旋转机械故障诊断分析
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。
故障诊断方法与应用-旋转机械故障机理与诊断技术-2
故障诊断方法与应用-旋转机械故障机理与诊断技术-2在旋转机械中，故障检测和诊断是一个非常重要的问题。
旋转机械由于其复杂性和运动特性，很容易出现故障。
如果不能及时发现和解决故障，这不仅会导致机器的停机和维修，还会对工业生产和甚至人生造成不良影响。
因此，了解旋转机械的故障原因和相应的检测和诊断技术非常必要。
旋转机械故障机理旋转机械故障的机理主要包括机械失衡、摩擦和磨损、振动和冲击等。
•机械失衡是指转子的重量分配不均衡，导致转速不平稳和振动，因此使旋转机械发生故障。
机械失衡故障通常会由绝热断层、转子膨胀及杆式加速放大器等现象引发。
•摩擦和磨损是旋转机械日常生产中常见的故障类型，这种故障往往是由于摩擦力和润滑液的缺乏引起的。
过度的摩擦会导致间隙变小，可能导致机器受损，进而导致故障。
•振动是另一种常见的故障类型。
它通常由外力或内置不均引发，例如机器震动、传动系统故障等。
振动可能对机器部件施加额外的压力，进而导致磨损或振动破坏。
•冲击是机械故障的另一种类型。
它通常由于异常阻力或硬件故障引起。
此外，冲击往往形成旋转机械故障的第一步，因为它会引发一系列的机械运动变化，直到最终导致故障。
故障诊断技术目前，旋转机械故障的诊断技术已经非常成熟。
根据机械故障的机理，有很多可以用来识别和验证故障的技术。
下面列举了一些经常使用的故障诊断技术：1. 传感器技术传感器技术可以监测旋转机械的各个方面，如转速、温度和压力等。
通过检测机械变量可以发现旋转机械内部退化和故障的征兆，例如雷劈、绝缘材料的老化等。
2. 振动分析振动分析是检测旋转机械故障的一种常用技术。
通过检测旋转机械的振动特性以获取台架脏振动数据，可以识别出旋转机械外在的或内部的问题。
振动分析技术可以预防故障，增加旋转机械的寿命。
3. 声音分析声音分析技术可以通过检测旋转机械的声波信号来分析机械的状态。
它依据声音的频率、声域及频率幅值等参数进行分析，可以在旋转机械发生故障时检测到异常声音的变化，从而达到及时诊断的目的。
《2024年旋转机械故障诊断与预测方法及其应用研究》范文
《旋转机械故障诊断与预测方法及其应用研究》篇一一、引言旋转机械广泛应用于各种工业领域，如风力发电、航空航天、交通运输等。
然而，由于长时间运行和复杂的工作环境，旋转机械经常会出现各种故障，如轴承磨损、齿轮断裂等。
这些故障不仅影响设备的正常运行，还可能导致严重的安全事故。
因此，对旋转机械进行故障诊断与预测显得尤为重要。
本文将介绍旋转机械故障诊断与预测的方法及其应用研究。
二、旋转机械故障诊断与预测方法1. 基于振动信号分析的方法振动信号分析是旋转机械故障诊断与预测的常用方法。
通过传感器采集设备的振动信号，对信号进行时域、频域和时频域分析，可以提取出设备运行状态的特征信息。
当特征信息超过设定的阈值时，即可判断设备存在故障。
此外，还可以通过对比历史数据，预测设备未来可能出现的故障。
2. 基于声音信号分析的方法声音信号分析是另一种有效的故障诊断与预测方法。
通过采集设备的声波信号，对信号进行频谱分析和声强分析，可以判断设备的运行状态和故障类型。
该方法具有非接触式、实时性强的优点，适用于对复杂工作环境下的设备进行故障诊断。
3. 基于数据驱动的智能诊断方法随着人工智能技术的发展，基于数据驱动的智能诊断方法在旋转机械故障诊断与预测中得到了广泛应用。
该方法通过收集设备的运行数据，利用机器学习、深度学习等算法对数据进行训练和建模，实现对设备运行状态的监测和故障预测。
该方法具有准确度高、适应性强、可扩展性强的优点。
三、旋转机械故障诊断与预测方法的应用研究1. 在风力发电领域的应用风力发电是旋转机械的重要应用领域之一。
