機(jī)械振動(dòng)特征3

1、機(jī)器振動(dòng)特征分析（3）共振問(wèn)題滑動(dòng)軸承故障流體引起的振動(dòng)拍振 當(dāng)強(qiáng)迫振動(dòng)頻率與某固有頻率一致時(shí)便發(fā)生共振，共振很容易導(dǎo)致機(jī)器過(guò)早地或者甚至災(zāi)難性地?fù)p壞。固有頻率可以是：轉(zhuǎn)子的固有頻率支承框架的固有頻率基礎(chǔ)的固有頻率傳動(dòng)皮帶的固有頻率強(qiáng)迫振動(dòng)頻率包括：不平衡不對(duì)中松動(dòng)軸承故障齒輪故障皮帶磨損等振源頻率共振問(wèn)題共振放大曲線 垂直軸為共振幅值放大因子Q，水平軸為激振頻率與固有頻率比(ffn)，頻率比接近1.0時(shí)，振動(dòng)幅值變得極高，它僅與系統(tǒng)的阻尼量有關(guān)。共振時(shí)對(duì)振動(dòng)幅值的唯一的限制是系統(tǒng)的阻尼(，也稱為阻尼因子)。在鋼制，鋁制，鑄鐵等制造的普通機(jī)器結(jié)構(gòu)中，通常阻尼因子小于0.05，共振幅值在這個(gè)阻尼

2、因子下將增大10倍，在小阻尼系統(tǒng)，放大因子甚至可達(dá)50倍。因此，這種振動(dòng)很容易導(dǎo)致機(jī)器過(guò)早地或者甚至災(zāi)難性地?fù)p壞。右圖：對(duì)于各種不同的阻尼值，相位滯后隨頻率比變化的曲線。當(dāng)機(jī)器通過(guò)共振時(shí)，在固有頻率這一點(diǎn)處相位變化90度，在共振區(qū)內(nèi)相位還將繼續(xù)迅速變化，完全通過(guò)共振時(shí)，相位幾乎變化180度。總的相位變化和相位變化速率，與離開(kāi)固有頻率的距離和系統(tǒng)阻尼值有關(guān)。阻尼愈小，相位變化速率愈快。共振相位變化曲線 機(jī)器啟機(jī)和停機(jī)過(guò)程中，振動(dòng)幅值和相位隨轉(zhuǎn)速變化的曲線繪制在一張圖上波德圖機(jī)器從6500RPM停機(jī)，通過(guò)兩個(gè)共振區(qū)： 通過(guò)4850rpm時(shí)，振幅從僅0.13mil增大到0.87mil，然后再次下降到

3、0.13mil 通過(guò)2450rpm時(shí)，幅值增大到0.60mil，最后振幅再次減小，直到停車為止。 如果該機(jī)器從0到2200rpm，或從2700到4300rpm，或從5300到6500rpm運(yùn)轉(zhuǎn)，則很平穩(wěn)。然而，如果該機(jī)器從約2300到2600rpm，或從4600到5100rpm運(yùn)轉(zhuǎn)，則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的共振放大。 當(dāng)機(jī)器共振時(shí)，振動(dòng)相位變化90度，隨轉(zhuǎn)速通過(guò)共振點(diǎn)，相位繼續(xù)變化到180度。 高于、低于和處在轉(zhuǎn)子共振頻率時(shí)，振動(dòng)位移和相位滯后隨轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)子通過(guò)共振的響應(yīng)轉(zhuǎn)子重點(diǎn)(實(shí)際不平衡位置)相對(duì)于其高點(diǎn)(轉(zhuǎn)子最大撓曲點(diǎn))奇特的相互關(guān)系。 在A區(qū)域中，剛性控制動(dòng)態(tài)阻力，重點(diǎn)與高點(diǎn)之間無(wú)相位差。即，

