，由于对称原因，图1中未列出那些对称的不对中形式。
图I中，(a)、(b)两种不对中形式，实际上在静态时转子是对中的，不对中的是轴承，这两种不对中形式的共同之处在于，在4个径向支承轴承中，有3个轴承是等高的，一个轴承中心偏高或偏低，转子间实际上是对中的。
在文中，把这种不对中形式称为同侧轴承不对中(即由同一侧某一轴承相对于初始轴承位置发生变化引起的不对中故障);(c)中的不对中形式，同一侧的两个轴承都是中心对中的，但是异侧的两对轴承中心是不对中的，而且这种不对中形式转子间也是不对中的，在文把这种不对中形式称为异侧轴承不对中;(d)、(e)、(f)、(g)4种不对中形式既有轴承不对中存在也有转子不对中存在，在文中称为混合不对中。
2、各类不对中故障机理及特征传统的转子不对中形式按照联轴器两端转子轴线之间的关系分为：轴线平行位移不对中、轴线角度位移不对中和轴线综合位移不对中。
从时域波形、频率成分、相位特征、轴心轨迹、稳定性等方面给出了不对中故障的振动特征，并提供了区分平行不对中、角度不对中的方法，这里不再详述，下面讨论作者提出的新不对中分类中各类不对中故障的机理及特征。
根据前面定义，同侧轴承不对中形式，实际上转子间是对中的，也就是说，该类不对中只有轴承不对中，而没有转子不对中。
以图l(a)为例，当转予运动时，由于轴承3、4不对中，使得这两个轴承在不对中方向(图中为y方向)上的轴瓦间隙发生变化，蕞小油膜厚度变小，从而使支承刚度发生变化，就有可能使间隙变小的地方发生轴颈与轴瓦间的摩擦，对于以在一阶振型为主要振动型态的转子系统，就会使轴承3、4承受2倍工频的周期激励，根据作用力与反作用力原理，同样的力也会作用到转子上面，但是由于转子间对中情况良好，这种2倍频激励在转子轴振信号中不一定表现明显，因此对于此类不对中形式，应以瓦振(或座振)信号为准，而且由于转子间不存在不对中，因此与之相连的转子振动不会受到不对中的影响。
转子不平衡故障诊断方法及应用实例分析
5.生产验证：在次日对该机组进行检修，发现第二级叶片上有明显裂纹，第一、 三级叶片上分别存在多处细小裂纹，叶片出现了较严重缺损。因此证明பைடு நூலகம்此次诊 断的正确性。
五
转子不平衡故障诊断应用实例
鉴于质量不平衡引起的激励力F是一个交变力，它会使转子产生振动，当转 子每旋转一周，离心力就会改变一次方向，不平衡故障的振动频率为转子的转频， 振动的时域波形近似为正弦波。
图2 不平衡转子时域波形
时域分析仅能为机械故障诊断提供非常有限的信息， 通常只能粗略地回答机械设备是否有故障以及故障严重 的程度，但不能检测和定位故障发生的位置。因此，时 域分析只用于设备的简易诊断。对于设备管理和维修人 员，诊断出设备是否有故障，这只是解决问题的开始， 更重要的工作在于确定哪些零部件出现了故障，以便采 取针对性的措施。因此，故障定位问题在设备故障诊断 与检测研究中显得尤为重要。
2012, 15(3):57-59. [4] 黄永东. 转子不平衡现象的分析[J]. 发电设备, 2009, 23(3):164-169. [5] 徐福泽. 转子系统不平衡-不对中耦合故障的动力学分析与诊断[D]. 湖南科技大学, 2013. [6] 张茉. 转子系统振动故障的诊断方法及时频分析技术研究[D]. 东北大 学, 2008. [7]楼向明. 运转状态下转子不平衡识别方法的研究[D]. 浙江大学, 2001.
