第六章旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷(第一講)1

1、第六章第六章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷故障診斷 本章內(nèi)容本章內(nèi)容l 轉(zhuǎn)子不平衡故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障診斷l(xiāng) 轉(zhuǎn)子不對中故障診斷轉(zhuǎn)子不對中故障診斷l(xiāng) 滑動(dòng)軸承故障診斷滑動(dòng)軸承故障診斷l(xiāng) 轉(zhuǎn)子摩擦故障診斷轉(zhuǎn)子摩擦故障診斷l(xiāng) 浮動(dòng)環(huán)密封故障診斷浮動(dòng)環(huán)密封故障診斷1. 轉(zhuǎn)子不平衡故障診斷轉(zhuǎn)子不平衡故障診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械：旋轉(zhuǎn)機(jī)械：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工作機(jī)器，包括轉(zhuǎn)子、軸承等的工作機(jī)器，包括轉(zhuǎn)子、軸承等部件。部件。典型旋轉(zhuǎn)機(jī)械有典型旋轉(zhuǎn)機(jī)械有離心泵離心泵、軸流泵軸流泵、離心式和軸流式、離心式和軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)壓縮機(jī)、汽輪機(jī)汽輪機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)以及以及離心機(jī)離心機(jī)等。等。

2、1.1 轉(zhuǎn)子不平衡概念轉(zhuǎn)子不平衡概念轉(zhuǎn)子不平衡：轉(zhuǎn)子不平衡：設(shè)計(jì)錯(cuò)誤設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、材料材料質(zhì)量、質(zhì)量、加工加工、裝配裝配以及以及運(yùn)行運(yùn)行多多因素影響，轉(zhuǎn)子因素影響，轉(zhuǎn)子質(zhì)心質(zhì)心與與旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)中心之間存在一定的之間存在一定的偏心距偏心距， 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子工作時(shí)子工作時(shí)周期性周期性受離心力干擾，軸承產(chǎn)生受離心力干擾，軸承產(chǎn)生動(dòng)載荷動(dòng)載荷引起機(jī)器振引起機(jī)器振動(dòng)。動(dòng)。不平衡原因：不平衡原因：旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)體體質(zhì)量沿旋轉(zhuǎn)中心線分布不均勻質(zhì)量沿旋轉(zhuǎn)中心線分布不均勻。轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的離心力轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的離心力以帶薄圓盤的剛性轉(zhuǎn)子為例，以帶薄圓盤的剛性轉(zhuǎn)子為例， 兩軸承支承跨度為兩軸承支承跨度為l， 轉(zhuǎn)子質(zhì)量轉(zhuǎn)子質(zhì)量為為m

3、，質(zhì)心，質(zhì)心M距旋轉(zhuǎn)中心距旋轉(zhuǎn)中心O偏心距為偏心距為e，旋轉(zhuǎn)角速度為，旋轉(zhuǎn)角速度為 。 假定假定轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)無阻尼無阻尼，則，則轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力為：為：轉(zhuǎn)子幾種不平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)子幾種不平衡狀態(tài)質(zhì)心質(zhì)心旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)軸線軸承中心軸承中心線線1.2 臨界轉(zhuǎn)速對不平衡振動(dòng)的影響臨界轉(zhuǎn)速對不平衡振動(dòng)的影響（1）臨界轉(zhuǎn)速的動(dòng)力特性）臨界轉(zhuǎn)速的動(dòng)力特性臨界轉(zhuǎn)速現(xiàn)象：臨界轉(zhuǎn)速現(xiàn)象：不平衡離心力引起共振現(xiàn)象不平衡離心力引起共振現(xiàn)象。臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，。臨界轉(zhuǎn)速時(shí)， 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生子產(chǎn)生較大的彎曲變形較大的彎曲變形，做，做弓狀回旋運(yùn)動(dòng)弓狀回旋運(yùn)動(dòng)（“渦動(dòng)渦動(dòng)”或或“進(jìn)動(dòng)進(jìn)動(dòng)”），），轉(zhuǎn)子質(zhì)心轉(zhuǎn)子質(zhì)心遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離