4、在通過(guò)重點(diǎn)的瞬間位移最大。不平衡振動(dòng)響應(yīng)也隨著轉(zhuǎn)速的平方增大(轉(zhuǎn)速升高3倍，振動(dòng)位移增大9倍)。 進(jìn)入B區(qū)域時(shí)，阻尼使軸振動(dòng)高點(diǎn)滯后于軸的重點(diǎn)一定的角度。當(dāng)轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速共振時(shí)刻，重點(diǎn)超前高點(diǎn)90度，限制振動(dòng)響應(yīng)的唯一參數(shù)就是阻尼值。 進(jìn)入C區(qū)時(shí)，相位滯后繼續(xù)急劇變化，在完全通過(guò)共振時(shí)接近180度。這時(shí)，意味著高點(diǎn)(轉(zhuǎn)子撓曲最大點(diǎn))滯后于重點(diǎn)18O度。動(dòng)態(tài)阻力主要由質(zhì)量控制，彈簧剛度或者阻尼幾乎沒(méi)有施加阻力，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)幾乎成為純的質(zhì)量響應(yīng)。注意，在C區(qū)域內(nèi)遠(yuǎn)離第一階臨界轉(zhuǎn)速處(并遠(yuǎn)在第二階臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域之前)，即使離心力(Fc)繼續(xù)隨轉(zhuǎn)速的平方增加，而振動(dòng)位移幾乎不變。其原因就是質(zhì)量與加速度的

5、乘積(m2，=2f60)控制著c區(qū)域內(nèi)的振動(dòng)阻力。因此，即使離心力隨轉(zhuǎn)速平方增大，振動(dòng)的動(dòng)力阻力似乎也隨轉(zhuǎn)速的平方增大，抵消離心力，最終導(dǎo)致振動(dòng)位移接近常數(shù)。 共振問(wèn)題的識(shí)別 1高度定向的振動(dòng) 在HVA三個(gè)方向上，共振方向的振動(dòng)比其它兩個(gè)方向的振動(dòng)大5到15倍。許多專家診斷軟件系統(tǒng)利用這一事實(shí)查找可能的共振。這也就是為什么在定期的預(yù)測(cè)維修巡檢中要在每個(gè)軸承的所有三個(gè)方向測(cè)量振動(dòng)的重要性。 2共振測(cè)量方向的相位特性 在機(jī)器共振方向，相位隨轉(zhuǎn)速變化很大，在共振頻率處相位將變化90度，通過(guò)共振時(shí)相位幾乎變化180度，與存在的阻尼值有關(guān)。 另一方面，非共振測(cè)量方向相位的變化可能很小，因?yàn)樗鼈兾唇?jīng)受共振

6、。 3與共振測(cè)量方向垂直方向的相位差 如果一個(gè)徑向方向共振，振動(dòng)傳感器轉(zhuǎn)過(guò)90度測(cè)量其他方向的振動(dòng)時(shí)，相位差將接近或0度或180度， 不像在不平衡占優(yōu)勢(shì)的情況中那樣，相位差約90度。即，如果水平方向共振，則水平方向相位與垂直方向相位，或是相等或是相差約18O度。這是由于共振時(shí)引入附加的90度相位變化。 在任何一種情況下，水平與垂直方向相位差0度或180度代表共振高度定向的振動(dòng)特性(或者偏心)。共振問(wèn)題的識(shí)別 4出現(xiàn)共振時(shí)的頻率 共振不僅發(fā)生在1X轉(zhuǎn)速頻率。它可以是對(duì)與自振頻率一致的任何強(qiáng)迫振動(dòng)頻率的響應(yīng)。這些情況下，比較某個(gè)方向某個(gè)頻率的振動(dòng)幅值和其他兩個(gè)正交方向的相同頻率的振動(dòng)幅值很有用。如

7、果共振，這個(gè)頻率應(yīng)該比這三個(gè)方向之一的任何振動(dòng)頻率更高。這個(gè)頻率可能是4X、5X、或6X轉(zhuǎn)速頻率處的振動(dòng)尖峰(或者甚至更高頻率)，這些頻率也可能是葉片通過(guò)頻率(BPF)，軸承故障頻率，齒輪嚙合頻率(GMF)，或者甚至機(jī)器松動(dòng)狀態(tài)的振動(dòng)頻率。請(qǐng)記住，共振頻率幅值=靜振幅放大因子Q。 5共振體過(guò)大的振動(dòng) 不僅必須研究機(jī)器轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)件)的共振，還應(yīng)研究激起支承框架，基礎(chǔ)甚至連接管道的自振頻率。疲勞故障經(jīng)常發(fā)生在連接框架或管道上，這是因?yàn)樗鼈儗?duì)來(lái)自機(jī)器的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率發(fā)生共振。解決問(wèn)題的方法一般是，降低機(jī)器中強(qiáng)迫振動(dòng)頻率源；把共振框架體與機(jī)器隔離；改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或者改變框架體本身的自振頻率。 解決共振問(wèn)題