通过采用振动信号分析和声音信号分析等方法，可以对风力发电机组的齿轮箱、轴承等关键部件进行实时监测和故障诊断。
同时，采用基于数据驱动的智能诊断方法，可以实现对风力发电机组运行状态的预测和优化，提高设备的可靠性和效率。
2. 在航空航天领域的应用航空航天领域对设备的可靠性和安全性要求极高。
采用基于振动信号分析和声音信号分析等方法，可以对航空发动机、螺旋桨等旋转机械进行实时监测和故障诊断。
旋转机械故障诊断技术的研究与应用
旋转机械故障诊断技术的研究与应用旋转机械是指在运转过程中部分或全部的部件都会作旋转运动的机械。
因其广泛应用于各种重要设备中，如汽车、火车、飞机、电站发电机组、造船、机床等领域，因此旋转机械的故障诊断技术一直是工业领域研究的重点之一。
本文将介绍旋转机械故障诊断技术的研究和应用。
一、背景旋转机械是在运转过程中部分或全部的部件都会作旋转运动的机械。
如汽车的发动机、齿轮机构、橡胶轮胎等；火车的机车、机械部件、制动器等；飞机的发动机、减速器等；发电机组的转子、转子轴承、电机配件等；机床的主轴、轴承等。
这些机械的失效会对安全生产带来巨大的威胁，因此旋转机械故障诊断技术具有重要的意义。
二、研究内容旋转机械故障诊断技术包括机械故障的检测、诊断和预测。
其中检测是指对旋转机械工作状态进行监测和记录，通过标准化数据部件，对旋转机械性能参数进行实时跟踪和分析。
诊断是指在检测的基础上，根据检测数据和故障特征，确定故障原因和位置。
预测是指通过对旋转机械的工作状态进行长期、连续的监测，预测故障的发生和发展趋势，对未来的维护进行有效的规划和安排。
1. 诊断方法旋转机械故障诊断技术主要分为两大类，一类是基于信号处理和模式识别算法的故障诊断技术，另一类是基于震动谱分析和失效模式分析的故障诊断技术。
基于信号处理和模式识别算法的故障诊断技术主要是通过对旋转机械的感应信号进行分析和处理，对故障进行判别和诊断。
常见的信号处理方法包括小波分析、快速傅里叶变换等，常见的模式识别算法有神经网络、支持向量机、决策树等。
基于震动谱分析和失效模式分析的故障诊断技术主要是通过对旋转机械产生的振动信号进行分析和处理，对故障进行判别和诊断。
该方法具有可靠性高、适用范围广的优点，常用的分析工具有FFT分析、包络分析等。
2. 应用前景旋转机械故障诊断技术在工业领域的应用前景非常广阔，可以用于石油、化工、电力、机械等领域。
在能源领域，旋转机械故障诊断技术可以用于汽轮机、风电、锅炉等设备的维护和监测。
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
2024/8/1
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
2024/8/1
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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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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
旋转机械常见的11种故障原因
旋转机械常见的11种故障原因，你是不是都了解常见的旋转机械故障原因都有哪些呢？就让我们为大家一一介绍一下吧。
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。
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。
旋转机械故障相关诊断技术(二篇)
旋转机械故障相关诊断技术灰色诊断技术就是在故障诊断中应用灰色系统理论，利用信息间存在的关系，充分发挥采集到的振动信息的作用，充分挖掘振动信息的内涵，通过灰色方法加工、分析、处理，使少量的振动信息得到充分的增值和利用，使潜在的故障原因显化。
