旋转机械常见设备故障
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旋转机械常见设备故障 不平衡
2017年
题 纲
旋转机械常见设备故障
不平衡故障介绍
一、旋转机械常见设备故障 旋转机械常见设备故障主要有：不平衡、不 对中、转子弯曲、摩擦和松动、油膜振荡、油 膜涡动、流体激振等。 本节主要介绍下不平衡相关特征及诊断。
不平衡转子的振动信号，其时间波形和频谱图一 般具有如下典型特征：
2.
偶不平衡
• 特征：径向1X波峰（垂直 或水平方向上）。
偶不平衡频谱图
•
特征：径向1X波峰（垂直或水平方向上）
源自文库
•
•
如果机器出现不平衡我们将得到频率等于旋转速度的正弦时域波形，频谱
上在转速频率（1X）处会产生一个高峰。 一个旋转体如果存在偶不平衡，就有可能形成静态平衡（放置在无摩擦的
轴承上旋转体看起来好象刚好平衡）。但当旋转体发生旋转的时候，就会在
它的两个承载轴承上产生离心作用力，并且它们的相位相反。
3.
动态不平衡
• 动态不平衡 ： –转子上可能同时存在着静态不平衡和偶不平衡，这种情 况称之为动态不平衡。 • 静态不平衡和偶不平衡的区分： –对于静态不平衡，在机器两端是同相的。对于偶不平衡， 机器两端的相位相差180度。然而，在大多数情况下，都 是动态不平衡（静态不平衡和偶不平衡的组合）。
4. 5. 6. 7.
8.
在外伸转子不平衡情况下可能会产生很大的轴向振动。 在转子外伸 端不平衡时，支承转子的两轴承的轴向 振动相位相同；
因介质不均匀结垢时，工频幅值和相位是缓慢变化的。 • 特征:径向1X波峰 （垂直或水平方向 上）。
9.
不平衡的分类
1.
静态不平衡
•
静态不平衡 频谱图
特征:径向1X波峰（垂直或水平方向上）
如果机器失去平衡我们将得到频率等于转速的正弦时域波形，在转速 频率（1X）处有一个高峰。
最简单的不平衡模型是将转动轴的重心简化到一个点。这种不平衡称
为静态不平衡，因为即使是在旋转体不旋转的情况下也能够表现出来，如 果将其放在没有摩擦的轴承中间，重心位置将自动回转到最低位置。 静态不平衡将会在旋转轴的两个承载轴承上产生一个1X频率的作用力， 作用于两个轴承上的作用力的方向总是相同。从这两个轴承上采集到的振 动信号同相。
当工作转速一定时，振动的相位稳定； 转子的轴心轨迹图呈椭圆形； 转子的涡动特征为同步正进动； 纯静不平衡时支承转子的两个轴承同一方向的振动相 位相同，而纯力偶不平衡时支承转子的两个轴承振动 呈反相，即相位差180°。但实际转子一般既存在一定 的静不平衡，又存在一定的力偶不平衡（即存在动不 平衡），此时支承转子的两个轴承同一方向振动相位 差在0°～180°之间变化；
1.
原始时域波形的形状接近一个纯正弦波；
2.
振动信号的频谱图中，谐波能量主要是集中在转子的 工作频率（1X）上，即基频振动成分所占的比例很大， 而其它倍频成分所占的比例相对较小；
×××转子不平衡的波形频谱图
3.
在升降速过程中，当转速低于临界转速时，振幅随转 速的增加而上升。当转速越过临界转速之后，振幅随 转速的增加反而减小，并趋向于一个较小的稳定值。 当转速等于或接近临界转速时，转子将会产生共振， 此时的振幅具有最大峰值；
使马达旋转，检测其1X频谱。如果1X处的振幅依然很高，那么故障就出在马 达上，否则故障就出在泵上面 。
感谢聆听 请批评指正!
4.
悬吊式不平衡
•
特征：轴向和径向上高强度 1X波峰(垂直或水平方向上)。
•
悬吊或悬臂式设备的不平衡频谱图
•
特性：轴向和径向上高强度1X波峰（垂直或水平方向上）
•
•
在外悬或悬臂式机器中，可以检测到在水平、垂直和轴向上的高幅1X振
动。 我们能够检测到高幅1X振动是因为不平衡使轴发生弯曲，使得轴承座在
轴向发生移动。常见的悬吊式旋转体有短联轴器泵、轴向排风的风扇和小型
涡轮机。
5.