8、的措施 a改變剛性 增強(qiáng)軸承座或框架的剛性，夾緊地腳，消除加墊引起的變形或采用減小軸承間隙有時(shí)可解決共振問(wèn)題(這些措施將通過(guò)影響剛性，從而影響固有頻率)。 b增加或減掉重量(質(zhì)量) 雖然改變剛性通常比較簡(jiǎn)單和便宜，但是增加或減掉重量也改變自振頻率。然而，這種效果只是局部共振時(shí)才有效。 c采取隔振措施 對(duì)外部設(shè)備振動(dòng)激起機(jī)器的一個(gè)固有頻率產(chǎn)生共振時(shí)，隔振可能很有效。 例如，設(shè)計(jì)1780rpm運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，有一個(gè)750cpm的固有頻率，如果附近有一臺(tái)以75Orpm運(yùn)轉(zhuǎn)的大風(fēng)機(jī)不平衡，則該泵可能出現(xiàn)共振問(wèn)題。這種情況下，可把泵與風(fēng)機(jī)隔離，動(dòng)平衡風(fēng)機(jī)，或者把泵本身與地板隔離。 解決共振問(wèn)題的措施 e安裝調(diào)

9、諧阻尼器(振動(dòng)減振器)： 在其他技術(shù)措施無(wú)法實(shí)施或者不能有效把振動(dòng)降到可接受的水平時(shí)，有時(shí)可以安裝調(diào)諧阻尼器。然而，這種調(diào)諧阻尼器在只有一個(gè)占優(yōu)勢(shì)的頻率引起過(guò)大的振動(dòng)，并且這個(gè)頻率就是調(diào)諧阻尼器的固有頻率的情況下才有效。調(diào)諧阻尼器可以設(shè)計(jì)成固有頻率等于故障頻率，并與共振的振動(dòng)響應(yīng)相位差180度，它將有效地“抵消掉”共振。 f精確的動(dòng)平衡： 因?yàn)楣舱穹档扔趶?qiáng)迫振動(dòng)幅值放大因子，利用減小強(qiáng)迫振動(dòng)源(例如，不平衡)可以減小共振幅值。如果通過(guò)動(dòng)平衡處理，可以明顯減小動(dòng)平衡強(qiáng)迫振動(dòng)幅值，即使處于共振時(shí)，其共振振幅可以減小到可以接受的程度。 滑動(dòng)軸承故障 滑動(dòng)軸承有時(shí)也稱為流體動(dòng)壓軸承。這種軸承有許多種

10、類，它是在旋轉(zhuǎn)的軸頸與靜止的軸承孔之間形成油膜進(jìn)行工作的。左圖：滑動(dòng)軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸位置及油膜壓力分布；軸逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，最大壓力位于與垂線方向約15度到20度處。油膜壓力分布 偏心距和姿態(tài)角 滑動(dòng)軸承的一個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目：穩(wěn)定性 偏心距和姿態(tài)角是軸承穩(wěn)定性的關(guān)鍵指示 偏心距：軸承與軸頸中心線之間的距離。 姿態(tài)角：中心連線與施加的負(fù)載向量之間 的夾角。滑動(dòng)軸承亞同步振動(dòng)的產(chǎn)生 當(dāng)軸承負(fù)載減小或轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高時(shí)，滑動(dòng)軸承的姿態(tài)角增大，軸承穩(wěn)定性降低。當(dāng)軸承不能承受足夠的預(yù)載，保持旋轉(zhuǎn)軸處于穩(wěn)定位置時(shí)，任何干擾軸承載荷的外力都可能引起軸承不穩(wěn)定狀態(tài)的出現(xiàn)。在這種不穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，由于系統(tǒng)中包含了引起失穩(wěn)的各

