【正文】 軸承座 共振 ,松動 ,裂紋 機(jī)殼 共振 ,彎曲 ,斷裂 ,裂紋 ,不合適間隙 ,松動 ,積垢 ,腐蝕 ,氣蝕 ,阻塞 隔板 共振 ,彎曲 ,斷裂 ,裂紋 ,不合適間隙 ,松動 ,積垢 ,腐蝕 ,阻塞 噴嘴 阻塞 ,斷裂 密封 松動 ,彎曲 ,斷裂 ,摩擦 ,裂紋 ,不合適間隙 汽缸 變形 ,偏斜 ,孔徑偏斜 ,共振 ,裂紋 機(jī)械種類 部件 一般故障原因 定子電氣部件 (電力 /機(jī)械轉(zhuǎn)換、電力傳輸 )的定子部件 定子鐵芯 松動 ,變形 ,失園度大 ,不對中 定子線圈 斷裂 ,短路 ,發(fā)熱 端部線圈 斷裂 ,短路 ,共振 定轉(zhuǎn)子軸頸向間隙 間隙過大 ,非對稱間隙 電刷 斷裂 ,打開 結(jié)構(gòu)支承 — 用于支持機(jī)器的鋼和混凝土結(jié)構(gòu) 固定螺栓 松動，斷裂 基礎(chǔ) 共振 ,變形 ,剛度不足 臺（底）板 脫空 ,松動 ,共振 ,變形 ,剛度不夠 ,變形 三、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動各種類型 原因均有其固 有屬性。然而，因為一些故障類型產(chǎn)生的振動可能有相同或相似的頻譜，需 進(jìn)一步 通過振動的相位關(guān)系和其它一些相關(guān)因素來作進(jìn)一步的分析。下面將列出一些典型故障的振動頻譜特征和相位關(guān)系及振動特征。轉(zhuǎn)子不平衡往往導(dǎo)致其臨界轉(zhuǎn)速下振動峰值顯著大。由轉(zhuǎn)子離心力本身引起的不平衡一般表現(xiàn)為徑向振動。 。 ～ 180176。 但是在 懸臂 轉(zhuǎn)子不平衡情況下可能會產(chǎn)生很大的軸向振動。 一般在分析由轉(zhuǎn)子不平衡離心力等引起的振動中采用線性轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論 ,此時假設(shè)振幅相對于軸承間隙較小 (通常 10%～ 15％的軸承間隙 )。等等低、高頻分量。轉(zhuǎn)子不對中通常指相鄰兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度。 軸系產(chǎn)生不對中的原因通常是加工制造誤差和安裝誤差及基礎(chǔ)受熱不均、基礎(chǔ)下沉不均、機(jī)組各部件的熱膨脹變形和扭曲變形等其它因素。聯(lián)軸器端面瓢偏表現(xiàn)為產(chǎn)生較大的軸向振動，且沿聯(lián)軸器兩端測量的振動相位反相，一般情況軸向振動以1X和 2X分量為主， 伴有 3X振動分量。 當(dāng)聯(lián)軸器端面瓢偏或不同心較嚴(yán)重時，可能產(chǎn)生一些更高的振動諧波分量（ 4X～ 8X），而且這時聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)會對振動頻譜的特征產(chǎn)生重要影響。 當(dāng)聯(lián)軸器不對中情況較為輕微時，振動頻譜仍基本上呈 1X分量。目前多使用的自位軸承，因此軸承偏角不對中容易消除。 不對中 產(chǎn)生的 振動對負(fù)荷變化較為敏感。而對于軸承不對中 ,負(fù)荷變化后由于溫度分布的變化 ,軸承座的熱膨脹不均勻引起軸承不對中 ,使轉(zhuǎn)子的振動也要發(fā)生變化 ,但由于熱傳導(dǎo)的慣性 ,振動的變化在時間上比負(fù)荷的改變要滯后一段時間。彎軸問題通常是產(chǎn)生很大的軸向振動，如果彎曲位于轉(zhuǎn)軸中央附近，支承轉(zhuǎn)子的兩個軸承軸向振動主要呈 1X分量 ； 如果彎曲位于聯(lián)軸器附近，則可能產(chǎn)生較大的 2X振動分量。彎軸引起的兩軸承軸向振動相位相反，而外伸端質(zhì)量不平衡引起的兩軸承軸向振動相位同相。 轉(zhuǎn)子熱彎曲 熱彎曲是指轉(zhuǎn)子受熱后 (如加勵磁電流或帶有功負(fù)荷后 )使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生附加的不平衡力 (熱不平衡 )而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。 