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的类型，称为轴的角度偏差。几乎所有的错误的情况可以看出，作为两种基本类型的组合。
平行不对中会在每个轴 的耦合端产生剪切和弯曲力矩 。联轴器两端轴承的径向 （垂直和水 平方向 、上都会产生很强的2X和IX振动 。但在大多数情况下2X 的振幅要髙于IX振幅 。单纯的平行不对中 ，其轴向上的IX和2X振幅都较小。 联轴器两端轴向振动的相位差为180度， 同时在径向上异相。
由于不对中而增加的旋转力会 对轴承和密封件施加异常的应力， 往往导致昂贵的机器部件 过早损坏和增大能耗， 例如会引起联轴器损坏 ，还会损坏其它机器部件包括齿轮， 皮带，皮带轮， 叶片等。
不对中主要由以下原因引起 ：元部件的不精确装配 ，如电机、泵等；安装后元部件间 的相对位置发生移动 ：因为管道系统的压力而造 成的扭曲变形 ；由于扭矩而引起的 柔性支撑扭曲变形 ；温度变化引起的 机器变形； 耦合面与轴线不垂直 ；由于地基柔性太大 ，在旋紧嫘母时机 器发生移动 。当然，机器不对 的还有一个重要原因就 是机器开始安装时没有 完全对中 。这可能与安装人员缺乏足 够的培训或相应的安装设施（ 和时间）有关 。因此通常机器会出现不对 中或密封圏和轴承的损坏。
4.1.2 不平衡
不平衡就是质量和几何中心 线不重合所导致的一种故障状态 （质心不在旋转轴上） ，当转子旋转时 ，其“重心”产生一个离心 力作用在轴承上 ，该力的大小随着转 子的旋转而稳定的变化 。因此，如果电主轴出现不平衡 ，我们就会
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看到一个转 速频率的正弦时域波形 ，同时在频谱中1X处出现一 个很髙的波峰。不平衡有两种类型 ：静态不平衡和偶不平衡 。
最简单的不平衡类型就是 \重心\位于转子上非旋转中心的某一个点处 。这也被称为静态不平衡 ，因为即使转子不旋转它仍然 存在一如果将转子放在 一个无摩擦力的轴承上 ，其“重心”会转至最低的位置 。静态的不平衡导致转子两端的轴承在IX处出现不平衡应力 ，并且两端轴承上应 力的方向相同 ，其产生的振动信号同相位 。一个单纯的静态不平衡将在 振动频谱中产生一个强 烈的基频波蜂 ，其振幅与不平衡的严重程度 以及旋转速度的平方呈正比 ，轴承在IX处的相对振幅 取决于转子“ 重心”的位置。
偶不平衡转子在静止的情 况下可能是平衡的 （当置放在无摩擦 力的轴承上，它看起来是完全平衡的） 。但是一旦开始旋转 ，它就会在两端轴承上产 生反相离心力 。如果仅从振动频谱上来看它 们都是很相似的；我 们只能通过相位测定来帮助区分偶不 平衡和静态不平衡这两种不平衡状态 。
转子上可能同时存在 着静态不平衡和偶不平衡 ，这种情况称之为动态不平衡 ，在实际当中会经常遇到 。如果没有相关的相位信息， 将很难区分静态和动态不平衡 。对动态不平衡进行校正时 ，需要在多个平面上进行平衡 ，而从理论上讲， 静态不平衡只需要添加一个 平衡重就可以矫正 。然而想要确定平衡块的安装位置就必须 准确的找到相反的不平衡点的位置， 但事实上这通 常是很难实现的。
引起转子不平衡的原因有 ：结构设计不合理 ，制造和安装误差 ，材料不均匀， 运行中转子的腐蚀 、磨损 、结垢 、零部件的松动和脱落等 。转子不平衡
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故障包括 ：转子质量不平衡、 转子初—始弯曲、 转子热态不平衡、 转子部件脱落、 转子部件结垢等 。
4.1.3油膜涡动与油膜振荡
油膜涡动是转子中心绕轴 承中心转动的亚同步现象 ，是由于过量余隙和过小的 径向负载而引起的 ，其回转频率即振动频率约 为转子回转频率的一半 ，所以常称为半速涡动 。