4、軸承中心線軸承中心線，離心力劇增離心力劇增，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生更大，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生更大變形，離心力進(jìn)一步放大，機(jī)器劇烈振動(dòng)。變形，離心力進(jìn)一步放大，機(jī)器劇烈振動(dòng)。臨界轉(zhuǎn)速：臨界轉(zhuǎn)速：一階臨界轉(zhuǎn)速一階臨界轉(zhuǎn)速ncr1，多階臨界轉(zhuǎn)速多階臨界轉(zhuǎn)速ncri （階數(shù)階數(shù)i）設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：工作轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速n避開避開臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速ncr。一般規(guī)定：一般規(guī)定：工作轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速n一階臨界轉(zhuǎn)速一階臨界轉(zhuǎn)速ncr1，1.4ncrin 1，高速輕載轉(zhuǎn)子高速輕載轉(zhuǎn)子S0 1。3.2 滑動(dòng)軸承常見故障的原因和防治措施滑動(dòng)軸承常見故障的原因和防治措施（八大原因）（八大原因）（1）巴氏合金松脫）巴氏合金松脫材料鍍錫澆注材料鍍錫澆注溫

5、度不夠溫度不夠，重新澆注巴氏合金，重新澆注巴氏合金（2）軸承異常磨損、刮傷、拉毛）軸承異常磨損、刮傷、拉毛軸承裝配缺陷：軸承裝配缺陷：軸承間隙軸承間隙，軸瓦錯(cuò)位軸瓦錯(cuò)位，軸瓦接觸軸瓦接觸，軸頸油膜軸頸油膜，引，引起起轉(zhuǎn)子振動(dòng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)和和軸瓦磨損軸瓦磨損。更換軸承或修刮重新裝配。更換軸承或修刮重新裝配。軸承加工誤差：軸承加工誤差：軸承軸承圓度圓度，油楔軸承，油楔軸承油楔大小和形狀油楔大小和形狀，軸承，軸承間隙間隙，止推軸承端面，止推軸承端面偏擺量偏擺量，瓦塊，瓦塊厚薄厚薄，表面巴氏合金，表面巴氏合金磨損磨損，工藝檢，工藝檢查，修理軸瓦形狀。查，修理軸瓦形狀。轉(zhuǎn)子發(fā)生大振動(dòng)：轉(zhuǎn)子發(fā)生大振動(dòng)：軸瓦軸

6、瓦振動(dòng)摩擦振動(dòng)摩擦、燒損燒損、刮傷刮傷、拉毛拉毛，消除振動(dòng)，消除振動(dòng)因素，更換磨損軸承。因素，更換磨損軸承。止推軸承設(shè)計(jì)：止推軸承設(shè)計(jì)：承載面積承載面積、壓縮機(jī)超壓壓縮機(jī)超壓、密封損壞密封損壞，軸向力軸向力大大，瓦塊磨燒瓦塊磨燒。供油系統(tǒng)：供油系統(tǒng)：潤滑油量潤滑油量、供油清潔供油清潔、油溫度油溫度、油黏度油黏度、供油壓供油壓力力、濾清濾網(wǎng)濾清濾網(wǎng)、油孔堵塞油孔堵塞、軸承磨損軸承磨損，油冷效果油冷效果、潤滑油水潤滑油水分分， 更換過濾器，更換潤滑。更換過濾器，更換潤滑。原因：原因： 軸承過載：軸承過載：油膜破裂，應(yīng)力集中，局部裂紋，裂紋擴(kuò)展油膜破裂，應(yīng)力集中，局部裂紋，裂紋擴(kuò)展 軸瓦松動(dòng)：軸瓦松

