《故障诊断》讲稿-课件

1、第三章 旋转机械的振动监测与诊断机械设备故障诊断冶金设备研究所 李友荣办公室：教一楼510室电话：68862292第三章 机械设备故障诊断冶金设备研究所 李友荣第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1 旋转机械的振动及故障概论 3.1.1 旋转机械、故障及故障诊断旋转机械：具有巨大转子高速回转的机械。发电机、汽轮机、离心式压缩机、风机、大型电动机等。故障：机器的功能失常。 运行失稳，异常振动和噪声，工作转速、输出功率发生变化，介质的温度、压力、流量异常等。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1 旋转机械的振动第三章 旋转机械的振动监测与诊断故障诊断 获取机器的稳态、瞬态数据、过程参数和运行工作状

2、态等信息后，通过信号分析和数据处理，从中提取机器特有的故障征兆及故障敏感参数等，经综合分析判断，确定故障的性质、部位、严重程度及原因，并提出治理措施。 振动和噪声是重要信号。第三章 旋转机械的振动监测与诊断故障诊断 获第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.2 发生故障的主要原因及来源（1）设计、制造不当引起的故障1）设计不当，动态特性不良，运行时发生强迫振动或自激振动。2）结构不合理，应力集中。3）工作转速接近或落入临界转速区。4）进行点接近或落入运行非稳定区。6）零件材质不良，强度不够，制造缺陷。5）零、部件加工制造不良，精度不够。7）转子动平衡不符合技术要求。第三章 旋转机械的振动监测与

3、诊断3.1.2 发生故障第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.2 发生故障的主要原因及来源（2）安装、维修不当引起的故障1）机器安装不当，零部件错位，预负荷大。2）轴系对中不良（对轴系热态对中考虑不够）。3）机器几何参数（如配合间隙、过盈量及相对位置）调整不当。4）管道应力大，机器在工作状态下改变了动态特性和安装精度。5）转子长期放置不当，改变了动平衡精度。6）安装或维修过程破坏了机器原有的配合性质和精度。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.2 发生故障第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.2 发生故障的主要原因及来源（3）运行、操作不当引起的故障1）机器在非设计状态下运行（如超转速、

4、超负荷或低负荷运行），改变了机器工作特性。2）润滑或冷却不良。3）旋转体局部损坏或结垢。4）工艺参数（如介质的温度、压力、流量、负荷等）操作不当，机器运行失稳。5）启动、停车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长。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.2 发生故障第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.2 发生故障的主要原因及来源（4）机器长期运行引起的故障1）长期运行，转子挠度增大。2）旋转体局部损坏、脱落或产生裂纹。3）零部件磨损、点蚀或腐蚀等。4）配合面受力劣化，产生过盈不足或松动等，破坏了配合性质和精度。5）机器基础沉降不均匀，机器壳体变形。第三章 旋转机械

5、的振动监测与诊断3.1.2 发生故障第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.3 转子振动的类型1）横向振动振动发生在包括转轴的横向平面内。旋转机械大多数故障所激发的振动为横向振动，是主要研究对象。 2）轴向振动振动发生在转轴的轴线方向上。3）扭转振动沿转轴轴线发生的扭振。 多盘转子的柔性轴将产生扭转振动。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.3 转子振动第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4 转子的横向振动3.1.4.1 力学模型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4 转子的横第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.2 转子涡动由于离心力作用，转子产生动挠度 (1) 转子有两种运

6、动：（1）转子的自身转动（2）弓形转动，即弯曲的轴心线AOB与轴承连线AOB组成的平面绕AB轴线转动 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.2 转子第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.2 转子涡动园盘的运动方程为 ：式中 k-转子的刚度系数， x,y-园盘几何中心的水平、铅垂方向坐标 （2）第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.2 转子第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.2 转子涡动其解为 ： 园盘转子中心0在互相垂直的两个方向作频率为 n 的简谐振动。一般情况下振幅X、Y不相等，点0的轨迹为一椭圆。0的这种运动是一种“涡动”，或称“进动”。转子的涡动方向与转子的转