引起轉(zhuǎn)子熱彎曲的原因除轉(zhuǎn)子鍛件材料各向異性外 ,主要有轉(zhuǎn)子受熱不均 (如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生短路、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中心孔進(jìn)油、聯(lián)軸器連接緊力不足等 )、轉(zhuǎn)子受冷不均 (發(fā)電機(jī)氫冷或水冷通道堵塞、汽機(jī)轉(zhuǎn)子局部水擊等 )和內(nèi)摩擦效應(yīng) (發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈熱膨脹受阻產(chǎn)生的軸 向不對稱力 ,即內(nèi)摩擦力 )。 （ 3）機(jī)組快速解列停機(jī)惰走通過一階臨界轉(zhuǎn)速時的振動較啟動過程中的相應(yīng)值增大很多。 轉(zhuǎn)子偏心 與質(zhì)量不平衡一樣，轉(zhuǎn)子偏心亦產(chǎn)生很大的 1X振動分量，但是二者差異在于反映出的振動相位關(guān)系不同，質(zhì)量不平衡時同一軸承垂直和水平方向振動相位一般相差 90176。 而轉(zhuǎn)子偏心時軸承（或偏心轉(zhuǎn)子本身）的垂直和水平方向振動相位相差 0176。 （其表明直線運(yùn)動）。 機(jī)械松動 通常有三種類型的機(jī)械松動。 第二種類型的松動主要是由于機(jī)器底座固定螺栓的松動或軸承座出現(xiàn)裂紋引起。 第三種類型的松動是由于部件間不合適的配合引起的，由于松動部件對來自轉(zhuǎn)子動態(tài)力的非線性響應(yīng)，因而其產(chǎn)生許多振動諧波分量， 1X,2X,… ,nX，有時亦產(chǎn)生精確的 1/2X或 1/3X整數(shù)倍的次諧波分量（即 ,… ,） 。這種松動的振動相位很不穩(wěn)定，變化范圍很大。引起軸承座或汽缸剛度不足的主要原因是其本身結(jié)構(gòu)剛性較差；軸承座與臺板、基礎(chǔ)之間的連接松動；二次灌漿不好；或基礎(chǔ)、軸承座、與軸承座連接的汽缸、發(fā)電機(jī)和勵磁機(jī)靜子或管道存在共振。 在激振力大小一定的情況下，軸承座振動的大小與軸承座的動剛度成反比。汽輪發(fā)電機(jī)組軸承座除存在接近 50Hz的固有頻率外，也可能存在 100Hz左右的固有頻率（尤其是勵磁機(jī)、發(fā)電機(jī)軸承）。 轉(zhuǎn)子碰磨 當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部件和固定部件接觸時，就發(fā)生動靜碰磨。轉(zhuǎn)子碰磨可能是部分碰磨，也可能是整圈碰磨。此外，轉(zhuǎn)子碰磨可能產(chǎn)生一系列完整分?jǐn)?shù)的諧波振動分量（ 1/2X,1/3X,1/4X,1/5X,… ,1/nX） ,這類頻譜特別在轉(zhuǎn)子部分碰磨情況下容易產(chǎn)生。碰磨的危害性很大，即使轉(zhuǎn)軸和軸承烏金短時碰磨也會造成嚴(yán)重后果。摩擦?xí)r振動急劇增大，而且相位也會發(fā)生變化，相位變化是逆轉(zhuǎn)動方向。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生動靜碰磨后，降轉(zhuǎn)速或降負(fù)荷振動并不立即減小，反而有所增大，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷降低到某一數(shù)值后，振動才緩慢減小，即振動變化存在一定的滯后。 某 300MW機(jī)組中壓轉(zhuǎn)子動靜碰磨后 3瓦振和 3軸振在停機(jī)過程中波特曲線 轉(zhuǎn)子不對稱 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)相對轉(zhuǎn)子軸線結(jié)構(gòu)剛度不對稱時會造成每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)過程中因自重受彎的撓曲變化情況，這樣在振動頻譜中就會出現(xiàn)穩(wěn)定的 2X分量。大容量發(fā)電機(jī)一般在轉(zhuǎn)子本體大齒上開有一定數(shù)量的橫向月牙槽，以使兩軸線截面主慣性矩相接近，或減小兩軸線的撓度差。