7、動(dòng)：軸承間隙，機(jī)器振動(dòng)，軸承交變載荷，裂紋軸承間隙，機(jī)器振動(dòng)，軸承交變載荷，裂紋擴(kuò)展，瓦塊表面開裂與松脫。擴(kuò)展，瓦塊表面開裂與松脫。 軸承摩擦和咬粘：軸承摩擦和咬粘：表面高溫，材料熱應(yīng)力和熱裂紋表面高溫，材料熱應(yīng)力和熱裂紋 巴氏合金過厚：巴氏合金過厚：疲勞敏感，疲勞破壞疲勞敏感，疲勞破壞 巴氏合金強(qiáng)度：巴氏合金強(qiáng)度：溫度升高下降，高溫疲勞裂紋擴(kuò)展溫度升高下降，高溫疲勞裂紋擴(kuò)展措施措施: 軸承比壓合適范圍軸承比壓合適范圍 軸承間隙應(yīng)設(shè)計(jì)范圍軸承間隙應(yīng)設(shè)計(jì)范圍 較薄巴氏合金（厚度較薄巴氏合金（厚度1-1.5 mm）和抗疲勞性能瓦塊）和抗疲勞性能瓦塊 控制軸瓦溫度控制軸瓦溫度（3）軸承疲勞）軸承疲勞

8、（4）軸承腐蝕）軸承腐蝕潤滑劑化學(xué)作用潤滑劑化學(xué)作用。選用潤滑劑，潤滑劑。選用潤滑劑，潤滑劑“老化老化”喪失潤滑性能。喪失潤滑性能。（5）軸承氣蝕）軸承氣蝕軸承內(nèi)軸承內(nèi)油液壓力低區(qū)域油液壓力低區(qū)域（低于油液飽和蒸汽壓）生成微小氣泡，（低于油液飽和蒸汽壓）生成微小氣泡，氣泡氣泡高壓擠破高壓擠破，瞬間壓力波沖擊軸承表面，表面金屬疲勞裂紋或，瞬間壓力波沖擊軸承表面，表面金屬疲勞裂紋或金屬層剝落。金屬層剝落。（6）軸承殼體配合松動(dòng)）軸承殼體配合松動(dòng)軸承蓋與軸承座之間壓緊間隙，軸瓦松動(dòng)影響軸承油膜穩(wěn)定性。軸承蓋與軸承座之間壓緊間隙，軸瓦松動(dòng)影響軸承油膜穩(wěn)定性。非線性振動(dòng)非線性振動(dòng)，振動(dòng)工頻、轉(zhuǎn)速頻率、次

9、諧波成分，振動(dòng)工頻、轉(zhuǎn)速頻率、次諧波成分，1/i倍轉(zhuǎn)速頻率倍轉(zhuǎn)速頻率，超諧波成分（正整數(shù)超諧波成分（正整數(shù)i）。（7）軸承間隙不適當(dāng)）軸承間隙不適當(dāng)軸承間隙軸承間隙太小發(fā)熱太小發(fā)熱，間隙，間隙太大明顯振動(dòng)太大明顯振動(dòng)。（8）軸承溫度過高）軸承溫度過高軸承間隙小；軸承載荷高；油冷卻器故障；軸承形狀或裝配。軸承間隙小；軸承載荷高；油冷卻器故障；軸承形狀或裝配。3.3 高速滑動(dòng)軸承不穩(wěn)定故障的特征和防治措施高速滑動(dòng)軸承不穩(wěn)定故障的特征和防治措施高性能旋轉(zhuǎn)機(jī)器轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)多為高性能旋轉(zhuǎn)機(jī)器轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)多為高速輕載滑動(dòng)軸承高速輕載滑動(dòng)軸承，設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)或使用因素，易發(fā)或使用因素，易發(fā)生生油膜不穩(wěn)定油膜不穩(wěn)