7、动角速度 同向时称为正进动；与之反向时称为反进动。 (3)第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.2 转子第三章 旋转机械振动监测与诊断3.1.4.3 转子的临界转速 园盘中心(重心)G 相当于转轴中心O有偏心距 e=OG，园盘以角速度转动时，重心G的加速度为：（4）其中 、 表示 点的加速度分量第三章 旋转机械振动监测与诊断3.1.4.3 转子的第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.3 转子的临界转速 ：在转轴的弹性力 F=ka 作用下：（5）则轴心O的运动微分方程为：即（6）第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.3 转子第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.3 转子的

8、临界转速 ：（7）其特解为 代入上式得振幅（8）上式写为复数形式：第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.3 转子第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.3 转子的临界转速 ：园盘或转轴中心O对于不平衡质量的响应为：正常运转情况：（9） O, O和G三点始终在同一直线，这直线绕点O以角速度转动，O和G作同步进动(涡动)，两者的轨迹是半径不相等的同心圆。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.3 转子的第三章 旋转机械的振监测与诊断3.1.4.3 转子的临界转速 ： a. n时，A0， O和G点在O的同一侧，图a所示； 图a. n第三章 旋转机械的振监测与诊断3.1.4.3 转子的第

9、三章 旋转机械的振动监测与诊断3.1.4.3 转子的临界转速 ： 当 时，Ae，或OO -OG，园盘的重心G近似落于固定点O，振幅很小，转动反而比较平稳。称为“自动对心”。图b. nb. n时，A300kW，转速10100r/s监测部位：轴承外壳上的三个正交方向刚性支承：固有频率高于机器的主激励频率的底座。柔性支承：固有频率低于机器的主激励频率的底座。ISO3945-1985振动烈度支 承 类 别Vrms(mm/s)刚性支承柔性支承0.45优优0.711.121.82.8良4.5良7.1可11.2可18.0不合格28.0不合格71.0A、振动绝对标准1)旋转机械通用标准ISO3945-1985

10、第三章 旋转机械的振动监测与诊断A、振动绝对标准2) ISO2372级小型机械(如15kW以下电机)级中型机械(如1575kW电机和300kW以下机械)级大型机械(安装在坚固基础上,转速600 12000r/min,振动测定范围101000Hz)级大型机械(安装在较软的基础上)ISO2372振动烈度（mm/s）级级级级0.28AAAA0.450.711.12B1.8B2.8CB4.5CB7.1DC11.2DC18D28D4571第三章 旋转机械的振动监测与诊断A、振动绝对标准2) 第三章 旋转机械的振动监测与诊断A、振动绝对标准3) 一般离心式、轴流式通风机振动判别标准（JBTQ334-87）

11、vrms(mm/s)状态判别5.0良好6.3合格4) 大型离心式、轴流式鼓风机振动判别标准（JBTQ433-85）vrms(mm/s)状态判别1.5良好2.8允许4.5较差第三章 旋转机械的振动监测与诊断A、振动绝对标准3) 第三章 旋转机械的振动监测与诊断A、振动绝对标准5) 加工机床振动推荐标准机床类型标准值xp-p(m)机床类型标准值xp-p(m)螺纹磨床0.251.5无心磨床1.002.5仿形磨床0.762.0镗 床1.522.5外圆磨床0.765.0车 床5.0025.4平面磨床1.275.0第三章 旋转机械的振动监测与诊断A、振动绝对标准5) 第三章 振动监测与诊断技术A、振动绝对

12、标准6)往复机械 GB7777-87 往复活塞压缩机械振动标准类别压缩机结构形式振动烈度（mm/s）对称平衡型18.0角度式（L型、V型、W型、扇型）、对置式28.0立式、卧式45.0非固定型71.0注意：对一台具体的设备，应经过长期的资料积累和分析，才能定出使用的标准。 第三章 振动监测与诊断技术A、振动绝对标准6)往复机械第三章 旋转机械的振动监测与诊断B 相对标准 对设备同一部位的振动进行定期监测，以设备正常情况下的测定值为初值，根据实测值与初值的比值是否超越标准来判断设备的状态。1) ISO建议的相对标准低频（4000HZ)注意区2.5倍6倍异常区10倍100倍第三章 旋转机械的振动监

