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机械设备故障诊断技术 旋转机械故障诊断 旋转机械故障诊断技术  旋转机械振动及故障概述  旋转机械典型故障分析  小结 旋转机械振动及故障概述  何谓旋转机械  主要运动由旋转运动来完成的机械 • 汽轮机、离心式压缩机、水泵、风机、电动机  核心：转轴组件 • 转子、轴、齿轮传动件、叶轮、联轴器 • 滑动轴承、滚动轴承 • 支座、定子、机座 • 密封、密封装置 旋转机械振动及故障概述  振动的分类  横向振动 ：振动发生在包括转轴的横向xoy平面内， 大多数故障所激发的振动为此类振动  轴向振动 ：振动发生在转轴轴线z方向上，某些故障 如不对中将会激发轴向振动  扭转振动 ：沿转轴轴线发生的扭振，多盘转子的柔性 轴将会产生扭振 • 产生扭转振动的根本原因是旋转机械的主动力矩与负荷反 力矩之间失去平衡 ，致使合成扭矩方向来回变化。 x 0 z y 最简单的转子系统 旋转机械振动及故障概述  旋转机械故障原因分类  设计原因 • 设计不当，动态特性不良，运行时发生强迫振动/ 自激振动 • 结构不合理，应力集中 • 设计工作转速接近或落入临界转速区 • 热膨胀量计算不准，导致热态不对中  制造原因 • 零部件加工制造不良，精度不够 • 零件材质不良，强度不够，制造缺陷 • 转子动平衡不符合技术要求 旋转机械振动及故障概述  旋转机械故障原因分类  安装/维修的原因 • 机械安装不当，零部件错位，预负荷大 • 轴系对中不良 • 机器几何参数(如配合间隙、过盈量及相对位置)调整不当 • 转子长期放置不当，改变了动平衡精度  操作运行的原因 • 工艺参数(如介质的温度、压力、流量、负荷)偏离设计值 • 转速接近或落入临界转速区 • 润滑或冷却不良 • 启停机或升降速过程操作不当，暖机不够，热膨胀不均匀 或在临界区停留时间过长 旋转机械振动及故障概述  旋转机械故障原因分类  机器劣化的原因 • 长期运行，转子的挠度增大或动平衡劣化 • 转子局部损坏、脱落或产生裂纹 • 零部件磨损、点蚀或腐蚀 • 配合面受力劣化、产生过盈不足或松动等，破坏了配合的 性质和精度 • 机器基础沉降不均匀，机器壳体变形 转子的临界转速  临界转速  What ？当转子转速达到某一数值后，振动就大得使 机组无法继续工作，即所谓临界转速  现象？转子在临界转速下会发生剧烈振动  大小？临界转速数值上一般等于转子横向振动的固有 频率。大小决定于转子的结构（质量和刚度的分布） 和轴承的结构(边界条件)  形式？一个实际的转子往往有多阶临界转速，从低到 高依次称为第一阶、第二阶、第三阶等  特点？每一阶临界转速下，转子有一个对应的振型 单圆盘转子的临界转速 r/e O’ m 1 A 0   c k