3.4转子摩擦故障诊断解析
转子摩擦故障诊断
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（1）局部碰摩的故障特征 局部碰摩是指转子在进动过程中与静止部件发生问歇性的、局部性的碰 撞摩擦。 反向进动模型：当转子与静子在A点发生旋转摩擦时，转子给静子壁面 一个摩擦力Fa，而静子以反作用力Fa’作用于转子上。如果把力Fa’平移 至转子旋转中心O’,即在O’点上加相等相反的力F’和F,则F’的作用是促使 转子以旋转的相反方向进动(反进动)，而F与Fa’组成了一个力偶，阻止 转子旋转，因而多消耗了转子的驱动功率。
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②转子内部发生的内摩擦故障。内摩擦又可分为两种类型:
一类是转轴材料弹性滞后产生的内摩擦力激发转子涡动; 另一类是轴上配合零件与轴在弯曲时产生的摩擦以及齿式联轴节的齿套与 齿壳之间的轴向滑动摩擦，这种摩擦同样也会激励转子涡动。 内摩擦力对于具有足够大阻尼的转子并不会产生问题，但是对于柔性较好 的高速转子，在某些情况下可能会引起转子的自激振动。
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（2）摩擦接触弧增大时的故障特征 当离心压缩机发生喘振、轴承油膜振荡等大振动时，转子处于完全失稳 状态，转子在轴承、密封等处表面作大面积摩擦，甚至发生整周摩擦， 产生很大的摩擦力。在整周摩擦时。高的摩擦力可使转子由正向涡动变 为反向涡动。 转子发生重摩擦，且摩擦接触弧较大时，在波形图上就会产生单边波峰 “削波”现象，这时将在频谱上出现涡动频率与转速频率的和差频率成 分，即产生 n m 的频率成分(n,m为正整数)。 另外，由于转子振动进入了非线性区，因而在频谱上还会出现幅值升高 了的高次谐波。从实验研究中得到如下几点结论。
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3. 4. 1干靡擦故障的机理和特征
转子与静子之间发生的干摩擦有轻重之分。 轻摩擦，如转子与迷宫密封齿之间的摩擦、轴颈与轴承表面巴氏合金之 间的轻微摩擦属于表面擦伤，由于摩擦力不大，并不影响转子的运动特 性，也不会产生很大的转子振动，机器未停车拆检之前往往没有发现问 题。 重摩擦，是指转子与静止部件之间发生碰撞摩擦，产生较大的摩擦力， 有时甚至发生360的整周接触摩擦，显然这种摩擦就会引起转子很大振 动，并且对机器零部件带来严重损伤。 在摩擦故障的诊断中，局部碰擦和整周接触摩擦的故障特征是不同的， 利用振动信号进行诊断是常用的方法:
转子系统的故障机理及诊断技术
第六章转子系统的故障机理及诊断技术第一节概述旋转机械的种类繁多，有发电机、汽轮机、离心式压缩机、水泵、通风机以及电动机等，这类机械的主要功能都是由旋转动作完成的，统称为机器。
旋转机械故障是指机器的功能失常，即其动态性能劣化，不符合技术要求。
例如，机器运行失稳，机器发生异常振动和噪声，机器的工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。
机器发生故障的原因不同，所生产的信息也不一样，根据机器特有的信息，可以对机器故障进行诊断。
但是，机器发生故障的原因往往不是单一的因素，特别是对于机械系统中的旋转机械故障，往往是多种故障因素耦合结果，所以对旋转机械进行故障诊断，必须进行全面的综合分析研究。
对旋转机械的故障诊断过程，类似于医生对患者的治疗。
医生基于病理需要向患者询问病、病史。
切脉（听诊）以及量体温、验血相、测心电图等，根据获得的多种数据，进行综合分析才能得出诊断结果，提出治疗方案。
同样，对旋转机械的故障诊断，首先要求诊断者，在通过监测获取机器大量信息的基础上，基于机器的故障机理，从中提取故障特征，进行周密的分析。
例如，对于汽轮机、压缩机等流体旋转机械的异常振动和噪声，其振动信号从幅值域、频率域和时间域为诊断机器故障提供了重要的信息，然而它只是机器故障信息的一部分；而流体机械的负荷变化，以及介质的温度、压力和流量等，对机器的运行状态有重要的影响，往往是造成机器发生异常振动和运行失稳的重要因素。