图12 转子正常运转时时域信号波形图 图14 转子正常运转频谱图
图11转子不平衡故障仿真实验装置
图13 转子不平衡时时域信号波性特征 图15 转子不平衡频谱图
六
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。
大型旋转机械的状态检测与故障诊断
⼤型旋转机械的状态检测与故障诊断第四期全国设备状态监测与故障诊断实⽤技术培训班讲义⼤型旋转机械的状态检测与故障诊断沈⽴智中国设备管理协会设备管理专题交流中⼼2007年9⽉西安⽬录第⼀节状态监测与故障诊断的基本知识 (6)⼀、状态监测与故障诊断的意义及发展现状 (6)1. 状态监测与故障诊断的定义 (6)2. 状态监测与故障诊断的意义 (6)3. 状态监测与故障诊断的发展与现状 (8)⼆、⼤机组状态监测与故障诊断常⽤的⽅法 (9)1. 振动分析法 (9)2. 油液分析法 (10)3. 轴位移的监测 (11)4. 轴承回油温度及⽡块温度的监测 (11)5. 综合分析法 (11)三、有关振动的常⽤术语 (11)1. 机械振动 (11)2. 涡动、进动、正进动、反进动 (11)3. 振幅 (12)3.1 振幅 (12)3.2 峰峰值、单峰值、有效值 (12)3.3 振动位移、振动速度、振动加速度 (13)3.4 振动烈度 (13)4. 频率 (15)4.1 频率、周期 (15)4.2倍频、⼀倍频、⼆倍频、0.5倍频、⼯频、基频、转频 (15)4.3 通频振动、选频振动 (15)4.4 故障特征频率 (16)5. 相位 (19)5.1 相位 (19)5.2 键相器 (19)5.3 绝对相位 (19)5.4 相位差、相对相位 (20)5.4 同相振动、反相振动 (21)5.5 相位的应⽤ (21)6. 刚度、阻尼、临界阻尼 (23)7. 临界转速 (24)8. 挠度、弹性线、主振型、轴振型 (25)9. 相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动 (26)10. 横向振动、轴向振动、扭转振动 (26)11．刚性转⼦、挠性转⼦、圆柱形振动、圆锥形振动、⼸状回转（弯曲振动） (26)12. ⾼点、重点 (27)13. 机械偏差、电⽓偏差、晃度 (28)14. 同步振动、异步振动、亚异步振动、超异步振动 (28)15. 谐波、次谐波（分数谐波） (28)16. 共振、⾼次谐波共振、次谐波共振 (29)17. 简谐振动、周期振动、准周期振动、瞬态振动、冲击振动、随机振动 (29)18. ⾃由振动、受迫振动、⾃激振动、参变振动 (32)19. 旋转失速、喘振 (33)20. 半速涡动、油膜振荡 (35)四、振动传感器的基本知识 (36)1. 振动传感器的构成及⼯作原理 (36)2. 振动传感器的类型 (36)3. 磁电式速度传感器 (37)4. 压电式加速度传感器 (37)5. 电涡流式位移传感器 (39)6. 常⽤振动传感器主要性能及优缺点 (40)第⼆节状态监测与故障诊断的基本图谱 (41)⼀、常规图谱 (41)1. 机组总貌图 (41)2. 单值棒图 (41)3. 多值棒图 (42)4. 波形图 (43)5. 频谱图 (46)6. 轴⼼轨迹图 (46)7. 振动趋势图 (48)8. 过程振动趋势图 (52)9. 极坐标图 (52)10. 轴⼼位置图 (53)11. 全息谱图 (53)⼆、启停机图谱 (54)1. 转速时间图 (54)2. 波德图 (55)3. 奈奎斯特图 (57)4. 频谱瀑布图 (58)5. 级联图 (59)第三节⼤型旋转机组常见振动故障的机理与诊断 (60)⼀、不平衡 (60)⼆、转⼦弯曲 (62)三、不对中 (64)四、轴横向裂纹 (69)五、⽀承系统连接松动 (71)第四节故障诊断的具体⽅法及步骤 (73)⼀、故障真伪的诊断 (73)1. ⾸先应查询故障发⽣时⽣产⼯艺系统有⽆⼤的波动或调整 (73)2. 其次应查看仪表、主要是探头的间隙电压是否真实可信 (75)3. 应查看相关的运⾏参数有⽆相应的变化 (77)4. 应察看现场有⽆⼈可直接感受到的异常现象 (78)⼆、故障类型的诊断 (80)1. 振动故障类型的诊断 (80)1. 