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涵盖了旋转机械（齿轮箱、汽轮机、压缩机、电机以及泵等）转子不平衡振动、不对中振动、油膜涡动与油膜振荡振动、共振振动、松动振动、摩擦振动、电磁振动、流体动力激振、扭转振动、自激振动、转子偏心振动、转子弯曲振动以及拍振的特点、原因分析及处理措施： 一、不平衡振动 1.特点及表现形式： 频率特征：振动频率与转子旋转频率一致，为1倍频振动，转速与频率存在对应关系（如转速为1500转/分钟时，频率是25Hz，即1500÷60=25）。 幅值特性：径向方向较为显著，稳定转速下幅值相对固定，转速变化时按转速平方成正比变化（刚性转子适用），波形接近正弦波。 方向表现：主要体现在径向，轴向也可能有一定分量但相对较小。 （1）力偶不平衡 力偶不平衡症状特征：①同一轴上相位差180°；②存在1X转速频率而且占优势；③振动幅值随提高的转速的平方变化；④可能引起很大的轴向及径向振动幅值；⑤动平衡需要在两个修正面内修正。 （2）悬臂转子不平衡 悬臂转子不平衡症状特征：①径向和轴向方向存在1X转速频率；②轴向方向读数同相位，但是径向方向读数可能不稳定；③悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者，所以都需要修正。  2.原因分析： 制造因素：转子部件制造中材料密度不均、加工精度不足，致使各部分质量偏差，重心偏离旋转中心。 装配问题：安装时零部件未精准到位，存在偏心，或与相连部件配合不佳。 部件损坏：运行中叶片、叶轮等出现磨损、腐蚀、断裂，改变质量分布。 异物影响：杂质、灰尘附着转子表面，增加局部质量。 3.处理措施： 动平衡校正：小型转子可静平衡校正，大型转子用动平衡机做动平衡，添加或去除配重块调整质量分布。 修复或更换部件：对损坏部件修复或更换，恢复原有平衡。 清洁工作：清理转子表面异物，确保干净整洁。 二、不对中振动 1.特点及表现形式： 频率成分：包含旋转频率（1倍频）及2倍频，2倍频幅值常较突出，频谱图上可分辨两频率峰值。 方向特点：轴向和径向同时有振动，轴向振动更明显，且幅值随设备负荷变化，负荷增大时振动加剧。 伴随现象：伴有异常噪声，严重时能听到撞击或摩擦声。 （1）角向不对中 角向不对中症状特征：①特征是轴向振动大；②联轴器两侧振动相位差180°；③典型地为1X和2X转速大的轴向振动；④通常不是1X，2X或3X转速频率占优势；⑤症状可指示联轴器故障。 （2）平行不对中 平行不对中症状特征：①大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时，产生高次谐波频率；②2X转速幅值往往大于1X转速幅值，类似于角向不对中的症状；③联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值。 （3）装斜的轴承 装斜的轴承症状特征：①振动症状类似于角向不对中；②试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题；③产生相位偏移约180°的侧面；④对侧面或顶部对底部的扭动运动。  2.原因分析： 安装误差：安装联轴器连接的转子系统时，存在轴向、径向或角度偏差，使转子受力不均。 基础问题：设备基础受设备重量、地基沉降、温度变化等影响，致转子相对位置改变，出现不对中。 联轴器故障：联轴器磨损、弹性元件失效、连接螺栓松动，影响扭矩传递及对中精度。 管道应力：相连进出口管道安装不合理，应力作用于转子使其位移，造成不对中。 