13、测与诊断B 相对标准 第三章 旋转机械的振动监测与诊断B 相对标准2) 我国一些厂家采用的相对标准低频（1000HZ)注意区1.32倍3倍异常区4倍6倍3) 丰田利夫建议采用的相对标准旋转机械、齿轮滚动及滑动轴承良好12倍12倍注意24倍26倍危险4倍6倍第三章 旋转机械的振动监测与诊断B 相对标准2) 我国第三章 旋转机械的振动监测与诊断C 类比标准对同规格、同运行工况的数台设备的同一部位进行测定，并对测定值进行相互比较，从而判定某台设备是否发生异常。类比判别标准低频(1000Hz)机械低频(1000Hz)机械异常1倍2倍绝对标准相对标准类比标准三种标准可结合使用第三章 旋转机械的振动监测与

14、诊断C 类比标准类比判别标第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.3.2 统计分析法与劣化趋势常用统计量:振动烈度 vrms位移的峰-峰值 xp-p峰值指标 C偏态(歪度) x峭度 x图4-33 劣化趋势图第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.3.2 统计分析法第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断 研究诊断信息提供的振动特征与设备故障之间的逻辑关系，确定故障的类型、性质、部位及产生故障的原因。图4-39 简易诊断与精密诊断过程比较第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断模式：从诊断信息中提取若干(n个)诊断

15、指标(统计量)构成一个n 维向量X=x1,x2, ， xkT。图4-40 模式识别的方法原理模式识别：把待检模式Xt与k种典型故障模式Xi（i=1，2，k）进行比较、分类的方法。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断模式识别过程：一个完整的模式识别问题需要经过数据采集、数据预处理、特征选择提取和模式识别四大步骤。 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断模式识别系统组成示意图 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三章 旋转机械的振

16、动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断模式识别的主要方法：优点：简单、直观。适用于故障特征比较突出的单一故障情况。1) 直接观察法(经验法)：把待检模式的特征与典型模式的特征进行比较、分析后进行分类。缺点：不适于多种故障并发的复杂情况，当故障之间特征雷同（模式边界不清晰）时也难于对故障进行准确诊断。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断模式识别的主要方法：（1）时序诊断法2) 计算机辅助诊断法：模式识别聚类分析（2）模糊诊断法（3）灰色系统诊断法（4）粗糙集诊断法第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三

17、章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断模式识别的主要方法：（5）基于统计特征量的故障识别方法 2) 计算机辅助诊断法：模式识别聚类分析 常用的统计特征量有峰值、有效值、均值、方差或二次原点距、偏态、峭度、峰-峰值等有量纲量和波形特征、峰值特征、脉冲特征、裕度特征等无量纲量。（6）基于谱分析方法的故障识别方法 （7）基于高阶统计量分析方法的故障识别方法 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断模式识别的主要方法：（8）基于时频分析的故障识别方法小波分析：具有时频“聚焦”特性，称为“数学显微镜” 2) 计算机辅

18、助诊断法：模式识别聚类分析（9）基于混沌分形理论的故障识别方法 系统的混沌特征主要表征在熵（信息熵，近似熵、Kolmogrov熵）、奇异吸引子的分形维数（盒维数，关联维数，广义维）、Lyapuaov指数和最大Lyapuaov指数、多重分形等。 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密诊断模式识别的主要方法：人工神经网络、支持向量机等 3) 计算机自动识别法：诊断专家系统第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.4 旋转机械的精密第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.1 转子不平衡(结合动画演示)1）

19、材质不均、制造精度较差（如内、外圆不同心）及结构特点（如键槽等）。 3.5.1.1 不平衡的原因分析2） 安装不良造成偏心（如斜键）而导致不平衡。 3） 配合松动而导致不平衡。 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析4） 轴弯曲或轴变形（受热不匀、水平存放过久等）而导致不平衡。5） 转子运转过程中旋转零件（如叶片、齿轮等）的磨损、腐蚀、剥落或介质沉积不匀而导致不平衡。 3.5.1.1 不平衡的原因分析6） 旋转零件的断裂（如崩齿、叶片脱落等）而导致不平衡。 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章