二、旋转机械故障的模糊诊断技术模糊诊断技术就是在故障诊断中引入模糊数学方法，将各类故障和征兆视为两类不同的模糊集合，同时用一个模糊关系矩阵来描述二者之间的关系，进而在模糊的环境中对设备故障的原因、部位和程度进行正确、有效地推理、判断。
三、旋转机械故障的神经网络诊断技术所谓的神经网络就是模仿人类大脑中的神经元与连结方式，以构成能进行算术和逻辑运算的信息处理系统。
神经网络模型由许多类似于神经元的非线性计算单元所组成，这些单元以一种类似于生物神经网络的连结方式彼此相连，以完成所要求的算法。
在旋转机械故障的诊断中，引入神经网络技术，以类似于人脑加工信息的方法对收集到的故障信息进行处理，从而对故障的原因、部位和程度进行正确的判断。
旋转机械故障相关诊断技术（二）摘要：旋转机械故障诊断技术在现代工业中扮演着重要的角色，能够帮助工程师及时发现故障，减少生产停机时间，提高设备的可靠性和性能。
本文将介绍一些常见的旋转机械故障诊断技术，包括振动分析、红外热像仪、声波分析、油液分析和电机电流分析等。
这些技术可以用来检测旋转机械的各种故障，包括轮毂偏心、轴承故障、轴传动故障等，并且可以提供及时的故障定位和诊断。
关键词：旋转机械、故障诊断、振动分析、红外热像仪、声波分析、油液分析、电机电流分析一、引言旋转机械在许多行业中广泛应用，包括电力、石化、矿山等。
故障的发生会导致设备停机，给企业带来巨大的经济损失。
因此，旋转机械的故障诊断技术对于保证设备安全稳定运行具有重要意义。
二、振动分析振动分析是一种常用的旋转机械故障诊断技术。
通过安装振动传感器，采集旋转机械的振动信号，然后通过信号处理和分析，可以检测出旋转机械的各种故障，如轮毂偏心、轴承故障、轴传动故障等。
03旋转机械故障诊断-精选文档
1、时域波形为近似的等幅正弦波。因为单纯的不平衡振动， 转速频率的高次谐波幅值很低。
2、轴心轨迹为比较稳定的圆或椭圆，意味着转轴同一截面上 相互垂直的两个探头，其信号相位差接近90°。椭圆是因为轴承 座及基础的水平刚度与垂直刚度不同所造成。
第三章 旋转机械故障诊断
本章内容
1、转子不平衡故障诊断，包括：转子不平衡概念、临界转速对不平衡 振动的影响、转子不平衡振动的故障特征、不平衡振动的故障原因和防 治措施、定向振动与不平衡振动故障的鉴别等。 2、转子不对中故障诊断，包括：转子不对中故障的特征、联轴节不对 中的振动频率、不对中故障的监测方法、故障诊断实例等。 3、滑动轴承故障诊断，包括：滑动轴承工作原理、滑动轴承常见故障 的原因和防治措施、高速滑动轴承不稳定故障的特征和防治措施等。 4、转子摩擦故障诊断，包括：干摩擦故障的机理和特征、转子内摩擦 引起失稳的机理等。 5、叶片式机器中流体激振故障诊断，包括叶片式机器中的气流不稳定 故障等。
上式的特解为：
cos( t ) x A sin( t ) y A
式中， 为离心力导前位移的角度，称为相位角；A为 振幅。
机械电子工程学院
3.1.2.2 阻尼对临界转速下转子振动的影响
n 1 n
。 实际情况表明，带有一个转子的轴系，可简化成具有一个自 由度的弹性系统，有一个临界转速；转轴上带有二个转子，可 简化成二个自由度系统，对应有二个临界转速，依次类推。
n c1 其中转速最小的那个临界转速称为一阶临界转速 ，比之大 的依次叫做二阶临界转速 、三阶临界转速 。 n c3 nc2
机械电子工程学院
机械电子工程学院
3.1.2 临界转速对不平衡振动的影响
旋转机械碰摩故障的诊断案例分析综
旋转机械碰摩故障的诊断案例分析综旋转机械碰摩故障的诊断案例分析综述【引言】旋转机械在工业生产中起着重要作用，然而由于长期运转和各种原因，旋转机械碰摩故障时有发生。
碰摩故障会导致机械的性能下降、寿命缩短甚至完全失效。
因此，对旋转机械碰摩故障的诊断和分析具有重要意义。
本文将通过分析多个案例，总结旋转机械碰摩故障的常见原因、诊断方法和解决方案，以期为相关行业提供参考。