3.处理措施： 重新对中：用激光对中仪等工具精确调整转子间轴向、径向和角度位置，控制误差。 联轴器维护：修复或更换磨损、损坏的联轴器，正确安装并紧固连接螺栓。 管道处理：合理布置安装管道，增加柔性连接或补偿装置，调整支吊架消除应力。 基础修复：对基础沉降或变形采取加固、修复或找平措施。 三、油膜涡动与油膜振荡振动（滑动轴承） 1.特点及表现形式： （1）油膜涡动 频率情况：振动频率约为转子旋转频率的0.4~0.5倍（半速涡动），特定工况下频率稳定。 幅值变化：开始幅值小，随工况（如转速、负荷变化）可能逐渐增大，主要在径向方向，使转子在轴承内做涡动运动。 （2）油膜振荡 频率特性：振动频率等于转子一阶临界转速对应的频率，发生时幅值急剧增大，比油膜涡动幅值大很多，在较宽转速范围持续存在，对转子系统冲击严重，主要在径向方向，常由油膜涡动发展而来。如果转子在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡；当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴；油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。转速升高，油膜涡动频率也不升高。 （3）滑动轴承磨损/间隙故障 滑动轴承磨损/间隙故障症状特征：①滑动轴承磨损故障后阶段将产生幅值很大的旋转转速频率的谐波频率振动；②当存在过大的滑动轴承间隙时，很小的不平衡或不对中将导致很大幅值的振动。  2.原因分析（共同原因）： 轴承参数：轴承间隙、长径比、润滑油黏度等设计参数不合理，导致油膜稳定性差。 润滑油因素：润滑油品质不佳、含杂质多、油温不合适影响油膜正常形成和稳定性。 其他激励：转子本身存在不平衡等振动激励因素，与油膜不稳定相互作用。 3.处理措施： 参数优化：依实际工况调整轴承间隙、长径比等参数，增强油膜稳定性，如适当减小轴承间隙。 油质油温控制：选用优质润滑油，定期过滤、更换，安装油温调节装置，维持油温合适范围。 消除激励源：对转子进行动平衡等处理，减少初始振动因素。 增加阻尼：采用阻尼轴承或增加阻尼装置抑制振动幅值。 四、共振振动 1.特点及表现形式： 频率匹配：振动频率等于转子系统某一阶固有频率，外界激励频率接近或等于时触发共振。 幅值特征：轴通过共振时，相位改变180°，系统处于共振状态时，将产生大幅值的振动。共振时幅值迅速增大，比正常运行时大很多倍，轴向、径向方向都可能强烈，呈急剧增大后快速下降趋势，越过共振区幅值下降，波形因激发多种模态振动较复杂，含多频率成分叠加。  2.原因分析： 设计缺陷：设计时未准确计算并避开固有频率与正常工作频率范围，导致运行转速区间易共振，如固有频率落在常用转速区间内。 运行影响：设备启动、停车经过临界转速区（共振区）未采取有效措施快速通过或抑制振动，或受外界周期性干扰力（如附近设备振动、气流脉动）影响，其频率与固有频率接近时诱发共振。 3.处理措施： 频率调整：改变转子结构，如增减质量、改变刚度分布，使固有频率避开正常工作转速范围，如增加质量块调整刚度和质量比。 运行优化：制定合理操作规程，启动和停车让转子快速平稳通过临界转速区，设置升速、降速曲线避免停留。 干扰隔离：采取隔振、减振措施，如安装隔振垫、减振器，减少外界干扰力影响。 五、松动振动 1.特点及表现形式： 频率特征：频谱复杂，除含转子旋转频率及其倍频外，还有低频成分（几赫兹到几十赫兹），低频幅值不稳定，忽大忽小，整体幅值不规则变化，在径向和轴向都有体现，启停或负荷变动时更明显。 