11、種因素，一旦產(chǎn)生失穩(wěn)，轉(zhuǎn)子就會(huì)產(chǎn)生自激振動(dòng)，即使消除了原始激勵(lì)源，轉(zhuǎn)子的自激振動(dòng)現(xiàn)象還會(huì)保持下去，這就是與轉(zhuǎn)速亞同步的振動(dòng)(即低于轉(zhuǎn)速的振動(dòng))。 通常，只有明顯降低轉(zhuǎn)速才能穩(wěn)定轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子將穩(wěn)定下來(lái)，使它返回到正常轉(zhuǎn)速，只有直到系統(tǒng)擾動(dòng)力再次干擾系統(tǒng)時(shí)為止，系統(tǒng)能保持穩(wěn)定。當(dāng)抑制不穩(wěn)定的力減小或失去時(shí)，振動(dòng)幅值可能突增，因此，看滑動(dòng)軸承振動(dòng)特征的關(guān)鍵項(xiàng)目將是低于轉(zhuǎn)速的亞同步振動(dòng)?；瑒?dòng)軸承磨損和間隙故障 1. 間隙過(guò)大且磨擦的滑動(dòng)軸承，可使軸在在軸承內(nèi)的位置發(fā)生改變，可能導(dǎo)致不對(duì)中，常常產(chǎn)生2X轉(zhuǎn)速頻率的振動(dòng)。有時(shí)，間隙過(guò)大使軸與軸承相磨擦，或者與諸如密封等其他零部件磨擦。在這些情況下，這些擾動(dòng)力

12、引起處在不穩(wěn)定狀態(tài)的軸，產(chǎn)生自激振動(dòng)。 2間隙過(guò)大的滑動(dòng)軸承可能使小的不平衡、不對(duì)中或其他相關(guān)的力產(chǎn)生如下圖所示類似于機(jī)械松動(dòng)故障的振動(dòng)頻譜。這種情況下，軸承不是故障源。然而，如果軸承間隙達(dá)到規(guī)定要求，則振動(dòng)幅值不會(huì)增大?；瑒?dòng)軸承磨損和間隙故障油膜渦動(dòng)不穩(wěn)定 油膜渦動(dòng)是轉(zhuǎn)子中心繞軸承中心轉(zhuǎn)動(dòng)的亞同步現(xiàn)象，其回轉(zhuǎn)頻率即振動(dòng)頻率約為轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的一半，所以常稱為半速渦動(dòng)。通常，油膜本身以略低于50頸表面速度的平均速度環(huán)繞軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，潤(rùn)滑和冷卻軸承。通常，軸浮在油膜之上，略偏離垂直線，略高于軸承給定的穩(wěn)定姿態(tài)角和偏心距處。這個(gè)抬起量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子重量和油膜壓力有關(guān)。如果軸受到諸如突然沖擊或外部沖撞等

13、干擾力，可能瞬間增大相對(duì)于某平衡位置的偏心。在這種情況下，附加的油立即被泵打入被軸弄空的空間中。這就導(dǎo)致負(fù)載油膜壓力的增加，在油膜與軸之間產(chǎn)生附加的力。在這種情況下，油膜實(shí)際上推動(dòng)軸在向前的圓周運(yùn)動(dòng)中前進(jìn)，促使轉(zhuǎn)子繞軸承中心以0.40X到0.48X轉(zhuǎn)速頻率回轉(zhuǎn)。如果系統(tǒng)中有足夠的阻尼，軸可能返回到它的正常位置并且穩(wěn)定。否則，軸將繼續(xù)它的渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。 油膜渦動(dòng)呈現(xiàn)的特征1如下若干狀態(tài)可引起油膜渦動(dòng)： (1) 動(dòng)態(tài)和予載力輕； (2) 過(guò)大的軸承磨損和過(guò)大的間隙； (3) 滑油特性改變(主要是剪切粘度)： (4) 油膜壓力提高，不適當(dāng)?shù)妮S承設(shè)計(jì) 在軸承載荷或轉(zhuǎn)速變化的影響下，轉(zhuǎn)子偏