10、定，引起轉(zhuǎn)子軸承較大振動(dòng)。，引起轉(zhuǎn)子軸承較大振動(dòng)。特有故障：特有故障：油膜振蕩油膜振蕩，油膜力引起自激振動(dòng)油膜力引起自激振動(dòng) 軸頸在油膜中的渦動(dòng)與穩(wěn)定性軸頸在油膜中的渦動(dòng)與穩(wěn)定性（1）高速滑動(dòng)軸承不穩(wěn)定故障的原因）高速滑動(dòng)軸承不穩(wěn)定故障的原因 油膜失穩(wěn)的力學(xué)機(jī)理油膜失穩(wěn)的力學(xué)機(jī)理油膜動(dòng)態(tài)特性：油膜動(dòng)態(tài)特性：油膜剛度油膜剛度和和阻尼阻尼油膜失穩(wěn)機(jī)理：油膜失穩(wěn)機(jī)理：一般一般強(qiáng)迫振動(dòng)激振力為離心力強(qiáng)迫振動(dòng)激振力為離心力，與轉(zhuǎn)子質(zhì)量，與轉(zhuǎn)子質(zhì)量M、重心偏移量、重心偏移量e 和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速 等有關(guān)，等有關(guān)，油膜失穩(wěn)油膜失穩(wěn)主要主要激振力激振力非離非離心力心力，是，是與位移相垂直與位移相垂直的的油膜切向力油

11、膜切向力，軸頸渦動(dòng)軸頸渦動(dòng)方向起方向起推動(dòng)推動(dòng)作用，某種條件下使振幅越來越大，強(qiáng)烈振動(dòng)導(dǎo)致機(jī)器損壞作用，某種條件下使振幅越來越大，強(qiáng)烈振動(dòng)導(dǎo)致機(jī)器損壞。軸心軌跡形狀與轉(zhuǎn)子穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)系：軸心軌跡形狀與轉(zhuǎn)子穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)系：橢圓形軸心軌跡比圓橢圓形軸心軌跡比圓形穩(wěn)定形穩(wěn)定，橢圓度大有利軸心穩(wěn)定。，橢圓度大有利軸心穩(wěn)定。高速滑動(dòng)軸承高速滑動(dòng)軸承特有故障，特有故障，油膜力產(chǎn)生自激振動(dòng)油膜力產(chǎn)生自激振動(dòng)，發(fā)生時(shí)，發(fā)生時(shí)輸入能輸入能量很大量很大，引起，引起轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)損壞轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)損壞。 半速渦動(dòng)半速渦動(dòng)半速渦動(dòng)：半速渦動(dòng)： 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子軸頸高速旋轉(zhuǎn)軸頸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，時(shí)，環(huán)繞平衡中心公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)環(huán)繞平衡中心公轉(zhuǎn)運(yùn)

12、動(dòng)， 油膜力激勵(lì)的油膜力激勵(lì)的渦動(dòng)角速度渦動(dòng)角速度近似為近似為1/2轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速，渦動(dòng)正向運(yùn)動(dòng)（與轉(zhuǎn)，渦動(dòng)正向運(yùn)動(dòng)（與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)同向），實(shí)際子旋轉(zhuǎn)同向），實(shí)際振動(dòng)頻率振動(dòng)頻率 =（0.43 -0.48） 。 油膜振蕩的特征及其診斷油膜振蕩的特征及其診斷油膜振蕩：油膜振蕩：軸頸軸頸渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)與與轉(zhuǎn)子自振轉(zhuǎn)子自振頻率吻合頻率吻合時(shí)發(fā)生大幅度時(shí)發(fā)生大幅度共共振振現(xiàn)象，振幅突升，局部油膜破裂，軸頸軸瓦摩擦。同時(shí)產(chǎn)生現(xiàn)象，振幅突升，局部油膜破裂，軸頸軸瓦摩擦。同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈吼叫聲，嚴(yán)重?fù)p壞軸承和轉(zhuǎn)子。強(qiáng)烈吼叫聲，嚴(yán)重?fù)p壞軸承和轉(zhuǎn)子。（2）油膜振蕩的機(jī)理及其故障診斷）油膜振蕩的機(jī)理及其故障診斷油膜振蕩故障特