如果轉(zhuǎn)子兩軸線截面主慣性矩存在較大差異，則在副臨界轉(zhuǎn)速時會出現(xiàn)一明顯的振動峰值，其頻率主要為 2X分量。所以可用長期監(jiān)控 2X振動分量變化的方法來監(jiān)控裂紋的出現(xiàn)與發(fā)展。 但在磨損的后期 階段，振動頻譜呈現(xiàn)為較大的 1X分量，并伴隨有一些 2X和 3X分量，有時還會出現(xiàn)少量更高的諧波分量。油膜渦動是油膜力激發(fā)的振動，正常運(yùn)行條件的改變（如傾角和偏心率）引起油楔 “ 推動 ” 轉(zhuǎn)軸在軸承中運(yùn)動，因而在旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生的不穩(wěn)定力使轉(zhuǎn)子發(fā)生渦動。 否則轉(zhuǎn)子將繼續(xù)渦動，出現(xiàn)較大的不穩(wěn)定振動。 根據(jù)振動頻譜很容易識別油膜渦動不穩(wěn)定，其出現(xiàn)時的振動頻率為同步振動頻率的 40％～ 48％，接近轉(zhuǎn)速頻率的一半，也常稱為油膜半速渦動。油膜振蕩只有在機(jī)器運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于二倍轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速情況下才可能發(fā)生。通常一旦發(fā)生油膜振蕩，無論轉(zhuǎn)速繼續(xù)升至多少，渦動頻率將總保持為轉(zhuǎn)子一階臨 界轉(zhuǎn)速頻率。 ⑵增加上瓦烏金寬度，同樣可提高軸瓦的穩(wěn)定性。 ⑶刮大軸瓦兩側(cè)間隙，可防止頂隙減小后軸瓦內(nèi)油流量受到影響使烏金溫度升高。 1高壓轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定振動 由于軸承在設(shè)計上存在不穩(wěn)定因素，或由于整個系統(tǒng)的阻尼不足以抑制蒸汽流經(jīng)汽封間隙所產(chǎn)生的擾動力，汽輪發(fā)電機(jī)組就有可能發(fā)生次同步共振。 在發(fā)生蒸汽振蕩時，有時改變軸承設(shè)計是沒有用的，只有改進(jìn)汽封通流部分的設(shè)計或調(diào)整安裝間隙才能解決問題。一是由于調(diào)節(jié)閥開啟順序的原因高壓蒸汽產(chǎn)生了一個向上抬起轉(zhuǎn)子的力 ,從而減少了軸承比壓 ,易使軸承失穩(wěn)。蒸汽激振一般發(fā)生在大功率汽輪機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子上 ,當(dāng)發(fā)生蒸汽振蕩時，振動的主要特點是振動敏感于負(fù)荷，且振動的頻率與轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速頻率相符合。 1拍振 拍振是振動頻率相近的兩種振動的疊加。 拍振發(fā)生后的最大振動出現(xiàn)在兩種頻率的振動波形同相時，而最小振動則出現(xiàn)在兩種頻率的振動波形反相時。 拍振一般發(fā)生在兩個或兩個以上的振動源振動頻率相互接近時，如安裝在同一個基礎(chǔ)上且運(yùn)行轉(zhuǎn)速幾乎相同的兩臺風(fēng)機(jī)（ 900RPM和 920RPM）可能發(fā)生 20RPM頻率的拍振。 例如，一臺運(yùn)行轉(zhuǎn)速為 2990RPM的兩極電動機(jī)可能產(chǎn)生 5980CPM的振動諧波分量，其與 6000CPM的電氣頻率源僅相差 20CPM。 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動的來源及主要原因 故障來源 主 要 原 因 設(shè)計 制造 設(shè)計不當(dāng)，動態(tài)性能不良，運(yùn)行時發(fā)生強(qiáng)迫振動或自激振動 結(jié)構(gòu)不合理，存在應(yīng)力集中 工作轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū) 運(yùn)行點接近或落入運(yùn)行非穩(wěn)定區(qū) 零部件加工制造精度不佳 零部件材質(zhì)不良，強(qiáng)度不足，存在制造缺陷 轉(zhuǎn)子動平衡不符合技術(shù)要求 故障來源 主 