14、離初始位置達(dá)到不穩(wěn)定狀態(tài)后，如果出現(xiàn)以上任何一種情況都可能引起油膜渦動(dòng)。2有時(shí)機(jī)器可能間歇地呈現(xiàn)油膜渦動(dòng)，這時(shí)滑動(dòng)軸承可能沒(méi)有問(wèn)題，而是有外部振動(dòng)力傳入機(jī)器，或者有來(lái)源于機(jī)器本身傳入軸承的外部干擾力。這種情況下，這些干擾力的頻率恰好等于該軸承的油膜渦動(dòng)頻率，并且該擾動(dòng)力的量也恰好能把軸推入渦動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這種振動(dòng)可能是從其他機(jī)器通過(guò)結(jié)構(gòu)接觸，例如管道或者支撐，甚至通過(guò)樓板或基礎(chǔ)傳入。如果出現(xiàn)這種情況，可把這臺(tái)機(jī)器與周圍的機(jī)器隔離或者隔離有渦動(dòng)問(wèn)題的機(jī)器本身。3油膜渦動(dòng)通常發(fā)生在40到48倍軸轉(zhuǎn)速頻率處，可很容易識(shí)別(某參考文獻(xiàn)認(rèn)為，純的油膜渦動(dòng)出現(xiàn)在43軸轉(zhuǎn)速，而不穩(wěn)定可能出現(xiàn)在第一階臨界轉(zhuǎn)速頻

15、率)。油膜渦動(dòng)呈現(xiàn)的特征4.如下圖表示軸升速后油膜渦動(dòng)的發(fā)展。注意，軸清楚地在約1800轉(zhuǎn)/分機(jī)器轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)入油膜渦動(dòng)，并保持到約4000轉(zhuǎn)/分。這一點(diǎn)處，注意，軸的1X轉(zhuǎn)速開(kāi)始進(jìn)入共振，實(shí)際產(chǎn)生足夠的克服油膜渦動(dòng)的力。然而，一旦機(jī)器通過(guò)共振，在5200轉(zhuǎn)/分以上再次出現(xiàn)油膜渦動(dòng)。 起動(dòng)后油膜渦動(dòng)(9200至12000轉(zhuǎn)/分發(fā)生油膜拍打) 油膜渦動(dòng)呈現(xiàn)的特征5當(dāng)振動(dòng)幅值達(dá)到軸承正常間隙的50時(shí)，認(rèn)為油膜渦動(dòng)最嚴(yán)重。這時(shí)，必須采取解決措施。6臨時(shí)修正措施包括改變油溫(因此改變油的粘度)。有意引入小量不平衡或不對(duì)中，以增大負(fù)載，加熱或冷卻支承腳，“臨時(shí)”偏移對(duì)中，刮削軸承兩側(cè)或者軸承表面開(kāi)槽，以破壞

16、潤(rùn)滑油的油楔或改變滑油壓力。7解決油膜渦動(dòng)，比較永久的修正步驟包括安裝具有合適間隙的新軸承殼用內(nèi)部油壓工具對(duì)軸承加預(yù)載，完全改變軸承的類型，采用沒(méi)有油膜渦動(dòng)的滑動(dòng)軸承。油膜振蕩不穩(wěn)定 當(dāng)油膜渦動(dòng)頻率與系統(tǒng)自振頻率接近時(shí)，產(chǎn)生油膜振蕩問(wèn)題。有油膜渦動(dòng)的機(jī)器可能出現(xiàn)油膜振蕩。 由右圖所示，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高，油膜渦動(dòng)的頻率也提高，兩者保持一個(gè)近乎不變的恒定比例，即約為0.5。但是當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率約為該轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的兩倍時(shí)，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高，渦動(dòng)頻率將保持不變，而且等于該轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速。這時(shí)油膜渦動(dòng)變?yōu)橛湍ふ袷?。此時(shí)引起過(guò)大的振動(dòng)，油膜可能不再具有支承能力。振蕩轉(zhuǎn)速實(shí)際將“鎖定”在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速

17、，這是一種可導(dǎo)致災(zāi)難性破壞的因有的不穩(wěn)定的振動(dòng)。 與諸如不平衡，不對(duì)中，共振等機(jī)械振動(dòng)故障不一樣，流體引起的振動(dòng)往往與工作狀態(tài)關(guān)系密切。即，機(jī)器類型和機(jī)器完成的工作對(duì)振動(dòng)影響非常大。流體引起的振動(dòng)包括： 1流體動(dòng)力激振 2氣蝕和缺乏流體現(xiàn)象 3回流 4流體紊流 5喘振 6阻塞流體引起的振動(dòng)流體動(dòng)力激振 流體機(jī)械包括泵，風(fēng)機(jī)，透平，真空泵等等各種類型機(jī)器，因?yàn)樗鼈兊娜~輪對(duì)它們處理的流體(液體或氣體)作功，它們都固有地產(chǎn)生水力學(xué)力和氣動(dòng)力。 通常，用如下方程計(jì)算流體動(dòng)力激振所產(chǎn)生的葉片通過(guò)頻率： 葉片通過(guò)頻率=BPF=葉片數(shù)目葉輪的轉(zhuǎn)速(cpm或Hz) 當(dāng)葉片通過(guò)靜止件附近(諸如擴(kuò)壓葉片或出口渦殼