1主要异常振动分量频率的查找步骤及⽅法 (80)1.2 根据异常振动分量的频率进⾏振动类型诊断 (82)2. 轴位移故障原因的诊断 (88)三、故障程度的评估 (89)四、故障部位的诊断 (92)五、故障趋势的预测 (93)附件⼀齿轮的故障诊断 (94)⼀、齿轮的常见故障 (94)1. 断齿 (94)2. 点蚀 (94)3. 磨损 (95)4. 胶合 (95)⼆、齿轮故障的特征信息 (95)1. 啮合频率及其谐波 (95)2. 信号调制和边带分析 (97)1) 幅值调制 (97)2) 频率调制 (99)3. 齿轮振动信号的其它成分 (100)1) 附加脉冲 (100)2) 隐含成分 (101)3) 滚动轴承信号及交叉调制 (101)4. 齿轮常见故障与特征频率及其谐波、以及边频带的⼩结 (102)三、齿轮故障的诊断⽅法 (103)1. 细化谱分析法 (104)2. 倒频谱分析法 (104)3. 时域同步平均法 (107)4. ⾃适应消噪技术 (108)附件⼆滚动轴承的故障诊断 (108)⼀、滚动轴承的常见故障 (108)1. 疲劳剥落（点蚀） (108)2. 磨损 (109)3. 胶合 (109)4. 断裂 (109)5. 锈蚀 (109)6. 电蚀 (109)7. 塑性变形（凹坑及压痕） (109)8. 保持架损坏 (110)⼆、引起滚动轴承振动的原因及其特征频率 (110)1. 由于结构特点引起的振动——滚动体通过载荷⽅向时产⽣的通过频率 (110)2. 由于轴承刚度⾮线性引起的振动 (110)3. 由于制造及装配等原因引起的振动 (111)1) 由于表⾯加⼯波纹引起的振动 (111)2) 由于滚动体⼤⼩不均匀引起的振动 (111)3) 由于轴承偏⼼引起的振动 (111)4) 由于轴承装歪或轴弯曲引起的振动 (111)5) 由于轴承装配过紧或过松引起的振动 (111)4. 由于润滑不良引起的振动 (111)5. 由于轴承⼯作表⾯上的缺陷引起的振动 (112)三、滚动轴承振动的固有频率和缺陷间隔频率 (113)1. 滚动轴承的固有频率 (113)1) 滚动轴承内、外圈固有频率的计算公式 (114)2) 钢球固有频率的计算公式 (114)2. 滚动轴承的缺陷间隔频率 (115)四、滚动轴承故障振动的诊断⽅法 (116)1. 合理选择分析频段的范围 (116)1) 低频段（0 ~ 1 kHz） (116)2) 中频段（1 ~ 20 kHz） (116)3) ⾼频段（20 ~ 80 kHz） (117)2. 传感器位置的选择 (117)3. 滚动轴承故障波形的评定指标及因数判断法 (118)1) 有效值X rms (118)2) 峰值X p (118)3) 波峰因数C f (119)4) 峭度β与峭度系数K (119)4. 滚动轴承的诊断⽅法 (120)1) 低频信号接收法 (120)2) 冲击脉冲法(SPM) (121)3) 共振解调法(IFD) (122)5. 轴承失效的四个阶段及各阶段内的主要特征频率成分 (124)第⼀节状态监测与故障诊断的基本知识⼀、状态监测与故障诊断的意义及发展现状1. 状态监测与故障诊断的定义通俗地说，状态监测与故障诊断就是给机器看病。
故障诊断中的一些概念，定义
[资料]故障诊断中的一些概念，定义Post By：2009-7-17 22:51:16 [只看该作者]案例Case案例是[wiki]设备[/wiki]历史上曾经发生过的故障。
包括故障的名称、故障出现时设备的状况、故障经过、故障的原因、故障特征、故障处理措施和效果等。
波形Wave form波形显示振动的时域特征，包括采样时间、测量部位、转速、每个采样点值和振动的峰－峰值（振幅）等。
不对中Misalignment转子不对中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，包括联轴器不对中和轴承不对中。
造成联轴器不对中的原因主要是联轴器瓢偏及偏心；造成轴承不对中的主要原因有滑销系统卡涩，基础不均匀下沉等，使机组膨胀不畅和轴承座膨胀不均匀。
转子不对中的特征是：机组膨胀不畅引起的振动主要表现为轴向振动明显增大；轴承座膨胀不均匀引起的振动主要表现为径向振动增大。