因此，对旋转机械的故障诊断，应在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行工作状态等信息的基础上，通过信号分析和数据处理从中提取机器特有的故障征兆及故障敏感参数等，经过综合分析判断，才能确定故障原因，作出符合实际的诊断结论，提出治理措施。
旋转机械的故障来源及其主要原因，见表6-1。
表6-1 旋转机械故障的来源及主要原因第二节转子振动的基本概念旋转机械的主要功能是由旋转动作完成的，转子是其主要的部件。
汽轮机动静摩擦原因分析及检修对策
汽轮机动静摩擦原因分析及检修对策摘要：动静碰摩故障是汽轮发电机组中常见的故障之一。
机组碰摩故障发生后，轻者将会导致机组振动过大无法正常启动和运行，严重时将会造成转子的永久弯曲，甚至造成整个机组的损坏。
因此，如何快速准确诊断出机组动静摩擦原因，将是整个故障诊断中的工作重点。
本文重点论述了汽轮机动静摩擦原因及其对策。
关键词：汽轮机；动静摩擦；原因；振动；对策汽轮机是一个转动机械，其根本结构分为两大部分：转动部分和静止部分。
转动部分包括：转子、轮盘、叶片、联轴器；静止部分包括：汽缸、轴承、隔板（套）、汽封盒等。
转动机械在运行中最易产生动静部分的摩擦，由于运行中转动部件与静止部件之间的摩擦引起的故障，它被称之为碰摩故障。
近年来这些故障逐渐增多，所以对大型机组的效率提出了更高的要求，因此，正确诊断汽轮机动静摩擦故障是保证机组稳定安全运行的重要因素，也避免了生产过程中的频繁事故。
一、动静摩擦的原理及振动特征1、原理。
当动静间隙消失时，会产生摩擦。
对静止部件来说，摩擦发生在半径最小的位置。
对转子来说，摩擦发生在以最大晃动位置为中心的段弧上。
摩擦产生的热量从接触点进入转子，接触点的温度升高，远离接触点的温升较低，导致转子温度分布不均匀，引起弯曲。
一些转子发生动静摩擦后，接触部分的金属颜色变为蓝色，由此估计温升可达到数百度。
因此，尽管局部轴段存在动静摩擦，但对转子温度的影响不容忽视。
2、振动特征（1）振动为基频分量。
动静摩擦引起转子热弯曲，从而使质心偏离转动中心。
由此产生的振动与转速频率一致，也就是说为基频振动或1X称分量。
因振动系统的非线性，在大振动的情况下不可能排除一定倍频成分的可能性，但不能作为判断摩擦振动的必要条件。
（2）振动的不稳定。
在动静摩擦过程中，接触部分没有热量进入转子，转子温度处于非稳态，其热弯曲不断变化。
因此，只要动静摩擦存在，振动就不稳定。
1X的振幅和相位处于连续变化状态，若振动稳定，表明动静摩擦消失。
摩擦的机理与故障诊断
动静件摩擦的故障机理与诊断在高速、高压离心压缩机或蒸汽透平等旋转机械中，为了提高机组效率，往往把轴封、级间密封、油封间隙和叶片顶隙设计得较小，以减小气体泄漏。
但是，过小的小间隙除了会引起流体动力激振之外，还会发生转子与静止部件的摩擦。
例如，轴的挠曲、转子不平衡、转子与静子热膨胀不一致、气体动力作用、密封力作用以及转子对中不良等原因引起振动后，轻者引发密封件的摩擦损伤，重者发生转子与隔板的摩擦碰撞，造成严重事故。
一般情况下，摩擦碰撞初期会产生很大的振动，机器未停车拆检之前找不出振动原因。
因此，必须了解干摩擦激振的故障特征，以便及时对这类故障做出诊断，防止更大事故的发生。
一、转子与静止件摩擦的分类转子与静止件发生摩擦有两种情况：一种是转子在涡动过程中轴颈或转子外缘与静止件接触而引起的径向摩擦；另一种是转子在轴向与静止件接触而引起的轴向摩擦。
转子与静止件发生的径向摩擦还可以进一步分为两种情况：一种是转子在涡动过程中与静子发生的偶然性或周期性的局部碰磨；另一种是转子与静子的摩擦接触弧度较大，甚至发生360°的全周向接触摩擦。
二、转子与静止件径向摩擦的振动机理1．局部动静件碰磨的故障特征当转子在涡动时与静止件发生接触瞬间，转子刚度增大；被静止件反弹后脱离接触，转子刚度减小，并且发生横向自由振动（大多数按-阶自振频率振动）。
因此，转子刚度在接触与非接触两者之间变化，变化的频率就是转子涡动频率。
转子横向自由振动与强迫的旋转运动、涡动运动叠加在一起，就会产生一些特有的、复杂的振动响应频率。