18、)時(shí)，葉片每次承載或卸載的壓力變化或脈動(dòng)產(chǎn)生這些力。即，如果一個(gè)人站在空間某固定點(diǎn)，觀察6片葉片的泵葉輪，葉輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，他將感覺(jué)到6個(gè)擾動(dòng)力脈沖。 流體動(dòng)力激振振動(dòng)特征 1如果葉輪中心與其殼體中心不重合，并與擴(kuò)壓器未恰當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，則將產(chǎn)生葉片通過(guò)頻率及其諧波頻率的明顯振動(dòng)。例如，如果葉輪與擴(kuò)壓器葉片之間的一邊間隙為6毫米，而另一邊間隙為12毫米)，則將產(chǎn)生一系列葉片通過(guò)頻率，振動(dòng)幅值很大。除非有特殊設(shè)計(jì)要求(如在某些類型泵和風(fēng)機(jī)中)，整個(gè)圓周的所有間隙都應(yīng)該相等。 2確保葉片通過(guò)頻率或諧波頻率都與轉(zhuǎn)子或支承結(jié)構(gòu)的自振頻率不重合,否則，可能產(chǎn)生過(guò)大振動(dòng)。 流體動(dòng)力激振振動(dòng)特征一個(gè)例子：14310cp

19、m(16X轉(zhuǎn)速頻率)的葉片通過(guò)頻率振動(dòng)，在兩次監(jiān)測(cè)之間從0.25mm/s明顯增大到2.54mm/s，然后，由于擴(kuò)壓器焊接損壞，導(dǎo)致在下次監(jiān) 測(cè) 時(shí) 再 次 倍 增 到4.90mm/s。 由于擴(kuò)壓器葉片損壞(16葉片風(fēng)機(jī)) 造成的大的葉片通過(guò)頻率振動(dòng)流體動(dòng)力激振振動(dòng)特征 具有旋轉(zhuǎn)葉片和靜止擴(kuò)壓葉片的離心式機(jī)器，有時(shí)可產(chǎn)生另一種頻率，這種頻率稱為葉片比頻率 (BRF)葉片比頻率(BRF)與旋轉(zhuǎn)葉片和靜止葉片彼此相重合的倍數(shù)和比率有關(guān)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)葉片和靜止葉片相處重合時(shí)，由于在旋轉(zhuǎn)葉片與靜止葉片之間流體(氣體或液體)的壓縮可能會(huì)出現(xiàn)明顯的脈沖。在某瞬時(shí)，兩組或更多組葉片同時(shí)重合所產(chǎn)生的脈沖，要比只有一組

20、旋轉(zhuǎn)葉片和靜止葉片彼此成一線(重合)所產(chǎn)生的脈沖大得多。這就是為什么旋轉(zhuǎn)葉片數(shù)和擴(kuò)壓葉片數(shù)彼此有公約數(shù)不是好主意。 葉片比頻率(BRF)為： BRF=(葉輪葉片數(shù)目)(擴(kuò)壓器葉片數(shù)目)(轉(zhuǎn)速)K 式中：BRF=葉片比頻率(cpm或Hz) K=葉輪葉片數(shù)目和擴(kuò)壓器葉片數(shù)目的最大公約數(shù)。 流體動(dòng)力激振振動(dòng)特征 例如，如果某機(jī)器葉輪葉片有18個(gè)和擴(kuò)壓器葉片有24個(gè)，則K等于6，所以： BRF=1824轉(zhuǎn)速6=72轉(zhuǎn)速 因此，這個(gè)例子中，葉片比頻率BRF(72轉(zhuǎn)速頻率)比葉片通過(guò)頻率BPF(18轉(zhuǎn)速頻率)高4倍。并且，如同以上所指出，這臺(tái)機(jī)器由于一組以上旋轉(zhuǎn)葉片和靜止葉片彼此重合(這個(gè)例子中，6個(gè)葉輪