【案例一：轴承碰摩故障】案例描述：某工厂的离心泵在运行过程中出现异常噪音和振动，经过检查发现是轴承碰摩故障导致的。
1. 碰摩故障原因分析：a) 润滑不良：轴承润滑油不足、油质污染等；b) 轴承过载：泵的工作负荷超过轴承额定负荷；c) 轴承损坏：轴承内外圈间隙过大、轴承疲劳等。
2. 碰摩故障诊断方法：a) 振动分析：通过振动传感器采集振动信号，分析频谱特征；b) 温度检测：测量轴承温度，异常升高可能表示碰摩故障；c) 润滑油分析：检测润滑油中的金属颗粒和污染物。
3. 碰摩故障解决方案：a) 更换润滑油并保持良好的润滑状态；b) 调整工作负荷，避免轴承过载；c) 定期检查轴承状态，及时更换疲劳损坏的轴承。
【案例二：齿轮碰摩故障】案例描述：一台工厂的传动装置在运行时出现异常噪音和振动，经过检查发现是齿轮碰摩故障导致的。
1. 碰摩故障原因分析：a) 齿轮配合间隙过大或过小；b) 齿轮润滑不良；c) 齿轮磨损严重。
2. 碰摩故障诊断方法：a) 声音分析：通过声音传感器采集齿轮工作时的声音特征；b) 振动分析：分析齿轮工作时的振动频谱；c) 润滑油分析：检测润滑油中的金属颗粒和污染物。
3. 碰摩故障解决方案：a) 调整齿轮配合间隙，确保正常工作；b) 更换润滑油并保持良好的润滑状态；c) 定期检查齿轮磨损情况，及时更换磨损严重的齿轮。
【案例三：轴承与齿轮共同碰摩故障】案例描述：某设备在运行时出现异常噪音和振动，经过检查发现是轴承与齿轮共同碰摩故障导致的。
旋转机械碰摩故障诊断案例分析综
旋转机械碰摩故障诊断案例分析综近年来，随着工业化的快速发展，旋转机械在各个领域中扮演着重要的角色。
然而，由于长时间的运转和各种外界因素的干扰，旋转机械碰摩故障时有发生。
因此，对于旋转机械碰摩故障的诊断和分析显得尤为重要。
本文将通过几个实际案例，来探讨旋转机械碰摩故障的诊断与分析方法。
案例一：轴承碰摩故障在某工厂的生产线上，一台旋转机械突然出现了异响和振动的问题。
经过初步观察，发现该机械的轴承存在异常现象。
为了进一步分析问题的根源，工程师们使用了振动分析仪器进行了测试。
测试结果显示，该机械的振动频率超过了正常范围，且振动的主要频率为轴承的固有频率。
基于此，工程师们初步判断该机械的问题可能是由于轴承碰摩引起的。
为了确认诊断结果，工程师们进行了更加详细的检查。
他们拆卸了该机械的轴承，并对其进行了仔细观察。
结果显示，轴承表面出现了明显的磨损和划痕。
通过进一步的分析，工程师们发现，该机械在运行过程中，轴承润滑油的供给存在问题，导致轴承摩擦增大，最终引发了碰摩故障。
案例二：齿轮碰摩故障在另一家工厂的生产线上，一台旋转机械的齿轮出现了异常噪音。
工程师们利用红外热像仪对该机械进行了检测。
结果显示，齿轮的温度异常升高，表明存在摩擦和碰摩的问题。
为了进一步确定问题的原因，工程师们拆卸了该机械的齿轮，并进行了详细的观察。
他们发现，齿轮表面存在明显的磨损和齿面断裂现象。
通过与其他部件的对比，工程师们发现该机械的齿轮硬度不足，无法承受正常的工作负荷，从而导致了碰摩故障的发生。
综合分析与讨论通过以上两个案例的分析，我们可以得出一些共同的结论。
首先，振动和噪音是旋转机械碰摩故障的常见表现。
通过振动分析仪器和红外热像仪等先进工具的应用，可以有效地检测和诊断碰摩故障。
其次，对于旋转机械的碰摩故障，常见的原因包括润滑不良、材料问题、设计缺陷等。
因此，在日常维护和保养过程中，应加强对润滑系统的检查和维护，并确保材料的质量和齿轮的设计符合要求。
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。
旋转机械故障信号处理与诊断方法
旋转机械故障信号处理与诊断方法旋转机械在运行过程中常常会出现各种故障，这些故障会导致机械性能下降甚至完全失效，因此对于旋转机械的故障信号处理与诊断方法的研究具有重要意义。