振动对负荷变化较敏感，当负荷改变时，振动一般也发生变化。
振动频谱中二倍频幅值较大，以一倍频和二倍频为主。
不精确推理Inexact reasoning不精确推理是指前提与结论之间存在着某种不确定的因果关系和前提本身是不确定的。
由于知识不完备、模糊性和不可靠等而引起的知识的不确定性，在专家系统中主要采用不精确推理。
不平衡Unbalance不平衡是指转子的质心与转子的旋转中心不重合，它是旋转[wiki]机械[/wiki]最常见的故障之一。
引起转子不平衡的原因有：结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀，受热不均匀，转动部件的松动和脱落等。
因此，不平衡故障包括转子质量不平衡、初始弯曲、热态不平衡、部件脱落、联轴器不平衡等子故障。
质量不平衡的振动特征是：在转子通过临界转速时振幅明显地增大，其振动频率与转子转速一致，波形为正弦波，以一倍频振幅为主，其他谐波的振幅较小，频谱呈枞树形，轴心轨迹为椭圆形，转速不变时振幅和相位基本稳定。
不确定性Uncertainty专家系统所要解决的问题往往非常复杂, 很难用确定的数学模型来描述。
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
大型机组不对中故障的正确诊断方法
转子 轴系 不对 中一般 分 为 以下三种 情况 ：
ｆ １ ） 轴 向上存 在 相 对 平行 位 移 ，称 为 平 行 不对 中； （ ２ ） 轴 线 相 互 交 叉 成 某 角 度 ，称 为 角 度 不 对 中； （ ３ ） 轴 线 存 在 相对 位 移 且 相 互 交叉 成 某 角 度 ， 称 为综合 不对 中。
６ ４ 一 ■ 故障诊断
石油 和 化 工 设 备
２ ０ １ ３ 年第 １ ６ 卷
大型机组不对 中故障 的正确诊 断方法
张玲 ，王宏岩
（ １ ． 中国石油辽阳石化分公司生产检 测部 ， 辽宁 辽阳 １ １ １ ０ ０ ３ ）
（ ２ ． 中国石油辽阳石油化纤工程有限公司 ， 辽宁 辽阳 １ １ １ ０ ０ ３ ）
时域 波形 在 正弦波 上表 现为２ 倍频 波 峰值 。
轴心 轨迹 表现 为香 蕉形 或８ 字形 。 平 行 不对 中 主 要表 现 在 径 向上 的振 值 明 显 ， 角 度 不对 中主 要ห้องสมุดไป่ตู้现 为 轴 向振 值 大于径 向振 值 。
频 率 成 分表 现 为Ｎ倍 频 （ Ｎ为 螺栓 的个 数 ）；对 于 采 用 齿 式联 轴 器连 接 的旋 转 设备 ，主要 表现 为 ２ 倍
作者简介 ：张玲 （ １ ９ ８ ５ 一），女，辽宁Ｌ ７ ＿ １ ３ １ ￣ 人，大学本科 ，工程
师。辽阳石化机械技术研究所Ｒ ＣＭ管理 工程师。
［ 摘 要］对 大型机组轴 系不对 中的故障机 理进行 了分析 ，列举 了该类故障的主要特征参数 ，通过故障诊断 实例 ，说 明诊 断 该类故 障方 法的有效性 ，可提 高现场生产维修的准确性。
［ 关键 词］ 大型机组；不对 中；故障机 理；诊 断方法
智能运维之机械设备故障诊断技术
绪论 设备故障诊断的概念
医生
工程师
机器
人
看病
设备故障诊断的思想来源于医学诊断
什么是设备故障诊断
绪论 设备故障诊断的概念
医学诊断方法
设备故障诊断方法
听、摸、看、闻
振动与噪声监测
温度测量
油液分析
应力应变测量
无损检测技术（裂纹）
望、闻、问、切
听心音、做心电图
量体温
验血验尿
量血压
X射线、 超声检查
问病史
查阅设备档案资料
绪论 设备故障的特点
设备故障的延时性
机械设备在运行中，零部件不断受到冲击、应力、摩擦、磨损和腐蚀等因素作用 故障的形成是一个缺陷不断累积、状态不断劣化、从量变到质变的过程 故障的延时性，使得对早期故障的诊断以及故障预测技术显得尤为重要
绪论 设备故障的特点
设备故障的不确定性
相同工艺类型、相同机械设备，由于操作状态和管理水平不同，其故障发生的频率、故障表现的形式和特征都可能不相同 有些复杂机械系统，故障形成机理尚不清楚 故障征兆和故障原因之间存在不确定性：一种故障征兆可能来自多种故障原因；反之，一种故障原因也会表现出多种故障征兆