21、葉片在0度，60度，120度，180度，240度和300角度處)直接對(duì)準(zhǔn)擴(kuò)壓器葉片，所以將產(chǎn)生更大的脈沖，導(dǎo)致明顯的葉片比頻率(BRF)脈沖。 如果該機(jī)器葉輪葉片數(shù)為17，擴(kuò)壓器葉片數(shù)為25，則沒(méi)有一個(gè)瞬間會(huì)有一組以上葉輪葉片與擴(kuò)壓器葉片彼此對(duì)準(zhǔn)，因此，該機(jī)器的振動(dòng)將較小。氣蝕和缺乏流體現(xiàn)象 氣蝕是離心泵常見(jiàn)的故障，它對(duì)泵內(nèi)部零件有十分大的破壞力。有連續(xù)氣蝕的泵，往往使葉輪產(chǎn)生嚴(yán)重的凹坑或沖刷腐蝕。有些情況下，氣蝕可以把葉輪葉片完全沖刷腐蝕光。 泵在過(guò)高的流量能力或過(guò)低的進(jìn)口壓力下工作時(shí)，往往會(huì)發(fā)生氣蝕。主要是因?yàn)楸萌狈α黧w，當(dāng)進(jìn)入泵的流體試圖填充存在的凹坑處時(shí)，進(jìn)入泵的流體被”氣化”，這就形

22、成了接近完全真空的凹坑，這種接近完全真空的凹坑很容易崩潰或爆破。如果出現(xiàn)這種現(xiàn)象，那么這些爆破就產(chǎn)生沖擊，激起葉輪及附近零件的局部自振頻率。因?yàn)檫@些爆破可以在整個(gè)泵或連續(xù)的管道內(nèi)隨機(jī)出現(xiàn)，所以振動(dòng)的幅值和頻率兩者都非常隨機(jī)。氣蝕的振動(dòng)特征 1指示氣蝕的典型頻譜在約（300Hz到2000Hz）范圍內(nèi)，是隨機(jī)的寬帶能量譜?？梢韵駴](méi)有離散的頻率分量的“白噪聲”那樣出現(xiàn)，或者伴有葉片通過(guò)頻率及若干諧波頻率。 2氣蝕往往產(chǎn)生奇特的噪聲，輕微氣蝕發(fā)出的聲音通常像泵壓砂子的聲音，較嚴(yán)重的氣蝕發(fā)出的聲音像卵石通過(guò)泵的聲音。 氣蝕的振動(dòng)特征供水泵中氣蝕 回流 在泵中，回流恰好與氣蝕相反，泵在太小流量能力或太高進(jìn)

23、口壓力下工作時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)回流。出現(xiàn)回流時(shí)，一部分流體從出口返回到葉輪，當(dāng)泵試圖讓過(guò)多的流體通過(guò)泵時(shí)。這就引起反向流動(dòng)，導(dǎo)致兩部分或更多流體反方向流動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。 回流呈現(xiàn)如下特征： 1回流產(chǎn)生非常類似于氣蝕引起的頻譜。即，往往有隨機(jī)的，高頻振動(dòng)，有時(shí)還疊加葉片通過(guò)頻率。 2與氣蝕不一樣，回流不會(huì)引起泵零件的磨損或者沖刷腐蝕。然而，如果振動(dòng)過(guò)大，可能損壞軸承，摩擦環(huán)，閥門(mén)和其他相關(guān)的零件。 紊流 通過(guò)泵，風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)或真空泵正常流動(dòng)的液體或氣體受到某些干擾或阻止時(shí)，出現(xiàn)紊流。管道中的妨礙物，急劇的直角轉(zhuǎn)向，直徑的急變等都可引起這些流體擾動(dòng)而出現(xiàn)紊流。這一故障的修正，包括拆去妨礙物。如果管