要 原 因 安裝 維修 設(shè)備安裝不當(dāng)，零部件安裝錯誤，預(yù)符合大 軸系對中不良（對軸系熱態(tài)對中考慮不足） 機(jī)械幾何參數(shù)（配合間隙、過盈量等）調(diào)整不當(dāng) 管道壓力傳遞至設(shè)備，改變了轉(zhuǎn)機(jī)動態(tài)特性和安裝精度 轉(zhuǎn)子長期放置不當(dāng)、造成彎曲，破壞了動平衡精度 安裝或搶修破壞了設(shè)備原有配合或精度 故障來源 主 要 原 因 運(yùn)行操作 設(shè)備在非設(shè)計狀態(tài)下運(yùn)行（如超速、符合不當(dāng)） 潤滑或冷卻不良 轉(zhuǎn)動部件損壞或結(jié)垢 工藝參數(shù)不當(dāng)（如介質(zhì)溫度、壓力、流量等），造成工況失穩(wěn) 啟?；蛏地?fù)荷過程操作不當(dāng)，暖機(jī)不足，熱膨脹不均勻或在臨界區(qū)停留時間過長 故障來源 主 要 原 因 工況劣化 長期運(yùn)行，轉(zhuǎn)子撓度增大 轉(zhuǎn)動部件損壞、松動、磨損 配合面受力劣化，產(chǎn)生過盈不足或松動，配合狀態(tài)改變 基礎(chǔ)沉降不均勻，機(jī)殼變形 四 、旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動故障的處理方法 旋轉(zhuǎn)機(jī)械，尤其是汽輪發(fā)電機(jī)組軸系的振動問題往往涉及許多復(fù)雜因素，它不僅與機(jī)械方面有關(guān)，而且和汽缸膨脹、蒸汽流動等熱方面以及發(fā)電機(jī)電氣參數(shù)等電方面諸多因素有關(guān)。盡管旋轉(zhuǎn)機(jī)械及其有關(guān)結(jié)構(gòu)的振動故障原因各異，但原則上可采用三種處理方法，即減小激振力、調(diào)頻和隔振以及增大阻尼。一般情況下該方法解決 振動問題十分有效，但有時它對某些振動問題無能為力。當(dāng)系統(tǒng)的剛度或質(zhì)量改變時，振動特性一般會發(fā)生變化，但應(yīng)注意有時可能達(dá)不到預(yù)期的效果。由于系統(tǒng)固有頻率與剛度和質(zhì)量都有關(guān)，故增大平板厚度可能對系統(tǒng)固有頻率沒有產(chǎn)生多大的影響。調(diào)頻后的隔振亦是通常采用的消振方法，實際上隔振是將振動能量重新安排而非消耗（增大阻尼）。 由于在共振頻率下阻尼對振動能量消耗的影響最大，因而在各種系統(tǒng)中廣泛采用阻尼來減小激振力產(chǎn)生的振動響應(yīng)。軸承種類對提供的阻尼大小有很大的影響，如可傾瓦軸承阻尼特性較佳，另外在一些高速轉(zhuǎn)子（如航空發(fā)動機(jī)）采用擠壓油膜阻尼器來增大系統(tǒng)阻尼。該機(jī)組軸系設(shè)有 7只徑向支撐軸瓦，軸系結(jié)構(gòu)布置如下圖所示。為此對機(jī)組振動進(jìn)行試驗： 1)密封油溫對振動影響 維持機(jī)組有功 200MW，調(diào)整密封油溫空 /氫側(cè)油溫分別為 50、 5 5 4 4 46186。 試驗結(jié)果： a) 7瓦振動隨密封油溫的升高而下降，油溫越高，振動越??； b)當(dāng)油溫超過 50186。C降至 43186。 結(jié)論：密封瓦存在一定的摩擦。C、穩(wěn)定有功 200MW及其它參數(shù)，取無功 80MVar、 153MVar,試驗穩(wěn)定 2小時以上，觀察振動變化趨勢。無功越大、振動越大； b)振動變化滯后于無功變化； c)振動以基頻為主； 結(jié)論：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在一定的熱彎曲。有些是檢修時原始晃度就偏大，但許多情況是在機(jī)組運(yùn)行中，發(fā) 勵聯(lián)軸器連接狀態(tài)發(fā)生變化，使得 7瓦振動出現(xiàn)爬升現(xiàn)象。這往往是發(fā) 勵連接螺栓緊力不足引起 3 處理措施 a)適當(dāng)提高密封油溫度運(yùn)行，維持密封油溫在 45—48186。 b)調(diào)整勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子晃度。 處理后機(jī)組振動如下（ μm ）： 工況 1 2 3 4