1 Why ?
3 How ?
什么是设备故障诊断
为什么要进行设备故障诊断
如何进行设备故障诊断
保障设备安全
给机器看病
如何进行设备故障诊断
三个阶段 状态监测 分析诊断 决策处理
绪论 设备故障诊断的概念
信号采集、数据显示
设 备
传感器
分析处理、状态识别
故障诊断、决策
治 理 防 治
监护运行
停机检修
参考图谱
什么是设备故障诊断
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。
不对中振动机理的故障机理及其特征
不对中振动机理的故障机理及其特征下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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不对中故障的分析与诊断技巧
不对中故障的分析与诊断技巧⽤振动法进⾏设备状态监测与故障诊断时，应⼒求做到概念清晰、思路明确、⽅法得当、刻苦实践，才能取得满意的效果。
⼀、诊断不对中故障应做到概念清晰1．追其不对中原因⼀是设计对中考虑不够及计算偏差；⼆是安装找正误差和对热态转⼦不对中量考虑⽋佳；三是运⾏操作上超负荷运⾏和机组保温不良，轴系各转⼦热变形不⼀；四是机器基础、底座沉降不均使对中超差和软地脚造成对中不良；五是环境温度变化⼤，机器热变形不同。
2．辨其不对中形式轴颈在轴承中偏斜称轴承不对中；⽤联轴器连接的转⼦不处在同⼀直线上称轴系不对中；轴系不对中可分为平⾏不对中、⾓度不对中、综合不对中。
3．熟知不对中特征轴系不对中本⾝不会产⽣振动，主要影响到油膜性能和阻尼，在转⼦不平衡时，由于轴承不对中对不平衡⼒的反作⽤，会出现⼯频振动；当其不对中过⼤时，有可能使转⼦失稳或产⽣碰摩，在⼀定条件下会出现⾼次谐波振动（负荷⼤时）或引起油膜涡动进⽽导致油膜振荡（负荷轻时）。
⽽轴系不对中将导致轴向、径向交变⼒，引起其振动特征频率为转⼦⼯频的轴向振动和2倍频分量的径向振动。
对于齿式联轴器，平⾏不对中时产⽣以轴向为主的振动，⾓度不对中及综合不对中时和刚性联轴器不对中⼀样，会产⽣径向振动和轴向振动。
⼆、诊断不对中故障务必思路明确1．测轴振动与测机壳（轴承座）的选择因故障时转⼦振动的变化⽐轴承座敏感，故⽤电涡流位移传感器测轴振动是⾸选，不具备条件时，可⽤速度（或加速度）传感器测量机壳（轴承座）的振动。
2．分析频带的选择因不平衡、不对中故障均发⽣在低频带，故应根据机组转⼦转速选分析频带为1kHz或500Hz以下为宜。
3．测量参数的选择位移d、速度v、加速度a是描述振动幅值⼤⼩的三个参数，由于位移参数对100Hz以下的低频信号敏感，速度参数对1kHz以下的低频信号敏感，加速度参数对1 kHz以上的⾼频信号敏感，故不对中应选位移或速度参数。
4．诊断标准与参考图谱的选择在排除存在其他故障的情况下，根据机组类别和仪器功能进⾏选择；做简易诊断可选绝对、相对、类⽐三种标准之⼀，在此基础上再选机组正常时的图谱或不对中故障图谱作为参考图谱，⽤实测分析图谱与之对⽐作出精密诊断。
转子系统不对中振动机理及特征分析
甩 负荷 等事故 均会 造成轴 系扭矩 在 瞬间发 生较
大变 化 ， 对传 递扭 矩 的齿 式联 轴器形 成 冲击 ， 使联 轴
器 相互错 位 ， 轴系对 中状 态发 生变化 ， 从而 造成旋 转 机械轴 系振 动加剧 。 １ ３ 软 地脚 ． 软 地脚 也是造 成对 中不 良的 主要 原 因之一 。如