13、征油膜振蕩故障特征: 自激振動(dòng)：自激振動(dòng)：不受外部激勵(lì)力影響不受外部激勵(lì)力影響。 渦動(dòng)頻率渦動(dòng)頻率 與與轉(zhuǎn)速頻率轉(zhuǎn)速頻率 之比約為之比約為0.350.5，渦動(dòng)頻率渦動(dòng)頻率 接近接近轉(zhuǎn)子一階自振頻率轉(zhuǎn)子一階自振頻率。 非線性油膜非線性油膜共振共振 軸心軌跡形狀紊亂發(fā)散軸心軌跡形狀紊亂發(fā)散，不規(guī)則軌跡線疊加形成，不規(guī)則軌跡線疊加形成花瓣形狀花瓣形狀。 發(fā)生發(fā)生巨大吼叫聲巨大吼叫聲。轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子激烈自激振動(dòng)激烈自激振動(dòng)，軸承油膜破裂軸承油膜破裂，軸頸軸頸軸瓦碰撞摩擦軸瓦碰撞摩擦，軸承軸承和和迷宮密封迷宮密封嚴(yán)重?fù)p傷嚴(yán)重?fù)p傷。 “慣性慣性”現(xiàn)象現(xiàn)象。轉(zhuǎn)速升高降低，振蕩頻率和振幅變化不明顯轉(zhuǎn)速升高降低，振

14、蕩頻率和振幅變化不明顯。渦動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)速頻率、一階自振頻率渦動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)速頻率、一階自振頻率渦動(dòng)角速度渦動(dòng)角速度近似為近似為1/2轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速（3）油膜不穩(wěn)定的防治措施）油膜不穩(wěn)定的防治措施（6大措施）大措施） 避開油膜共振區(qū)域：避開油膜共振區(qū)域：避免轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速接近避免轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速接近2倍一階臨界轉(zhuǎn)速。倍一階臨界轉(zhuǎn)速。 增加增加軸承比壓軸承比壓軸承比壓：軸承比壓：軸瓦單位面積承受載荷。增加軸承比壓，軸瓦單位面積承受載荷。增加軸承比壓，承載能承載能力系數(shù)力系數(shù)S0提高提高。一般軸承比壓為一般軸承比壓為1.0-1.5MPa，高速輕載軸承為，高速輕載軸承為0.3-1.0MPa，增增加比壓值等于增大軸頸的偏

15、心率加比壓值等于增大軸頸的偏心率，提高油膜穩(wěn)定性提高油膜穩(wěn)定性，重載轉(zhuǎn)重載轉(zhuǎn)子比輕載轉(zhuǎn)子穩(wěn)定子比輕載轉(zhuǎn)子穩(wěn)定，因?yàn)椋驗(yàn)橹剌d轉(zhuǎn)子偏心率大、重心低重載轉(zhuǎn)子偏心率大、重心低，像海，像海洋中一艘航空母艦，水線下艦體深，由于載重量大，波浪中洋中一艘航空母艦，水線下艦體深，由于載重量大，波浪中非常穩(wěn)定。對油膜已經(jīng)失穩(wěn)的轉(zhuǎn)子，可增加軸承比壓，提高非常穩(wěn)定。對油膜已經(jīng)失穩(wěn)的轉(zhuǎn)子，可增加軸承比壓，提高承載能力系數(shù)。承載能力系數(shù)。增加軸承比壓的常用辦法增加軸承比壓的常用辦法:A. 車削車削縮短軸承寬度縮短軸承寬度。B. 軸承下瓦開設(shè)軸承下瓦開設(shè)環(huán)向槽環(huán)向槽或或溝槽溝槽，減小瓦塊接觸面積減小瓦塊接觸面積，改善油改

16、善油楔內(nèi)油壓分布楔內(nèi)油壓分布。C. 減小下瓦減小下瓦接觸角接觸角，下瓦開，下瓦開泄油槽泄油槽，增加軸頸偏心率增加軸頸偏心率。D. 減小上瓦減小上瓦油槽寬度油槽寬度或設(shè)置或設(shè)置油壩油壩，提高上瓦油壓。，提高上瓦油壓。E. 改變油楔形式，圓柱軸承改變油楔形式，圓柱軸承降低頂隙降低頂隙，增加側(cè)隙增加側(cè)隙，變?yōu)闄E圓變?yōu)闄E圓形軸承形軸承，提高軸頸穩(wěn)定性提高軸頸穩(wěn)定性。 減小軸承間隙減小軸承間隙軸承間隙減小軸承間隙減小，相對，相對增大軸承偏心率增大軸承偏心率，提高發(fā)生油膜振蕩轉(zhuǎn)速提高發(fā)生油膜振蕩轉(zhuǎn)速。 控制軸瓦預(yù)負(fù)荷控制軸瓦預(yù)負(fù)荷預(yù)負(fù)荷正值預(yù)負(fù)荷正值表示表示軸瓦內(nèi)表面曲率半徑大于軸承內(nèi)圓半徑軸瓦內(nèi)表面曲率