本文将介绍一种基于信号处理的旋转机械故障诊断方法。
我们需要了解旋转机械的故障信号特征。
旋转机械的故障信号主要体现在振动信号中，振动信号是由于机械部件的不平衡、轴承的损伤、齿轮的啮合不良等问题引起的。
因此，通过对振动信号的分析可以有效地判断旋转机械的故障类型和程度。
在信号处理的方法中，经典的时域分析和频域分析是常用的技术手段。
时域分析主要通过对振动信号的时间序列进行统计分析，如均值、方差、峰值等，从而得到机械的运行状态信息。
频域分析则通过对振动信号进行傅里叶变换，将信号转换到频域中，得到信号的频谱信息。
频域分析可以帮助我们检测到特定频率的故障信号，如轴承的频率分量或齿轮的啮合频率分量。
除了时域分析和频域分析外，小波分析也是一种常用的信号处理方法。
小波分析可以将信号分解为不同尺度的频率成分，从而对信号的瞬时特征进行分析。
小波分析在旋转机械故障诊断中可以帮助我们捕捉到瞬时故障信号，如齿轮的齿面损伤引起的冲击信号。
机器学习方法也被广泛应用于旋转机械故障诊断中。
机器学习可以通过对已有的故障样本进行学习，建立故障模型，并对新的故障信号进行分类。
常用的机器学习算法包括支持向量机、神经网络、随机森林等。
机器学习方法在旋转机械故障诊断中具有较高的准确性和鲁棒性。
旋转机械故障信号处理与诊断方法主要包括时域分析、频域分析、小波分析和机器学习方法。
这些方法可以通过对振动信号的分析，判断旋转机械的故障类型和程度，为维修和保养提供参考依据。
未来的研究可以进一步探索更高效、更准确的故障诊断方法，提高旋转机械的性能和可靠性。
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。
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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转子不平衡
按过程： 原始不平衡 渐发性不平衡 突发性不平衡
按机理： 静失衡、力偶失衡、准静失衡、动失衡
刚性转子不平衡形式
静不平衡： 偶不平衡： 动不平衡 = 静不平衡 + 偶不平衡
转子不平衡振动机理
y
F
O
O' G
ea
G e wt
y a O'
Ox
x
无阻尼时，O、O’、G三点成一直线
x e
1
k
m
2
e
1
n
2
当 n时， ，x
当 n时，x e
AC
Ox e
临界转速
临界角速度： c n
k m
临界转速：nc
30
c
结论：当转速 ω 非常高时，圆盘质 心C与两支点的连线相接近，圆盘接 近于绕质心C旋转，于是转动平稳。
为确保安全，轴的工作转速一定要 避开它的临界转速
转子故障的常见形式
实际转子总存在阻尼 1.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 2.阻尼力与速度成正比，力的方向与速度方向相反
转子不平衡振动机理
设：偏心距e，转子质量M，轴刚度k，阻尼系数c，转速n（r/min），
角速度=2n/60，离心力F=Me2，分解为两方向的力为：
1.振动的时域波形为近似正弦波 2.频谱图中，谐波能量集中在基频，并且出现较小 的高频谐波 3.振幅对转速的变化比较敏感。 4.当工作转速一定时，相位稳定。 5.从轴心观察其进动特征为同步正进动。
转子不对中
• 轴承不对中: 轴颈在轴承中偏斜
l1
l2
l3
F
L1
L2
轴承不对中的振动机理
• 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。
H
n
2
1
n
2 2
2
n
2
arc tan
2
n1Leabharlann n2 H()----幅频响应函数，表示振幅Y随频率比 /n的变化而变化的放大系数， 当 /n 1时出现共振峰； ()---相频响应函数，当 /n 1时出现节点。
转子不平衡的特征