度导致 旋转 机械 的壳 体 及 管线 存 在 热膨 胀 ， 由于 设
轴承不 会有 附加 的 支 反力 ， 图上 也 不 会 有 反 映 。 谱 在这里 ， 我们 研究 齿式 联 轴 器不 对 中对 高速 转 子 系
统 的影 响
计或 制造上 的缺 陷常 常会导致 壳体 及管线 的热 分布
合 振 动 、 承 早 期 损 坏 及 油 膜 失 稳 等 现 轴 象 ， 系统平稳 运 行 危 害极 大 。对 中不 良对转 子 振 对
动的影 响首先 取决 于 联轴 器 的形式 ， 工业 上 采 用 的
（） ａ （） ｂ （） ｃ
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不对中故障机理与诊断大型机组通常由多个转子组成，各转子之间用联轴器联接构成轴系，传递运动和转矩。
由于机器的安装误差、工作状态下热膨胀、承载后的变形以及机器基础的不均匀沉降等，有可能会造成机器工作时各转子轴线之间产生不对中。
具有不对中故障的转子系统在其运转过程中将产生一系列有害于设备的动态效应，如引起机器联轴器偏转、轴承早期损坏、油膜失稳、轴弯曲变形等，导致机器发生异常振动，危害极大。
一、转子不对中的类型如图1-1所示，转子不对中包括轴承不对中和轴系不对中两种情况。
轴颈在轴承中偏斜称为轴承不对中。
轴承不对中本身不会产生振动，它主要影响到油膜性能和阻尼。
在转子不平衡情况下，由于轴承不对中对不平衡力的反作用，会出现工频振动。
机组各转子之间用联轴节连接时，如不处在同一直线上，就称为轴系不对中。
通常所讲的不对中多指轴系不对中。
造成轴系不对中的原因有安装误差、管道应变影响、温度变化热变形、基础沉降不均等。
由于不对中，将导致轴向、径向交变力，引起轴向振动和径向振动。
由于不对中引起的振动会随不对中严重程度的增加而增大。
不对中是非常普遍的故障，即使采用自动调位轴承和可调节联轴器也难以使轴系及轴承绝对对中。
当对中超差过大时，会对设备造成一系列有害的影响，如联轴节咬死、轴承碰磨、油膜失稳、轴挠曲变形增大等，严重时将造成灾难性事故。
J.—_…L一如图1-2所示，轴系不对中一般可分为以下三种情况:(1)轴线平行位移，称为平行不对中；(2)轴线交叉成一角度，称为角度不对中；(3)轴线位移且交叉，称为综合不对中。
图1-2齿式联轴器转子不对中形式二、不对中振动的机理大型高速旋转机械常用齿式联轴器，中小设备多用固定式刚性联轴器，不同类型联轴器及不同类型的不对中情况，振动特征不尽相同，在此分别加以说明。
1.齿式联轴器连接不对中的振动机理齿式联轴器由两个具有外齿环的半联轴器和具有内齿环的中间齿套组成。
两个半联轴器分别与主动轴和被动轴连接。
这种联轴器具有一定的对中调节能力，因此常在大型旋转设备上采用。
在对中状态良好的情况下，内外齿套之间只有传递转矩的周向力。
当轴系对中超差时，齿式联轴器内外齿面的接触情况发生变化，从而使中间齿套发生相对倾斜，在传递运动和转矩时，将会产生附加的径向力和轴向力，引发相应的振动，这就是不对中故障振动的原因。
(1)平行不对中联轴器的中间齿套与半联轴器组成移动副，不能相对转动。
当转子轴线之间存在径向位移时，中间齿套与半联轴器间会产生滑动而作平面圆周运动，中间齿套的中心是沿着以径向位移y为直径作圆周运动。
如图1-3所示。