17、半徑大于軸承內(nèi)圓半徑，增大偏心增大偏心距距和和油楔收斂程度油楔收斂程度， 可可增加油楔力增加油楔力，或采用多油楔、多油葉軸承。，或采用多油楔、多油葉軸承。 選用抗振性好的軸承選用抗振性好的軸承橢圓軸承橢圓軸承穩(wěn)定性穩(wěn)定性優(yōu)于優(yōu)于圓柱軸承圓柱軸承，三、四油楔（油葉）軸承三、四油楔（油葉）軸承穩(wěn)定穩(wěn)定性性優(yōu)于優(yōu)于橢圓軸承橢圓軸承；或選擇抗振性優(yōu)良的；或選擇抗振性優(yōu)良的高速輕載可傾瓦軸承高速輕載可傾瓦軸承。多塊活動(dòng)軸瓦（多塊活動(dòng)軸瓦（5塊多）塊多），各瓦塊有自由擺動(dòng)支點(diǎn)，載荷方向自各瓦塊有自由擺動(dòng)支點(diǎn)，載荷方向自動(dòng)調(diào)整，動(dòng)調(diào)整，油膜力通過軸中心消除切向力油膜力通過軸中心消除切向力，獨(dú)立瓦塊油膜不連續(xù)

18、，獨(dú)立瓦塊油膜不連續(xù)，減小渦動(dòng)可能性。，減小渦動(dòng)可能性。結(jié)構(gòu)形式：結(jié)構(gòu)形式：平面自調(diào)式平面自調(diào)式，瓦塊圓周方向自由擺動(dòng)；，瓦塊圓周方向自由擺動(dòng)；球面自調(diào)式球面自調(diào)式，瓦塊圓周方向和軸線平面方向擺動(dòng)（自位作用）。，瓦塊圓周方向和軸線平面方向擺動(dòng)（自位作用）。 調(diào)整油溫調(diào)整油溫油溫高油溫高，油黏度小油黏度小，增加軸頸偏心率增加軸頸偏心率，有利軸頸穩(wěn)定。，有利軸頸穩(wěn)定。其它措施：其它措施：提高供油壓力提高供油壓力、軸承多路供油軸承多路供油及及軸承內(nèi)表面開設(shè)軸承內(nèi)表面開設(shè)油槽油槽等。等。其它因素：其它因素：流體激振流體激振、材料內(nèi)摩擦材料內(nèi)摩擦，聯(lián)軸節(jié)、軸承軸頸不對聯(lián)軸節(jié)、軸承軸頸不對中中，軸承架熱膨

19、脹變形軸承架熱膨脹變形、工作流體周向作用力不平衡工作流體周向作用力不平衡等。等。（4）故障診斷實(shí)例）故障診斷實(shí)例例例1：國產(chǎn)國產(chǎn)30萬噸合成氨裝置萬噸合成氨裝置 ALS-16000型離心式氨壓縮機(jī)型離心式氨壓縮機(jī)軸軸承油膜振蕩承油膜振蕩相關(guān)參數(shù)設(shè)置：相關(guān)參數(shù)設(shè)置： 11000 kW汽輪機(jī)拖動(dòng)汽輪機(jī)拖動(dòng)；高低壓缸間高低壓缸間采用速比采用速比為為56:42的增速器；的增速器；低壓缸轉(zhuǎn)速低壓缸轉(zhuǎn)速為為6700 r/min，高壓缸轉(zhuǎn)速高壓缸轉(zhuǎn)速為為8933 r/min；軸承型式軸承型式為為四油葉四油葉；軸承間隙為；軸承間隙為1.6 %； 高壓缸高壓缸第一臨界轉(zhuǎn)速第一臨界轉(zhuǎn)速為為3000-3300 r/