20、 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.1 转子不平衡a幅频特性曲线； b相频特性曲线图4-42 转子不平衡的振动特性曲线 3.5.1.2 转子不平衡的振动分析第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析a 频率特征：单一的旋转频率（工作频率）fr。3.5.1.3 转子不平衡的振动特征分析b 相位特征：在工作频率下相位稳定。c 振动方向：径向。d 轴心轨迹：椭圆。f 转速跟踪动态特性：转子启动时，振幅随转速增大而增大；在临界转速时出现最大峰值（共振峰）；超过临界转速时振幅逐渐减小。e 振动稳定性：稳

21、定。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析A 刚性转子与柔性转子的区别： 3.5.1.3 转子不平衡的振动特征分析 刚性转子的额定转速在临界转速之下，启动时振幅仅随转速增大而增大； 柔性转子的额定转速在临界转速之上，启动时振幅先增大而后减小。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析B 转子不平衡与基础共振的区别： 3.5.1.3 转子不平衡的振动特征分析 基础共振：主要为铅垂方向振动，水平方向与铅垂方向的振动信号之间无相位差。 转子不平衡：激

22、振力是一旋转矢量，水平方向与铅垂方向的振动信号之间有90的相位差。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析诊断实例:汽轮机不平衡 3.5.1.3 转子不平衡的振动特征分析 (简易)图2-21 汽轮机不平衡振动的波形和幅值勤谱a) 时域波形 b) 幅值谱第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析 转子零部件缺损使转子突生产生不平衡，因此其振动特性与转子不平衡相同。其特点是在零部件缺损（失落）瞬间其振动突发性增大后稳定、其振动相位突变后稳定，其振幅突

23、然增大。3.5.1.4 转子零部件缺损（失落）的振动特征分析第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析a 频率特征：旋转频率（工作频率）fr，及其倍频2fr 。3.5.1.5 转子轴弯曲的振动特征分析b 相位特征：在工作频率下相位稳定。c 振动方向：径向、轴向。d 轴心轨迹：椭圆。f 机器开始运行振动就大。e 振动稳定性：稳定。g 刚性转子两端相位差180 。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.2.1 转子不对中的类型及危害性3.5.

24、2 转子不对中（动画演示）转子不对中的类型:平行不对中、角度不对中、综合不对中。图4-43 不对中的类型a平行不对中； b角度不对中； c综合不对中第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析转子不对中的危害性对刚性转子：可导致滚动轴承滚动体荷载不均而产生振动噪声和过度磨损，严重时可使轴承“卡死”无法运转。对柔性转子（一般采用流体动压滑动轴承）：使油膜承载失稳而导致半速涡动及油膜振荡。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.2.2 产生不对

25、中的原因分析1）转子及支座安装不良。2）轴承支座由不均匀膨胀引起变形。3）地基下沉。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析a 频率特征：除旋转频率fr外，以二倍频2 fr 或四倍频4 fr为主，还有高次倍频n fr 。3.5.1.3 转子不对中的振动特征分析b 相位特征：较稳定。c 振动方向：径向、轴向。d 轴心轨迹：双环椭圆。e 振动稳定性：稳定。f 负荷变化和油温（滑动轴承油温）变化对转子的振动影响明显。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故

26、障分析转子不平衡最明显的特征：轴向振动较大、二倍频（2fr）或 四倍频（4fr）成分突出。3.5.1.4 转子不对中的诊断方法1）转子轴向振动较大2）联轴器相邻轴承处振动较大3）随机器负荷增大而振动增大4）对环境温度变化敏感第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.1.4 转子不对中的诊断方法5）转子两端轴向振动的相位差为1806）采用三维全息谱(二倍频分量)图4-44 转子不对中时转子两端二倍频分量之间的幅值关系图4-45 转子其它故障激发的二倍频分量之间的幅值关系第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机

27、械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.1.4 转子不对中的诊断方法不对中的频谱图(简易)图4-11 不对中的频率特征a) 平行不对中 b) 角度不对中第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断不对中诊断实例:一台离心压缩机,电动机转速1500r/min(fr=25Hz)(简易)图4-14 离心压缩机结构简图(简易)图4-15 压缩机故障处理前后A点水平方向振动频谱图a) 故障处理前 b) 故障处理后第三章 旋转机械的振动监测与诊断不对中诊断实例:一台离第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分