图1-3联轴器平形不对中图1-4联轴器齿套运动分析如图1-4所示，设A为主动转子的轴心投影，B为从动转子的轴心投影，K为中间齿套的轴心，AK为中间齿套与主动轴的连线，BK为中间齿套与从动轴的连线，AK垂直BK , 设AB长为D, K 点坐标为K (x , y),取？为自变量，则有jx - Dsin^costf «-yDsin2ffly = Deo 虻加-对？求导，得|dz = Dcca2tfdtf・Dsin2(M0K点的线速度为沦•涤越泡曲浊卩吃:，沁(1-3)由于中间套平面运动的角速度(d?/dt )等于转轴的角速度，即d?/dt =3,所以K点绕圆周中心运动的角速度3K为曲广2*/D二為(1-4)式中，V K为点K的线速度，由式(1-4)可知，K点的转动速度为转子角速度的两倍，因此当转子高速转动时，就会产生很大的离心力，激励转子产生径向振动，其振动频率为转子工频的两倍。
此外由于不对中而引起的振动有时还包含有大量的谐波分量，但最主要的还是2倍频分量。
(2)偏角不对中当转子轴线之间存在偏角位移时，如图1-5所示，从动转子与主动转子的角速度是不同的。
从动转子的角速度为式中，3 1, 3 2分别为主动转子和从动转子的角速度；a为从动转子的偏斜角；$1为主动转子的转角。
从动转子每转动一周其转速变化两次，如图1-6所示，变化范围为霜脚朗翹磁咕晟(1-6)图1-5联轴器偏角不对中图1-6转速比的变化曲线偏角不对中使联轴器附加一个弯矩，弯矩的作用是力图减小两轴中心线的偏角。
转轴每旋转一周，弯矩作用方向交变一次，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。
(3)综合不对中在实际生产中，轴系转子之间的对中情况往往是既有平行位数不对中，又有角度不对中的综合移不对中，因而转子振动的机理是两者的综合结果。
当转子既有平行位移不对中又有角度不对中时，其动态特性比较复杂。
激振频率为角频率的2倍；激振力的大小随速度而变化，其大小和综合不对中量△『、△ a、安装距离厶L以及中间齿套质量m等有关。
联(1-2)(1-5)轴器两侧同一方向的激振力之间的相位差在0°〜180°之间。
其他故障物理特性也介于轴线平行不对中和角度不对中之间。
同时，齿式联轴器由于所产生的附加轴向力以及转子偏角的作用，从动转子以每回转一周为周期，在轴向往复运动一次，因而转子轴向振动的频率与角频率相同，如图1-7所示。
图1-7转子不对中的轴向振动2.刚性联轴器连接转子不对中的故障机理刚性联轴器连接的转子对中不良时，由于强制连接所产生的力矩，不仅使转子发生弯曲变形，而且随转子轴线平行位移或轴线角度位移的状态不同，其变形和受力情况也不一样,如图1-8所示。
图1-8刚性联轴器连接不对中的情况用刚性联轴器连接的转子不对中时，转子往往是既有轴线平行位移，又有轴角度位移的综合状态，转子所受的力既有径向交变力，又有轴向交变力。
弯曲变形的转子由于转轴内阻现象以及转轴表面与旋转体内表面之间的摩擦而产生的相对滑动，使转子产生自激旋转振动，而且当主动转子按一定转速旋转时，从动转子的转速会产生周期性变动，每转动一周变动两次，因而其振动频率为转子转动频率的两倍。
转子所受的轴向交变力与图1-7相同，其振动特征频率为转子的转动频率。
3.轴承不对中的故障机理轴承不对中实际上反映的是轴承坐标高和左右位置的偏差。
由于结构上的原因，轴承在水平方向和垂直方向上具有不同的刚度和阻尼，不对中的存在加大了这种差别。
虽然油膜既有弹性又有阻尼，能够在一定程度上弥补不对中的影响，但不对中过大时，会使轴承的工作条件改变，在转子上产生附加的力和力矩，甚至使转子失稳或产生碰磨。
轴承不对中同时又使轴颈中心和平衡位置发生变化，使轴系的载荷重新分配，负荷大的轴承油膜呈现非线性，在一定条件下出现高次谐波振动；负荷较轻的轴承易引起油膜涡动进而导致油膜振荡。