20、min。油膜振蕩頻譜油膜振蕩頻譜:軸轉(zhuǎn)速頻率軸轉(zhuǎn)速頻率： =140.5 Hz，軸不平衡振動(dòng)，軸不平衡振動(dòng)油膜振蕩頻率油膜振蕩頻率 = 55 Hz其其它成分它成分:主頻率主頻率 和和 的的和差組合頻率和差組合頻率。轉(zhuǎn)速頻率轉(zhuǎn)速頻率例例2：空氣壓縮機(jī)：空氣壓縮機(jī)低壓缸低壓缸軸承油膜不穩(wěn)定振動(dòng)軸承油膜不穩(wěn)定振動(dòng)振動(dòng)振動(dòng)低頻成分突出低頻成分突出，工頻比為，工頻比為0.48，認(rèn)為空壓機(jī)軸承油膜，認(rèn)為空壓機(jī)軸承油膜不不穩(wěn)定穩(wěn)定，存在半速渦動(dòng)存在半速渦動(dòng)?？赡茉颍嚎赡茉颍旱蛪焊變啥说蛪焊變啥寺?lián)軸節(jié)對中不良聯(lián)軸節(jié)對中不良，改變軸承負(fù)荷大小，改變軸承負(fù)荷大小和方向。和方向。大修停機(jī)檢查：大修停機(jī)檢查：軸承間

21、隙較差，可傾瓦軸承間隙較差，可傾瓦厚度不均勻厚度不均勻，聯(lián)軸節(jié)，聯(lián)軸節(jié)平行對中量較差。平行對中量較差。存在半速渦動(dòng)存在半速渦動(dòng)3.4 結(jié)構(gòu)共振產(chǎn)生的軸承工作不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)共振產(chǎn)生的軸承工作不穩(wěn)定機(jī)器底板或軸承座機(jī)器底板或軸承座剛性不足剛性不足，結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)共振結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)共振，底板，底板基基礎(chǔ)連接松動(dòng)礎(chǔ)連接松動(dòng)、扭曲扭曲或或斷裂振動(dòng)斷裂振動(dòng)，管道振動(dòng)，管道振動(dòng)，結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率率與與軸承油膜渦動(dòng)激發(fā)頻率軸承油膜渦動(dòng)激發(fā)頻率吻合吻合引發(fā)引發(fā)油膜不穩(wěn)定振動(dòng)油膜不穩(wěn)定振動(dòng)。3.5 轉(zhuǎn)子軸承電流故障診斷轉(zhuǎn)子軸承電流故障診斷軸承潤滑軸承潤滑使使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子與與靜子部件靜子部件油膜絕緣油膜絕緣，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子與與地電

22、阻地電阻間形成間形成對地電壓對地電壓，電壓升高，電壓升高，電阻最小區(qū)電阻最小區(qū)擊穿絕緣通路擊穿絕緣通路電火花電火花放電放電。（1）軸承電流損傷現(xiàn)象）軸承電流損傷現(xiàn)象主要影響：主要影響： 放電區(qū)域放電區(qū)域熔化金屬粒子熔化金屬粒子，金屬表面形成，金屬表面形成微小電流凹坑。微小電流凹坑。 凹坑積累凹坑積累使軸承表面變粗糙，產(chǎn)生使軸承表面變粗糙，產(chǎn)生機(jī)械磨損機(jī)械磨損。 熔化金屬微粒進(jìn)入潤滑劑，熔化金屬微粒進(jìn)入潤滑劑，潤滑性能變壞潤滑性能變壞，油膜電阻降低油膜電阻降低。 局部高溫破壞油膜局部高溫破壞油膜，燒傷金屬燒傷金屬，潤滑失效，摩擦損壞。，潤滑失效，摩擦損壞。 磁力線不對稱磁力線不對稱和和磁化效應(yīng)磁