伴随现象：伴有异常撞击声或“咯噔咯噔”类似声响，因松动部位间歇性碰撞产生。 （1）机械松动(A) 机械松动(A)症状特征：①机器底脚结构松动引起的；②基础变形将产生“软底脚”问题；③相位分析将揭示机器的底板部件之间垂直方向相位差约180°。 （2）机械松动(B) 机械松动(B)症状特征：①由地脚螺栓松动引起的；②可能产生0.5X、1X、2X和3X转速频率振动时，由裂纹的结构或轴承座引起的。 （3）机械松动(C) 机械松动(C)症状特征：①相位经常是不稳定的；②将产生许多谐波频率。  2.原因分析： 连接部件松动：转子上叶轮、轴套、联轴器等连接部件螺栓或键与键槽配合松动，运转时产生相对位移和撞击。 轴承座松动：轴承座地脚螺栓或与基础连接松动，使其不能稳固固定，引发转子异常振动。 部件配合间隙变化：如轴颈与轴承配合间隙因长期磨损增大，产生松动。 3.处理措施： 紧固连接：全面检查并拧紧各连接部件螺栓，修复或更换磨损的键等部件，保证配合紧密。 检查轴承座：重新紧固地脚螺栓，查看与基础连接情况，修复间隙等问题，确保稳固。 调整配合间隙：针对轴颈与轴承等配合间隙问题，修复或更换部件，调整至合理范围。 六、摩擦振动 1.特点及表现形式： 频率特性：振动频谱类似于机械松动，振动频率成分复杂，含转子旋转频率及其倍频，还有与摩擦相关的高频成分，频率范围较宽。 幅值特性：刚开始摩擦时幅值有突变，后随摩擦程度波动，摩擦越严重幅值越大，径向和轴向都可能有较大振动，摩擦部位对应方向更明显。 其他表现：有异常摩擦声、刮擦声，运行时温度升高，严重时有焦糊味，因摩擦生热致部件局部温度过高。  2.原因分析： 装配不当：转子安装时与周围静止部件间隙预留不合理或存在干涉，运转中产生摩擦。 部件变形或位移：设备长期运行产生热、机械应力等使转子或静止部件变形，导致间隙消失产生摩擦，如高温下转子膨胀挤压其他部件。 润滑不良：润滑油不足、油路堵塞或润滑油脂失效等，使部件间直接摩擦加剧。 3.处理措施： 重新调整间隙：停机后检查并依要求调整转子与周围部件间隙，用添加垫片、调整位置等方法避免干涉。 修复变形部件：对变形部件采用机械加工矫正、热处理等方法修复，无法修复则及时更换。 改善润滑状况：清理油路，补充润滑油或更换润滑油脂，保障润滑系统正常工作。 七、电磁振动（针对电机转子等含电磁作用情况） 1.特点及表现形式： 频率构成：与电机电源频率及转子旋转频率相关，常见有电源频率、2倍电源频率、旋转频率及它们组合产生的频率成分，频谱图有多个离散峰值。 幅值变化：受电机负载、电源质量（电压波动、三相不平衡等）及自身电磁特性（气隙不均匀等）影响，电源波动或负载变化时幅值改变，主要在径向方向，轴向也可能受影响，且有与电源频率同步的周期性变化特点。  2.原因分析： 电磁力不平衡：电机定子和转子间气隙不均匀，磁场作用下电磁力圆周方向不平衡，使转子受不均衡径向拉力产生振动，如安装时同轴度不好致气隙不均。 电源问题：电源电压波动、三相不平衡、频率不稳定等改变电磁转矩和磁场分布，引发振动。 转子绕组故障：转子绕组短路、断路或匝间短路等影响电磁性能，破坏电磁平衡，导致振动。 3.处理措施： 调整气隙均匀度：测量并调整定子和转子间气隙，使其在圆周上均匀，保证电磁力平衡。 改善电源质量：安装稳压、三相平衡调节设备，稳定电源，减少对电机影响。 检修转子绕组：用电气检测仪器检测转子绕组，对故障绕组修复或更换，恢复正常电磁特性。 八、流体动力激振 1.特点及表现形式： （1）喘振振动 频率特性：振动频率通常较低且不稳定，往往会在一个较宽的低频范围内波动，可能从零点几赫兹到几十赫兹不等，其频率会随设备运行工况（比如流量、压力等参数变化）而改变。 