支承负荷的变化还会使轴系的临界转速和振型发生改变。
三、转子不对中的故障特征实际工程中遇到的转子不对中故障大多数为齿式联轴器不对中，在此以齿式四、转子不对中的故障诊断转子不对中的故障诊断依 据主要见表表1-2 转子不对中故障振动敏感参数联轴器不 对中为 例介绍 其故障特 征。
由上述分析知，齿式联轴器连接不对中的转子系统，其振动主要特征如下。
1 )故障的特征频率为角(2)由不对中故障产生的对 旋转机械应更加注重转 (3) 激励力与不对 (4) 联轴器同一侧 轴器两侧同一方向的相 综合位移不对中时为0 子的对中 中量成正 相互垂直 位在平行 °〜180°。
频率的 转子的 要求。
比，随 的两个 位移不 2倍。
激励力 不对中 方向，对中时 随转速的 升高而 加大，因此，高 速量的增加，激励力呈线性增大。
2倍频的相位差是基频的2倍；联 为0°在角位移不对中时为180°， (5) 轴系转子在不对中情况 生相对运动，在平行位移不对中 双锥体，综合位移不对 量决定。
(6)轴系具有过大的 运动中产生巨大的附加 坏，对转子系统具有较 中时是介 不对中量径向力和 大的破坏 下，中 时的回 于二者 间齿套 转轮廓 之间的 的轴心线 为一圆柱 形状。
回 相对于 体，角 转体的 联轴器 位移不 回转范 的轴心线对中时为围由不对时，会由于 附加轴向力, 性。
联轴器不符合其运 使转子产生异常 动条件 振动， 而使转子 轴承过早1-1 和表 1-2 。
五、故障原因与治理措施转子不对中故障原因与治理措施见表1-3。
六、诊断实例某厂一台透平压缩机组整体布置如图1-9所示。
机组年度检修时，除正常检查、调整工作外，还更换了连接压缩机高压缸和低压缸之间的联轴器的连接螺栓，对轴系的转子对中情况进行了调整等。
图1-9 机组布置示意图图1-10 异常振动特征压缩机高压缸主要振动特征如下：(1) 连接压缩 机高、低压缸 之间的 联轴器 两端振动 较大；(2) 测点5的振动波形畸变为基频与倍频的叠加波，频谱中 2频谐波具有较 大峰值； (3) 轴心轨迹 为双椭圆复合 轨迹； (4) 轴向振动较大。
诊断意见：压缩机高压缸与低压缸之间转子对中不良，联轴器发生故障，必 须紧急停机检修。
生产验证：检修人员做好 准备工作后，操作人员 按正常停机处理。
根据诊断 结论，重点对机组联轴器局部解体检查发现，连接压缩机高压缸与低压缸之间的 联轴器(半刚性联轴器)固定法兰与内齿套的连接螺栓已断掉三只。
复查 转子 对中情 况，发现 对中严 重超差 ，不对中 量大于 设计要 求 16 倍。
同时 发现 连接螺 栓的机械 加工和 热处理 工 艺不符 合要求 ，螺纹 根部应力 集 中，且热 处理后 未进检修后启 动机组 时，透平和 压缩机 大(在允 许范围 内)； 机组运行 一周后 的径向振 动增大 ，其中 测点5振动值增 压缩机低 压缸的 振动无 明显变化 ；机组 然增加一 倍，超 过设计 允许值， 振动剧低压缸运行正常，而压缩机高压缸振动较 压缩机高压缸振动突然加剧，测点4、5 加两倍，测点6的轴向 振动加 大，透平 和 运行两周后，高压缸测点 5的振动值又突 烈，危及生产。
如图1-10所示。
3HEE KI他缸5行正火处理，金相组织为淬火马氏体，螺栓在拉应力作用下脆性断裂。
根据诊断意见及分析检查结果，重新对中找正高压缸转子，并更换上符合技术要求的连接螺栓，重新启动后，机组运行正常，避免了一次恶性事故。