实际工程中，由于轴在各个方向上的刚度有差别，特别是支撑刚度各 向不同，因而转子对平衡质量的响应在x，y方向的振幅不同，且其相 位差也不是刚好90。，于是轴心轨迹不是圆而是椭圆。
等
转子或其他部 件的共振等
叶片、流体以及 其他的相关振动
电机相关振 动
轴承等滚动 元件相关振
动
齿轮等转动件 的偏心、磨损
转子：摩擦、不 平衡、不对中等
临界转速
AC
Ox e
m(e x)2 kx
x
e k
m 2
1
e
n2 2
1
n时，x
临界转速
AC
Ox e
当ɷ> n 时，质心位于O、A之间，OC=x-e
1.平行不对中
2.偏角不对中
3. 偏角平行不对中
齿式联轴器平行不对中
联轴器的中间齿套与半联轴器组成移动幅，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为直径作平面圆周运动。
振源综述
1. 电机：电器相关振动 2. 带传动系统 3. 支撑、紧固元件：机械性松弛 4. 配合元件：平行、偏角不对中及装配误差等 5. 轴承：滚动元件相关振动 6. 齿轮：偏心、磨损等 7. 转子：摩擦、不平衡、不对中、油膜涡动、转轴裂
纹等。
振源示意图
带传动相关振 支撑紧固元件
动
相关振动
配合元件：平 行、偏角不对 中及装配误差
• 由于旋转机械的结构及零部件设计加工、安装调试、 维护检修等方 面的原因和运行操作方面的失误，使得机器在运行过程中会引起振动， 其振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类，其中过大的 径向振动往往是造成机器损坏的主要原因，也是状态监测 的主要参 数和进行故障诊断的主要依据。
• 旋转机械的主要故障来源是其转动部件—转子系统。因此，研究旋转 机械的机械转子系统故障诊断方法具有重要意义。
旋转机械故障诊断
Fault Diagnosis of Rotating Machinery
XXX
目录
• 概述 • 旋转机械的动力学基础 • 不平衡不对中的诊断及对策 • 轴上裂纹及其诊断方法
概述
• 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。旋转机械广泛应用于大型石油、化工、冶金、电力等行业。
• 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。支撑负荷的变化还会使轴系的临界转速和振型发生 变化
转子不对中
• 轴系不对中：联轴器不在同一直线上，通常讲的不对中即是轴系不对 中。造成轴系不对中的原因主要有安装误差，温度变化热变形、基础 沉降不均匀等。会导致轴向、径向交变力，引起轴向、径向振动。
Fx t F cos t Me2 cos t Fy t F sin t Me2 sin t
两力相差90，振动方程式为：
My cy ky Me2 sin t 归一化后： y 2 n y n y e2 sin t
其中：阻尼系数
c , 0 1 2Mn
自振频率 n
k M
；激振频率 2n 。 60
• 1、转子不平衡 • 2、转子不对中 • 3、碰磨 • 4、油膜涡动 • 5、转轴裂纹等
转子不平衡
转子不平衡是由于转子部件质量偏心或者转子部件出现缺损等 造成的故障。即：由于质心与旋转中心不重合而产生不平衡。
F（t）
Fsint
t
M
c
e
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 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
转子不平衡振动机理
上式的通解为：
y(t) Deωnt sin[ 1 2 n ] Y sin(t ψ)
公式第一部分为瞬态解，是衰减的自由振动，很快消失； 公式第二部分为稳态解，是强迫振动：
yt Y sin(t )
其中：
Y eH
e
n
2
1
n
2
2
2
n
2
转子不平衡振动机理