幅值变化：幅值呈现出周期性的大幅波动，时而振动强烈，时而相对缓和，并且在轴向和径向方向都可能出现明显的振动情况，一般来说，喘振越严重，幅值波动范围越大。 伴随现象：会伴有强烈的气流轰鸣声，类似喘气的声音，这也是喘振名称的由来，同时设备的进出口压力、流量等参数也会出现大幅度且周期性的波动，整体运行状态极不稳定。 （2）叶片通过频率 流体动力激振症状特征：①如果叶片与壳体之间的间隙不均匀，叶片通过频率(BPF)振动的幅值可能很高；②如果摩擦环卡在轴上，可能产生高幅值的叶片通过频率(BPF)振动；③偏心的转子可能产生幅值过大的叶片通过频率(BPF)振动。 （3）流体紊流 流体紊流症状特征：①由于流道内气流的压力变化或速度变化，往往会出现气流紊流流动；将产生随机的，可能在0到30赫兹频率范围的低频振动。 （4）气穴 气穴症状特征：①气穴将产生随机的，叠加在叶片通过频率(BPF)上的高频宽带能量振动；②通常说明进口压力不当；③如果任凭气穴现象存在，将可能导致叶轮的叶片腐蚀和泵壳体腐蚀；④声音听起来像砂石经过泵的声音。  2.原因分析： 系统特性方面：在压缩机、风机等流体机械中，当运行工况偏离设计工况较远，比如流量减小到一定程度，使得设备内部的气流出现周期性的分离和再附现象，导致气流力不稳定，进而引发转子的喘振振动。 管网特性影响：与设备相连的进出口管网的阻力特性如果和设备本身不匹配，例如管网阻力过大，限制了流体的正常输送，也容易促使喘振现象发生，使得转子受到不稳定的作用力而振动。 操作不当因素：操作人员对设备的启动、停机以及负荷调节等操作不符合规范要求，例如过快地调节流量阀门，使设备瞬间进入不稳定工作区，从而诱发喘振振动。 3.处理措施： 优化运行工况：根据设备的性能曲线，合理调整流量、压力等运行参数，尽量让设备工作在稳定的工况区域内，避免进入喘振区，必要时可以通过安装流量调节装置进行精准控制。 管网匹配调整：对进出口管网进行合理的设计和改造，优化其阻力特性，使其与设备更好地匹配，比如适当增大管径、减少不必要的弯头和阀门等，降低管网对流体流动的阻碍。 完善操作规程：制定详细且科学的设备操作手册，加强对操作人员的培训，要求其严格按照规定的步骤进行启动、停机以及负荷调节操作，防止因人为操作失误引发喘振。 九、扭转振动 1.特点及表现形式： 频率特征：振动频率与转子系统的扭转固有频率相关，其振动频率可能是转子旋转频率的整数倍，也可能是其他特定的与扭转模态对应的频率，频谱图上会呈现出对应这些频率的离散峰值。 幅值表现：幅值大小取决于扭转振动的激励源强度以及系统的阻尼特性等因素，扭转振动主要反映在转子绕其自身轴线的扭转方向上，表现为转子在转动过程中存在周期性的角位移变化，严重时可通过联轴器等连接部件传递到其他相连设备上，造成部件的损坏。 其他现象：可能会导致连接螺栓松动、联轴器磨损加剧等情况，而且由于扭转振动会使转子内部产生交变的扭转应力，长期作用下可能引发转子轴的疲劳裂纹甚至断裂，在设备运行过程中还可能听到异常的咔咔声等，这是由于扭转振动引起的部件间微小撞击或摩擦产生的。  2.原因分析： 负载突变影响：当设备的负载出现突然大幅度的变化，例如电动机驱动的设备突然加载或卸载较大的扭矩，会打破转子系统原有的扭矩平衡状态，产生扭转振动激励，使转子发生扭转振动。 传动系统问题：在多级传动的转子系统中，各传动部件（如齿轮、带轮等）之间的传动比不准确、安装不同轴或者存在间隙等问题，会造成扭矩传递不均匀，进而引发扭转振动，另外，联轴器的弹性特性不佳、扭转刚度不合适等也会对扭转振动产生影响。 