28、析诊断实例：132kW的鼓风机，转速为2950r/min（fr=49.17Hz）图4-46 鼓风机监测示意图第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析诊断实例：132kW的鼓风机，转速为2950r/min（fr=49.17Hz）图4-47 1#轴承加速度功率谱a垂直测点； b水平测点诊断结论1：功率谱中以轴的转频fr成分为主，判定为叶片不平衡。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析诊断实例：132kW的鼓风机，转速为2950r/min（fr=4

29、9.17Hz）图4-48 2#轴承加速度功率谱a垂直测点； b水平测点诊断结论2：功率谱中除轴的转频fr成分外，二倍频、三倍频等高次谐波也较突出，判定为联轴器不对中。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.3 基座或装配松动非线性振动特征1）振动频率：a 当转速低于临界转速时为fr，当转速高于临界转速时为分数谐波（非线性振动）(0.30.5 fr)b 常伴频率：2 fr，3 fr，倍频2）振动稳定性：不稳定，工作转速达到某阈值时，振幅突然增大或减小第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋

30、转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.3 基座或装配松动非线性振动特征3）振动方向：松动方向的振动大4）振动相位：不稳定5）轴心轨迹：椭圆或紊乱6）振动对转速变化很敏感第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.3 基座或装配松动诊断实例图4-49 电机后轴承垂直方向振动波形和频谱电机转频fr50Hz振动信号的频谱中以fr、3 fr、5 fr、7 fr、9 fr等为主，其中3 fr最为突出。诊断结论：支承部件松动检查结果：地脚螺栓松动第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章

31、 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.4 油膜涡动及油膜振荡3.5.4.1 油膜失稳故障的机理图4-50 油膜轴承处于稳定状态轴的载荷P与油膜动压的合力R相平衡第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.4 油膜涡动及油膜振荡3.5.4.1 油膜失稳故障的机理图4-51 油膜轴承处于扰动状态R与P不再保持平衡，其合力F可分解为铅垂分量FM及水平分量Fr。Fr为恢复力， FM为涡动力。当恢复力矩大于涡动力矩时，轴承回到稳定状态工作；当涡动力矩大于恢复力矩时，轴心开始涡动（转轴除自转外，还绕轴

32、承中心公转）。第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.4 油膜涡动及油膜振荡3.5.4.2 油膜涡动的振动特征（自激振荡）1）涡动频率：(0.420.48fr)2）常伴频率：fr3）振动稳定性：较稳定4）振动方向：径向5）相位特征：稳定6）轴心轨迹：双环椭圆图4-52 稳定涡动的轴心轨迹 7）涡动强度与油温关系密切第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.4 油膜涡动及油膜振荡3.5.4.2 油膜涡动的振动特征（自激振荡）8）涡动

33、频率随转频升降，保持f fr/2 当转频达到两倍临界转速时，发生涡动共振。转频若再增加，涡动频率将不再变化。图4-53 涡动频率与旋转频率的关系第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.4 油膜涡动及油膜振荡3.5.4.3 油膜振荡（涡动共振）的振动特征（自激振荡）1）振荡频率： 0.43 fr2）常伴频率：旋转频率与振荡频率的组合频率 3）振动稳定性：不稳定4）振动方向：径向5）相位特征：不稳定（突变） 6）振荡强度与油温关系密切 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测

34、与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.4 油膜涡动及油膜振荡3.5.4.3 油膜振荡（涡动共振）的振动特征（自激振荡）7）轴心轨迹：扩散不规则 图4-54 油膜振荡的振幅增长变化情况第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.4 油膜涡动及油膜振荡3.5.4.3 油膜振荡（涡动共振）的振动特征（自激振荡）油膜振荡的识别方法： 1）fr等于或高于2fn（临界转速）时突然发生振动强烈，有吼叫声2）振荡发生前为油膜涡动3）非线性特征 第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型第三章 旋转机械的振动监测与诊断3.5 旋转机械的典型故障分析3.5.4 油膜涡动及油膜振荡实例分析图4-55 一台空压机的瀑布图 一阶临界转速nc=3500r/min(fc=58.3Hz) 转速升至4260r/min(nc)时开始出现半速涡动的低频分量，涡动频率与旋转频率之比保持在0.420.5之间。 转速升至7500r/min(125Hz)时，涡动转速仍为2820r/min(fc=58.3Hz)，这时涡动幅值逐渐增大，从半速涡动发展成油膜振荡