局部摩擦引起的振动频率中包含有不平衡引起的转速频率ω，同时摩擦振动是非线性振动，所以还包含有2ω、3ω、…一些高次谐波。
除此之外，还会引起低次谐波振动，在频谱图上会出现低次谐波成分ω/n，重摩擦时n＝2，轻摩擦时n＝2，3，4，…。
次谐波的范围取决于转子的不平衡状态、阻尼、外载荷大小、摩擦副的几何形状以及材料特性等因素，在阻尼很高的转子系统中也可能不出现次谐波振动。
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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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
转子摩擦故障诊断
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3. 4. 1干靡擦故障的机理和特征
转子与静子之间发生的干摩擦有轻重之分。 轻摩擦，如转子与迷宫密封齿之间的摩擦、轴颈与轴承表面巴氏合金之 间的轻微摩擦属于表面擦伤，由于摩擦力不大，并不影响转子的运动特 性，也不会产生很大的转子振动，机器未停车拆检之前往往没有发现问 题。 重摩擦，是指转子与静止部件之间发生碰撞摩擦，产生较大的摩擦力， 有时甚至发生360的整周接触摩擦，显然这种摩擦就会引起转子很大振 动，并且对机器零部件带来严重损伤。 在摩擦故障的诊断中，局部碰擦和整周接触摩擦的故障特征是不同的， 利用振动信号进行诊断是常用的方法:
转子发生摩擦故障，从机理上分析有两类情况
①转子与静子零部件发生干摩擦，这是最常见的摩擦故障。
例如:高速旋转的转子与迷宫密封件之间的摩擦，叶轮口环与密封环之间的 摩擦，叶轮与隔板之间的摩擦，轴颈与轴承之间的摩擦，轴与浮动环之间 的摩擦等。
这类摩擦故障的起因，可能是转子与静子之间的安装间隙太小、轴承间隙 太大或太小、轴存在挠曲变形、轴位移量过大或轴有蹿动、转子与静子部 件热膨胀量不一致、润滑系统故障以及其他原因引起的转子大振动(如:过 大的不平衡、不对中、油膜振荡、流体激振、转子和轴承系统的共振等)。 机器在工作中如果发生摩擦，不仅会产生转子或大或小的振动，同时也会 带来零部件的损伤甚至引发重大的破坏性事故。 对于摩擦故障，需要查找出发生转子摩擦的直接或间接原因。只有找到并 消除第一故障源，才能从根本上解决摩擦故障问题。
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（2）摩擦接触弧增大时的故障特征 当离心压缩机发生喘振、轴承油膜振荡等大振动时，转子处于完全失稳 状态，转子在轴承、密封等处表面作大面积摩擦，甚至发生整周摩擦， 产生很大的摩擦力。在整周摩擦时。高的摩擦力可使转子由正向涡动变 为反向涡动。 转子发生重摩擦，且摩擦接触弧较大时，在波形图上就会产生单边波峰 “削波”现象，这时将在频谱上出现涡动频率与转速频率的和差频率成 分，即产生 n m 的频率成分 另外，由于转子振动进入了非线性区，因而在频谱上还会出现幅值升高 了的高次谐波。 从实验研究中得到如下几点结论。
火电厂汽轮机常见的振动故障分析及故障诊断技术
火电厂汽轮机常见的振动故障分析及故障诊断技术摘要：火力发电厂是重要的发电设施，电力设备的安全运行关系到电力供应的稳定性。
汽轮机组是火力发电系统的重要设备，汽轮机组的运行状态直接影响着电力供应，若在运行中汽轮机组发生故障会导致其他设备关联故障，甚至导致火力发电厂无法正常运转，造成不必要的经济损失。
但随着经济的快速发展，人们对电力供应以及电力供应的稳定性，提出了更高的要求，笔者针对火电厂计算机常见的振动故障进行分析，并提出相应的诊断方法，希望对火电厂汽轮机组的故障检修有所帮助。
关键词：火电厂；汽轮机；异常振动；故障排查；技术引言火电厂汽轮机作为一种能量转化设备，其内部结构较为复杂，主要由原动机、压缩机和其他动力机构成，通过电磁力和电感定理实现在电路和磁路之间的能量转换，从而满足发电需求。
由于火电厂汽轮机组长期处于高温高压的环境下工作，其进气压力、温度都处于较高的负荷状态，在运行过程中极易出现故障，导致汽轮机组出现振动。