通常 ，油膜本身以略低于50% 。的速度环绕轴颈转动 ，润滑和冷却轴承 。如果轴受到诸如突然 冲击或外部冲撞等干扰力 ，可能瞬间增大相对于某平衡位置的偏心 ，导致油膜与轴之间产生 附加的力。 在这种情况下，促使转子绕轴承中心以 0.38X~0.48X转速频率回转 ，它决不会刚好在0.5X处， 而总是稍稍低于这个频率 。如果系统中有足够的阻尼 ，轴可能返回到正常位置并且稳定。 否则，轴将继涡动运行 ，并发生剧烈的振动。 当振动幅值达到轴承正常间隙的50%时， 认为油膜涡动很严重， 一旦发现就需要立即修正， 因为他会迅速损坏轴承内的金属接触面。
油膜振荡是-种破坏性极强的故障 ，有时发生在超临界速度运转 的大型多转子设备上， 当油膜祸动激发的振频与转轴的固有 频率相匹配时就会出现油膜振荡 。随着转子转 速的提高，油膜涡动的频率也提高 ，两者保持一个近乎不变的恒定比例 ，即约为0.5。 但是当转子回转频率约为该 转子一阶临界转速的两倍时 ，随着转子转速的提高， 涡动频率将保持不变， 而且等于该转子一阶临界转速 。这时，油膜涡动变为油膜振荡。 此时， 油膜可能不再具有支承能力 。振荡转速将 \锁定\在转子临界转速， 由它激发产生的共振能够达到非 常高的振动
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级 ，这是一种可导致灾难性破 坏的不稳定振动 。油膜振荡有时还会发生在 刚启动的带长轴的机器上 。因为被激活的固有频率对 系统有着控制性的影响 ，随着速度的增加其振 动频率不会发生变化 。反之，对于单一的油膜振荡 ，它的频率随着转速 的改变而变化 。这也是一个很好的用来检 测油膜振荡方法 。
解决油膜涡动和油膜振荡 问题的关键是保持轴承 间隙的合适大小 ，同时还要保证足够的径 向载荷。 大型涡轮机提速时， 快速的通过临界频率可以有效 防止油膜振荡的产生 。
4.2谐波小波试验分析
频谱分析是旋转机械故障诊断中信号处理最重要和最常用的分析方法。由于高速电主轴属于复杂的机电耦合系统，其运行环境复杂多变，无论是国际还是国内的研究，都没有根据高速电主轴的运行状态进行故障分析的恰当方法。旋转机械的故障信息常在振动状况方面体现出来，电主轴的振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类，其中过大的径向振动往往是造成主轴过早失效的主要原因，也是状态监测的主要参数和进行故障诊断的主要依据。
对于电主轴这类的高速旋转机械来说，振动信号中的很多频率分量都与转子转速密切相关，往往是转速频率的整数或分数倍。因此，利用频谱分析技术进行高速电主轴的振动监测和故障诊断具有很大的研究价值。实验针对170MD15Y20型电主轴，对其进行频谱分析。
当电主轴以15000r/min的转速工作时，测得电主轴前端轴承伸出端垂直方向测点的振动幅值频谱如图8所示。
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图8、 电主轴前端轴承垂直方向上的测点在15000r/min时的频谱图 通过对比八种不同转速下频谱图中重复出现以及规律出现的各频谱分量，再结合工程实际分析可得到以下结论：
① 由15000r/min频谱图可知，出现了精确的倍频2x，3x??出现许多毛刺，噪声水平较高，这些都是转子系统松动时出现的典型征兆。
② 图中出现2x频率成分，且2倍频处的振动幅值比基频要大，结合之前所 做的轴心轨迹形状可得出一致结论：高速电主轴出现转子不对中故障，且处于早期故障状态。
③ 图中基频，3x，5x，7x，9x等奇数倍频处都出现了不同程度的边频峰值，但是通过验算主频与边频之间的峰值分贝差[30]可知主轴电机转子绕组没有出现故障。
为了提高信号的信噪比以及分辨率，本实验针对低频段（基频以下部分）采取频谱细化的方法对其振动特性进行深入研究，细化频段范围是0-210HZ，如图9所示：
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