23、化效應(yīng)； 靜電作用（蒸汽噴射，油分子摩擦）。靜電作用（蒸汽噴射，油分子摩擦）。（2）軸承電流的成因和類型）軸承電流的成因和類型（3）軸承電流損傷的故障特征和診斷方法）軸承電流損傷的故障特征和診斷方法 宏觀觀察法；宏觀觀察法； 微觀觀察法；微觀觀察法； 電壓測量法電壓測量法限制軸承電壓（限制軸承電壓（1V）；接地；接地裝炭刷裝炭刷、金屬滑靴金屬滑靴、水銀槽、水銀槽、水密封等；水密封等；部件絕緣部件絕緣；改變油膜厚度改變油膜厚度。（4）軸承電流的防治措施）軸承電流的防治措施4. 轉(zhuǎn)子摩擦故障診斷轉(zhuǎn)子摩擦故障診斷 轉(zhuǎn)子與靜子零部件轉(zhuǎn)子與靜子零部件干摩擦干摩擦最常見摩擦故障：最常見摩擦故障：高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

24、子與迷宮密封件間、葉輪口高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子與迷宮密封件間、葉輪口環(huán)與密封環(huán)間、葉輪與隔板間、軸頸與軸承間摩擦、軸與環(huán)與密封環(huán)間、葉輪與隔板間、軸頸與軸承間摩擦、軸與浮動(dòng)環(huán)間摩擦等。浮動(dòng)環(huán)間摩擦等。起因：起因：安裝間隙、軸承間隙、軸撓曲變形、軸位移量或軸安裝間隙、軸承間隙、軸撓曲變形、軸位移量或軸躥動(dòng)、部件熱膨脹量以及潤滑系統(tǒng)故障等。躥動(dòng)、部件熱膨脹量以及潤滑系統(tǒng)故障等。轉(zhuǎn)子振動(dòng)：轉(zhuǎn)子振動(dòng)：不平衡、不對中、油膜振蕩、流體激振、轉(zhuǎn)子不平衡、不對中、油膜振蕩、流體激振、轉(zhuǎn)子和軸承系統(tǒng)共振等。和軸承系統(tǒng)共振等。 轉(zhuǎn)子內(nèi)部發(fā)生轉(zhuǎn)子內(nèi)部發(fā)生內(nèi)摩擦內(nèi)摩擦故障故障轉(zhuǎn)軸材料轉(zhuǎn)軸材料彈性滯后彈性滯后產(chǎn)生產(chǎn)生內(nèi)摩擦力內(nèi)摩

25、擦力激發(fā)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)、軸上配合激發(fā)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)、軸上配合零件與軸彎曲時(shí)產(chǎn)生摩擦、齒式聯(lián)軸節(jié)齒套與齒殼間軸向零件與軸彎曲時(shí)產(chǎn)生摩擦、齒式聯(lián)軸節(jié)齒套與齒殼間軸向滑動(dòng)摩擦?；瑒?dòng)摩擦。（1）局部碰摩的故障特征）局部碰摩的故障特征一階一階或或多階自振頻率多階自振頻率，次諧波次諧波和和高次諧波高次諧波振動(dòng)響應(yīng)。振動(dòng)響應(yīng)。輕摩擦：輕摩擦：工頻工頻 、2 , 3 及高次諧波。及高次諧波。重摩擦：重摩擦：1/2 諧波及其高低次諧波。諧波及其高低次諧波。（2）摩擦接觸弧增大時(shí)的故障特征）摩擦接觸弧增大時(shí)的故障特征波形波形“削波削波”；反向進(jìn)動(dòng)；軸心軌跡呈圓環(huán)；反向進(jìn)動(dòng)；軸心軌跡呈圓環(huán)“8”字。字。4.1 干摩擦故障的機(jī)理和特征干摩擦故障的機(jī)理和特征輕摩擦：輕摩擦：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子與與迷宮密封迷宮密封、軸頸與軸承表面間摩擦，轉(zhuǎn)子振、軸頸與軸承表面間摩擦，轉(zhuǎn)子振動(dòng)不大。動(dòng)不大。重摩擦：重摩擦：轉(zhuǎn)子與靜止部件間轉(zhuǎn)子與靜止