垂直安装的机器
• 特征：径向1X波峰 （水平方向上）。
垂直安装机器的不平衡频谱图
• • •
特征：径向1X波峰（水平方向上） 当在径向（水平或切线方向）测量时，频谱又将显示出强一倍频（1X）
波峰。 为了从泵的不平衡中分离出马达不平衡，可能需要将两者拆解开来，单独
2017年
题 纲
旋转机械常见设备故障
不平衡故障介绍
一、旋转机械常见设备故障 旋转机械常见设备故障主要有：不平衡、不 对中、转子弯曲、摩擦和松动、油膜振荡、油 膜涡动、流体激振等。 本节主要介绍下不平衡相关特征及诊断。
不平衡转子的振动信号，其时间波形和频谱图一 般具有如下典型特征：
2.
偶不平衡
• 特征：径向1X波峰（垂直 或水平方向上）。
偶不平衡频谱图
•
特征：径向1X波峰（垂直或水平方向上）
源自文库
•
•
如果机器出现不平衡我们将得到频率等于旋转速度的正弦时域波形，频谱
上在转速频率（1X）处会产生一个高峰。 一个旋转体如果存在偶不平衡，就有可能形成静态平衡（放置在无摩擦的
轴承上旋转体看起来好象刚好平衡）。但当旋转体发生旋转的时候，就会在
它的两个承载轴承上产生离心作用力，并且它们的相位相反。
3.
动态不平衡
• 动态不平衡 ： –转子上可能同时存在着静态不平衡和偶不平衡，这种情 况称之为动态不平衡。 • 静态不平衡和偶不平衡的区分： –对于静态不平衡，在机器两端是同相的。对于偶不平衡， 机器两端的相位相差180度。然而，在大多数情况下，都 是动态不平衡（静态不平衡和偶不平衡的组合）。
4. 5. 6. 7.
8.
在外伸转子不平衡情况下可能会产生很大的轴向振动。 在转子外伸 端不平衡时，支承转子的两轴承的轴向 振动相位相同；
因介质不均匀结垢时，工频幅值和相位是缓慢变化的。 • 特征:径向1X波峰 （垂直或水平方向 上）。
9.
不平衡的分类
1.
静态不平衡
•
静态不平衡 频谱图
特征:径向1X波峰（垂直或水平方向上）
如果机器失去平衡我们将得到频率等于转速的正弦时域波形，在转速 频率（1X）处有一个高峰。
最简单的不平衡模型是将转动轴的重心简化到一个点。这种不平衡称
为静态不平衡，因为即使是在旋转体不旋转的情况下也能够表现出来，如 果将其放在没有摩擦的轴承中间，重心位置将自动回转到最低位置。 静态不平衡将会在旋转轴的两个承载轴承上产生一个1X频率的作用力， 作用于两个轴承上的作用力的方向总是相同。从这两个轴承上采集到的振 动信号同相。
当工作转速一定时，振动的相位稳定； 转子的轴心轨迹图呈椭圆形； 转子的涡动特征为同步正进动； 纯静不平衡时支承转子的两个轴承同一方向的振动相 位相同，而纯力偶不平衡时支承转子的两个轴承振动 呈反相，即相位差180°。但实际转子一般既存在一定 的静不平衡，又存在一定的力偶不平衡（即存在动不 平衡），此时支承转子的两个轴承同一方向振动相位 差在0°～180°之间变化；
1.
原始时域波形的形状接近一个纯正弦波；
2.
振动信号的频谱图中，谐波能量主要是集中在转子的 工作频率（1X）上，即基频振动成分所占的比例很大， 而其它倍频成分所占的比例相对较小；
×××转子不平衡的波形频谱图
3.
在升降速过程中，当转速低于临界转速时，振幅随转 速的增加而上升。当转速越过临界转速之后，振幅随 转速的增加反而减小，并趋向于一个较小的稳定值。 当转速等于或接近临界转速时，转子将会产生共振， 此时的振幅具有最大峰值；
使马达旋转，检测其1X频谱。如果1X处的振幅依然很高，那么故障就出在马 达上，否则故障就出在泵上面 。
感谢聆听 请批评指正!
4.
悬吊式不平衡
•
特征：轴向和径向上高强度 1X波峰(垂直或水平方向上)。
•
悬吊或悬臂式设备的不平衡频谱图
•
特性：轴向和径向上高强度1X波峰（垂直或水平方向上）
•
•
在外悬或悬臂式机器中，可以检测到在水平、垂直和轴向上的高幅1X振
动。 我们能够检测到高幅1X振动是因为不平衡使轴发生弯曲，使得轴承座在
轴向发生移动。常见的悬吊式旋转体有短联轴器泵、轴向排风的风扇和小型
涡轮机。
5.
垂直安装的机器
• 特征：径向1X波峰 （水平方向上）。
垂直安装机器的不平衡频谱图
• • •
特征：径向1X波峰（水平方向上） 当在径向（水平或切线方向）测量时，频谱又将显示出强一倍频（1X）
波峰。 为了从泵的不平衡中分离出马达不平衡，可能需要将两者拆解开来，单独