共振因素：如果外界的激励频率（比如周期性的负载变化频率、电气系统的电磁脉动频率等）与转子系统的扭转固有频率接近或相等时，就会引发共振，导致扭转振动的幅值急剧增大，对转子系统造成严重危害。 3.处理措施： 控制负载变化：在设备运行过程中，尽量采用平缓的方式加载或卸载负载，例如通过优化控制系统，使电动机的启动、停止以及负载调节过程更加平稳，减少因负载突变产生的扭转振动激励。 传动系统优化：精确安装传动部件，保证各部件之间的同轴度，合理选择和调整传动比，对于存在间隙等问题的部件及时修复或更换；同时，根据实际需求选择合适扭转刚度和弹性特性的联轴器，确保扭矩传递的均匀性。 避免共振发生：通过精确的理论计算和实际测试，掌握转子系统的扭转固有频率，在设计和运行过程中，尽量使外界可能的激励频率避开这些固有频率，如调整设备的运行转速范围、优化电气系统的频率控制等，防止共振引发扭转振动。 十、自激振动 1.特点及表现形式： 频率特性：振动频率一般与转子系统自身的某些特性相关，不像强迫振动那样依赖于外部周期性的激励频率，它具有相对固定的自振频率，不过这个频率可能会随转子的转速、负载以及系统的结构参数等因素有一定变化，其频谱表现为在特定频率处有较突出的峰值。 幅值变化：幅值的增长具有自激性，一旦满足自激振动的产生条件，幅值会从较小值开始逐渐增大，在没有外界干预的情况下，可能会持续增大直至系统达到某种极限状态（如部件损坏等），而且自激振动在径向方向通常表现得较为明显，会使转子出现不稳定的振动轨迹。 伴随现象：往往没有明显的外部周期性干扰源可直接对应，它是由系统内部的能量转换和反馈机制引发的，可能会伴随有一些轻微的嗡嗡声，并且随着振动幅值的增大，设备的发热情况可能会有所加剧，这是因为振动过程中存在能量耗散和摩擦等因素。  2.原因分析： 系统负阻尼特性：转子系统中如果存在负阻尼环节，例如在某些特殊的轴承结构、润滑方式或者弹性支撑结构下，当转子发生微小振动时，系统不但不能消耗振动能量，反而会向振动提供能量，促使振动不断增强，从而引发自激振动。 内部反馈机制：系统内部各部件之间存在着相互作用的反馈回路，比如机械结构中的弹性变形与力的相互反馈、流体作用力与转子运动的反馈等，当这些反馈机制达到一定条件，使得系统能够不断从自身的运动中获取能量来维持和增强振动时，就会产生自激振动。 参数匹配不当：转子系统的一些关键参数（如质量、刚度、阻尼等）之间的匹配不合理，或者与外部工作环境（如流体速度、温度等）不协调，也容易导致自激振动的产生，例如在高速旋转的流体机械中，若转子的刚度与流体作用力不匹配，就可能引发自激振动。 3.处理措施： 改善阻尼特性：对系统中的阻尼环节进行优化，例如更换为具有合适正阻尼特性的轴承，或者在系统中增加额外的阻尼装置（如阻尼器等），通过消耗振动能量来抑制自激振动的产生和发展。 打破反馈回路：通过对系统结构进行分析和调整，设法破坏内部的反馈机制，比如改变部件的连接方式、调整弹性元件的布置等，使系统无法持续从自身运动中获取能量来维持振动，从而避免自激振动。 优化系统参数：重新审视和调整转子系统的关键参数，使其相互之间以及与外部环境之间达到合理的匹配，例如根据实际工况合理设计转子的刚度，控制流体速度等，从根本上消除自激振动产生的条件。 十一、转子偏心振动 1.特点及表现形式 频率特征：振动频率为转子旋转频率（1倍频），较稳定，频谱上对应旋转频率的峰值突出，若有其他问题可能叠加其他频率成分，相对相位差为0°或180°。 幅值特性：径向方向振动幅值最明显，随偏心程度、转速增加而增大，转速越高，因离心力关系，幅值增长越显著。 