对于检修工作人员需要具有预先防范的理念，在日常工作中能够及时发现异常震动的原因、并判断其振动位置、进行预防性维修，将异常震动对汽轮机组运行所带来的影响降至最低。
例如，转子作为汽轮机组的核心零件，转子出现质量不平衡或不对中等问题，通过检修人员对常见振动故障的表象原因进行分析，才能够实现精准的故障定位，保障火电厂的正常运转。
1 火电厂汽轮机振动原因1.1汽轮机机件转子热故障汽轮机在长时间使用过程中会出现振动问题，主要表现为转动时出现摩擦抖动或产生涡动的情况，若处于轻微状态，对汽轮机组影响不大；若产生温差，则会导致转子变形，此时转子呈不平衡运转状态，汽轮机组振动幅度明显提升。
产生此问题的主要原因是受热机件在安装过程中不够精准，未按照标准规范要求进行检测，导致部件受热不均衡，出现膨胀或变形等情况，转子运转失衡而产生振动。
在维修过程中，可通过更换磨损机件配件、调效间隙，减少轴位与密封位置摩擦[1]。
转子系统的故障机理及其诊断技术
转子系统的故障机理及其诊断技术1概述旋转机械的种类繁多，有发电机、汽轮机、离心式压缩机、水泵、通风机以及电动机等等，这类机械的主要功能都是由旋转动作完成。
旋转机械故障是指机械的功能失常，即其动态性能恶化，不符合技术要求。
例如机械运行失稳，机械发生异常振动和噪声，机械的工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。
机械发生故障的原因不同，所产生的信息也不一样，根据机械特有的信息，可以对机械故障进展诊断。
但是机械发生故障的原因往往不是单一的因素，特别是对于机械系统中的旋转机械故障，往往是多种故障耦合结果，所发对旋转机械进展故障诊断，必须进展全面的综合分析研究。
旋转机械的主要功能是由旋转动作写成的，转子是最主要的部件。
旋转机械发生故障诊断的重要特征是机器伴有异常的振动和噪声，其振动信号从幅值域、频率域和时间域实时地反映了机器故障信息。
因此，了解与掌握转子系统在故障状态下的振动机理，对于监测机器的运行状态和提高故障诊断的准确度具有重要的理论意义和实际的工程价值。
2转子系统的故障机理2.1转子不平衡故障机理转子不平衡包括转子的质量偏心及转子部件出现缺损。
转子质量偏心是由于转子的制造误差、装配误差、材质不均匀等原因造成的,称此为初始不平衡。
转子部件缺损是指转子在运行中由于腐蚀、磨损、介质结垢以及转子受疲劳力的作用,使转子的零部件(如叶轮、叶片等)局部损坏、脱落,碎块飞出等,造成的新的转子不平衡。
设转子的质量为M,偏心质量为m,偏心距为e,如果转子的质心到两轴承连心线的垂直距离不为零,具有挠度为a,如图2.1所示。
由于偏心质量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及旋转速度有关,即。
众所周知,交变的力(方向、大小均周期性变化)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。
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
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火力发电厂汽汽轮机摩擦振动故障分析与诊断
火力发电厂汽汽轮机摩擦振动故障分析与诊断发布时间：2022-07-06T08:43:11.804Z 来源：《福光技术》2022年14期作者：李昌恒[导读] 在汽轮机启动过程中，运行参数和部件状态极不稳定，汽轮机摩擦振动往往过大，静态和动态摩擦过大以及刚度减小是两种常见的汽轮机失效原因。
汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。
本文根据工厂汽轮机两次启动时轴承和摩擦振动过大的问题，通过分析同一情况下机组启动的振动数据，分析摩擦振动和力学问题。
根据存在的问题进行分析和解决问题，分析320MW发电机的摩擦振动特性，进而诊断出发生故障的原因，为汽轮机发生摩擦振动故障提供建议和指南。
李昌恒国家能源集团乐东发电有限公司海南省乐东黎族自治县 572500摘要：在汽轮机启动过程中，运行参数和部件状态极不稳定，汽轮机摩擦振动往往过大，静态和动态摩擦过大以及刚度减小是两种常见的汽轮机失效原因。
汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。
本文根据工厂汽轮机两次启动时轴承和摩擦振动过大的问题，通过分析同一情况下机组启动的振动数据，分析摩擦振动和力学问题。
根据存在的问题进行分析和解决问题，分析320MW 发电机的摩擦振动特性，进而诊断出发生故障的原因，为汽轮机发生摩擦振动故障提供建议和指南。
关键词：电厂；汽机；摩擦振动；故障；分析诊断1分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因1.1因转子受热弯曲变形而导致异常振动汽轮机的转子受热弯曲变形后会导致汽轮机发生异常振动。
导致转子受热弯曲变形的因素很多，最主要的是转子散热不良、自身热量过高导致的变形。
在汽轮机运行时，冷空气、水汽等进入气缸内，和气缸产生摩擦产生大量的热能，这些热能导致转子难以有效冷却而受热变形。
一旦转子弯曲变形，就会影响到转轮机组的正常运转，出现异常振动。
这种异常振动如果不能及时被发现并有效解决，将会给汽轮机的正常运行带来影响，严重情况下将直接导致故障产生。
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（1）局部碰摩的故障特征 局部碰摩是指转子在进动过程中与静止部件发生问歇性的、局部性的碰 撞摩擦。 反向进动模型：当转子与静子在A点发生旋转摩擦时，转子给静子壁面 一个摩擦力Fa，而静子以反作用力Fa’作用于转子上。如果把力Fa’平移 至转子旋转中心O’,即在O’点上加相等相反的力F’和F,则F’的作用是促使 转子以旋转的相反方向进动(反进动)，而F与Fa’组成了一个力偶，阻止 转子旋转，因而多消耗了转子的驱动功率。
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发生局部碰摩时，接触力和转子运动之间为非线性关系，使转子产生次 谐波和高次谐波振动响应。 在次谐波响应中，对称型的非线性振动产生奇次谐波响应，不对称型的 非线性振动产生偶次谐波响应。局部碰摩一般是不对称的非线性振动， 因此多数情况下是产生转速频率的1/2次谐波响应。 当转速高于转子一阶自振频率的二倍时，就会激起1/2次谐波共振。但 是，转子实际碰摩情况比较复杂，既有对称型又有不对称型的非线性振 动，因此在转子的振动响应中，既有转速频率成分ω和2ω，3ω ….. 一些高次谐波成分，又有的低次谐波成分ω/i (i=2,3,4, …)。 在低次谐波中，重摩擦时，i=2;轻摩擦时，随着转速升高，出现i=2或3， 4，5，…各个低次谐波。某一转速下i值的大小，取决于转速频率与转 子在碰摩状态下的一阶自振频率比值，当转速频率为一阶自振频率的i 倍时，就将激起ω/i的次谐波共振。 次谐波共振的幅值大小取决于转子的不平衡力、阻尼、外载荷大小、摩 擦副的几何形状以及材料特性等因素，在阻尼足够高的转子系统中，也 可能完全不出现次谐波振动。
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（2）摩擦接触弧增大时的故障特征 当离心压缩机发生喘振、轴承油膜振荡等大振动时，转子处于完全失稳 状态，转子在轴承、密封等处表面作大面积摩擦，甚至发生整周摩擦， 产生很大的摩擦力。在整周摩擦时。高的摩擦力可使转子由正向涡动变 为反向涡动。 转子发生重摩擦，且摩擦接触弧较大时，在波形图上就会产生单边波峰 “削波”现象，这时将在频谱上出现涡动频率与转速频率的和差频率成 分，即产生 n m 的频率成分 另外，由于转子振动进入了非线性区，因而在频谱上还会出现幅值升高 了的高次谐波。 从实验研究中得到如下几点结论。
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②转子内部发生的内摩擦故障。内摩擦又可分为两种类型:
一类是转轴材料弹性滞后产生的内摩擦力激发转子涡动; 另一类是轴上配合零件与轴在弯曲时产生的摩擦以及齿式联轴节的齿套与 齿壳之间的轴向滑动摩擦，这种摩擦同样也会激励转子涡动。 内摩擦力对于具有足够大阻尼的转子并不会产生问题，但是对于柔性较好 的高速转子，在某些情况下可能会引起转子的自激振动。