24、道存在太急的直角轉(zhuǎn)彎，則應(yīng)插入轉(zhuǎn)向葉片，在必須減小管道截面的地方提供較長(zhǎng)的，逐步變化的直徑。 紊流故障呈現(xiàn)如下特征： 1雖然紊流可能產(chǎn)生隨機(jī)的，高頻振動(dòng)，通常它也將引起低于1X轉(zhuǎn)速頻率的隨機(jī)的低頻振動(dòng)。在風(fēng)機(jī)中，紊流將產(chǎn)生集中在約50cpm到2000cpm頻率范圍內(nèi)的隨機(jī)的，低頻振動(dòng)，它代表該機(jī)器結(jié)構(gòu)和管道的自振頻率。在泵中，水力學(xué)不穩(wěn)定，摩擦環(huán)有故障，密封有故障，或平衡盤(pán)或平衡鼓有問(wèn)題時(shí)，將激起從0.55X轉(zhuǎn)速頻率到0.78X轉(zhuǎn)速頻率的范圍內(nèi)的振動(dòng)成分。 2紊流振動(dòng)的頻率和幅值都是不規(guī)律的，有時(shí)是寬廣的脈沖。 3紊流產(chǎn)生的噪聲有時(shí)將非常大，雖然伴隨大噪聲，機(jī)器本身的振動(dòng)相對(duì)較小。其原因是紊流

25、狀態(tài)本身在機(jī)器外面。紊流 振動(dòng)顯示這臺(tái)風(fēng)機(jī)是紊流流動(dòng) 喘振 高速離心式和軸流式壓縮機(jī)較重要的故障之一就是喘振。發(fā)生喘振的壓縮機(jī)典型地都是在設(shè)計(jì)極限值以外工作。當(dāng)相對(duì)于某具體工作轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)狀態(tài)下，出口壓力太高或者流量太低時(shí)，會(huì)發(fā)生喘振。發(fā)生喘振時(shí)，壓縮機(jī)中氣流實(shí)際上反向流動(dòng)。只是局部喘振時(shí)，這種反向流動(dòng)可能只出現(xiàn)在葉輪葉片的邊界層處。然而，發(fā)展到完全喘振時(shí)，整個(gè)流體的流動(dòng)將反向，流體從出口向進(jìn)口流動(dòng)。由于喘振會(huì)導(dǎo)致廣泛的破壞，所以必須防止壓縮機(jī)喘振。 喘振呈現(xiàn)如下特征：喘振呈現(xiàn)如下特征： 1局部喘振引起明顯的葉片通過(guò)頻率及其諧波頻率振動(dòng)，在僅幾秒鐘就明顯增大。這種葉片通過(guò)頻率振動(dòng)幅值可能倍增或者

26、甚至增大2倍。 2完全發(fā)展的喘振，往往將把整個(gè)頻譜抬高。即，將抬高頻譜的整個(gè)”噪聲地平”，產(chǎn)生大幅值隨機(jī)響應(yīng)，覆蓋寬頻范圍。這是壓縮機(jī)內(nèi)紊流造成的，它激起包括葉輪的輪盤(pán)，轉(zhuǎn)子葉片，擴(kuò)壓器葉片，殼體，軸，齒輪，和其他零部件的一系列自振頻率。如果不采取措施消除喘振，喘振可能在短時(shí)間內(nèi)使壓縮機(jī)破壞。阻塞 阻塞(有時(shí)稱為“石墻”)本質(zhì)上與壓縮機(jī)中喘振相反。出口壓力太低，造成擴(kuò)壓器段內(nèi)流速太高時(shí)出現(xiàn)阻塞。這種流動(dòng)速度接近馬赫數(shù)1時(shí)，將在擴(kuò)壓器葉片之間出現(xiàn)紊流，它有阻塞流體流動(dòng)的作用。出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，不僅由于紊流造成的振動(dòng)增大，而且，壓縮機(jī)的效率和壓縮比也將明顯下降。 阻塞的頻譜特征，本質(zhì)上與喘振的頻譜相同。因此，為了區(qū)分正在發(fā)生的故障是什么故障，必須檢查諸如壓力，質(zhì)量流量等其他工作參數(shù)。拍振的問(wèn)題 我們或許有這樣的體會(huì)，在定子或轉(zhuǎn)子有故障的交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)旁，常?？梢园l(fā)現(xiàn)聲學(xué)拍頻。這種情況下，轉(zhuǎn)速頻率的諧波頻率常發(fā)生在靠近電源頻率兩倍的頻率處，引起拍振。 例如，如果一臺(tái)3，580轉(zhuǎn)分的電動(dòng)機(jī)存在轉(zhuǎn)子偏心故障，它引起7,200轉(zhuǎn)分的大的振動(dòng)幅值，其