方向表现：主要在径向方向有周期性往复运动，轴向也可能有牵连振动，但幅值小很多。 2.原因分析： 制造误差方面：制造时加工工艺不佳、原材料质量不均，或加工环节机床精度、刀具、装夹有问题，导致转子几何与旋转中心有偏差。 装配不当因素：安装没按工艺要求操作，部件安装位置不准、拧螺栓用力不均，或联轴器对中偏差，使转子出现偏心。 部件磨损及变形：长时间运行，部件磨损（如轴颈与轴承摩擦）、受应力作用变形（如热膨胀不均），造成偏心。 3.处理措施： 制造环节把控：监控制造质量，选好材料，校准加工设备，换磨损刀具，优化装夹，保加工精度。 装配过程优化：遵循装配工艺，用专业工具精确调整安装位置，均匀拧螺栓，用先进对中技术确保整体安装良好。 运行维护及修复：定期巡检，对磨损部位修复（如镀铬、磨削等），变形部件按程度矫正或更换。 十二、转子弯曲振动 1.特点及表现形式 频率特征：振动频率含旋转频率（1倍频）及倍频成分（如2倍频、3倍频等），频谱有多个离散峰值，各频率幅值随轴弯曲程度、转速等变化；弯曲的轴产生大的轴向振动；如果弯曲接近轴的跨度中心，则1X转速频率占优势；如果弯曲接近轴的跨度两端，则2X转速频率占优势；轴向方向的相位差趋向180°。 幅值特性：径向方向幅值突出，轴会摆动，幅值与弯曲程度、转速有关，弯曲越严重、转速越高，幅值越大，且幅值不稳定，会随轴受力等情况波动。 方向表现：主要在径向方向有明显振动，轴向也可能因轴弯曲有一定振动，但幅值较小。 2.原因分析： 制造与加工问题：原材料有缺陷、加工工艺不合理（切削参数、刀具等问题）、热处理不当，导致轴强度、刚性受影响，易弯曲。 装配与安装因素：装配时轴与轴承配合不当、安装有误差，或联轴器不同轴，使轴受力异常而弯曲。 运行与维护相关原因：长期过载、润滑不良、有异物进入、遭受撞击等情况，促使轴弯曲进而引发振动。 3.处理措施： 制造加工环节改进：选优质材料，优化加工工艺，规范热处理，提高轴质量与抗弯曲能力。 装配安装过程规范：控制配合精度，校准安装位置，用精确对中方法装联轴器，保证轴受力均匀、同轴度良好。 运行维护及修复处理：控制负载，定期维护（检查润滑、清理异物等），轴弯曲小可校直修复，严重则更换。 十三、拍振 1.特点及表现形式： 频率特征：由两个相近频率振动叠加而成，振动频率是二者差值，处于几赫兹到几十赫兹，呈低频周期性变化。频谱图除原有两频率峰值外，在差值频率处有拍频峰值，幅值按拍频周期强弱交替。 幅值特性：幅值周期性起伏，强弱变化，取决于参与叠加振动的幅值与频率差等，径向、轴向都可能出现，视具体情况而定。 伴随现象：伴有节奏性声响，响度随幅值周期性变化，有规律的“嗡嗡”或“扑扑”声，易被察觉。 2.原因分析： 设备自身特性方面：多旋转部件设备中，不同部件旋转频率相近时振动叠加易产生拍振，或转子系统不同固有频率模态被激发且频率相近时也会出现。 运行工况及外部干扰方面：运行中负载波动使转速变化、外部干扰源振动频率与设备内振动频率相近叠加后，都可能引发拍振。 3.处理措施： 优化设备设计及布局方面：设计时拉开各部件振动频率差距，合理规划设备布局，减少相互影响，降低拍振产生概率。 运行控制及监测方面：优化运行控制系统，平稳负载变化，稳定振动频率；加强振动监测，发现拍振及时处理，防止损害。 这些是转子在实际运行中可能出现的振动情况，全面了解它们有助于更准确地分析和解决转子振动相关的各类复杂问题，保障设备的高效稳定运行。 |
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