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事实上，转子与静子发生碰撞摩擦的振动特性还要复杂，已有不少学者 进行了研究。从机理上分析，转子发生碰摩时存在如图所示的几种力: N—正压力.此力决定摩擦力的大小; P—反弹力，由于静子的弹性变形而施加于转子上的反作用力， K—附加弹性力，由于碰摩时转子刚度变化而作用于转子上的力; F—摩擦力，F=uN,u为摩擦因数。
如果转子不旋转.仅由涡动角速度Ω引起转子与静子直接接触的力是不 大的。但是当转子高速旋转时发生碰摩，作用于转子上的反弹力和摩擦 力均很大。 碰摩后的瞬间，转子表现为横向自由振动，振动频率为一阶或多阶转子 自振频率。横向自由振动响应与转子旋转运动、强迫进动运动叠加在一 起，形成一种复杂的转子振动形态。 转子与静子碰摩时，大部分情况下转子作前向进动。反弹力P和切向摩 擦力F的大小，主要受转子不平衡质量的影响。这些力在转子涡动周期 内，按其接触圆弧大小发生变化，因而转子振动情况也在变化。 转子碰摩后发生转速波动，波动幅度大小取决于摩擦转矩的大小，碰摩 瞬时转矩增大，转速瞬间下降，摩擦转矩消失阶段，又会发生短暂时间 的转子扭转振动 转子发生碰摩时相当于在碰摩点处增加了一个支承，改变了转子的刚度。 转子与静子不断发生局部摩擦，刚度在接触(刚度变大)与非接触(刚度 变小)两种情况之间发生变化，刚度变化的频率就是转子的进动频率， 这种周期性变化的刚度使得转子自由振动变为不稳定。
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图 (a), (b)分别表示轻摩擦转子与重摩擦转子的三坐标图和轴心轨迹。 图(a)为轻摩擦转子，频谱中除了出现工频ω和2ω，3ω的高次谐波成 分之外，在不同转速下出现ω/2或ω/3，ω/4，ω/5的低次谐波成分。 随着转速的升高，次谐波的阶次由高变低，某一转速下出现的次谐波在 图中横坐标上对应的频率，实际上就是转子在该状态下的一阶自振频率。 图(b)为重摩擦转子，随着转速升高，频谱中明显地显示出ω/2谐波成 分，以及ω/2和ω的高次谐波成分。另外，从轴心轨迹上观察，所有次 谐波成分的轨迹图都是向左上方倾斜的:对次谐波进行相位分析，垂直 和水平方向上的相位差为180
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3. 4. 1干靡擦故障的机理和特征
转子与静子之间发生的干摩擦有轻重之分。 轻摩擦，如转子与迷宫密封齿之间的摩擦、轴颈与轴承表面巴氏合金之 间的轻微摩擦属于表面擦伤，由于摩擦力不大，并不影响转子的运动特 性，也不会产生很大的转子振动，机器未停车拆检之前往往没有发现问 题。 重摩擦，是指转子与静止部件之间发生碰撞摩擦，产生较大的摩擦力， 有时甚至发生360的整周接触摩擦，显然这种摩擦就会引起转子很大振 动，并且对机器零部件带来严重损伤。 在摩擦故障的诊断中，局部碰擦和整周接触摩擦的故障特征是不同的， 利用振动信号进行诊断是常用的方法:
3.4 转子摩擦故障诊断
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转子发生摩擦故障，从机理上分析有两类情况
①转子与静子零部件发生干摩擦，这是最常见的摩擦故障。
例如:高速旋转的转子与迷宫密封件之间的摩擦，叶轮口环与密封环之间的 摩擦，叶轮与隔板之间的摩擦，轴颈与轴承之间的摩擦，轴与浮动环之间 的摩擦等。
这类摩擦故障的起因，可能是转子与静子之间的安装间隙太小、轴承间隙 太大或太小、轴存在挠曲变形、轴位移量过大或轴有蹿动、转子与静子部 件热膨胀量不一致、润滑系统故障以及其他原因引起的转子大振动(如:过 大的不平衡、不对中、油膜振荡、流体激振、转子和轴承系统的共振等)。 机器在工作中如果发生摩擦，不仅会产生转子或大或小的振动，同时也会 带来零部件的损伤甚至引发重大的破坏性事故。 对于摩擦故障，需要查找出发生转子摩擦的直接或间接原因。只有找到并 消除第一故障源，才能从根本上解决摩擦故障问题。