101
1 特征频率 1项 2 常伴频率 3 振动稳定性 稳定 4 振动方向 径向 5 相位特征 稳定 6 轴心轨迹 椭圆 7 进动方向 正进动 8 矢量区域 不变 （2）敏感参数（表6-3）
表6-3 转子质量偏心的敏感参数 1 振动岁转速变化 明显 2 振动随负荷变化 不明显 3 振动随油温变化 不变 4 振动随流量变化 不变 5 振动随压力变化 不变 6 其他识别方法 低速时振幅趋于零 2、 转子部件缺损的诊断方法 （1） 振动特征 （表6-4）
表6-4 转子部件缺损的振动特征 1 特征频率 1x 2 常伴频率 3 振动稳定性 突发性增大后稳定 4 振动方向 径向 5 相位特征 突发后稳定 6 轴心轨迹 椭圆 7 进动方向 正进动 8 矢量区域 突发后稳定 （2） 敏感参数（表6-5） 表6-5 转子部件缺损的敏感参数
1 振动岁转速变化 明显 2 振动随负荷变化 不明显 3 振动随油温变化 不变 4 振动随流量变化 不变 5 振动随压力变化 不变 6 其它识别方法 振幅突然增加
3、 故障位置的诊断方法 准确判定故障发生的位置。对于采取有效的治理措施是的。 简便的判定方法为“三位诊断法”，具体方法如下：
1） 转子的1阶振型及2阶振型如图6-16所示，将转子分为A、B、C三段，测出个段
的振型响应，如图6-17所示。
2） 用V1、V1分别表示轴承1处A段的1阶及2阶振动响应，用V2、V2分别 表示轴承2处C段的1阶及2阶振动响应，则
101
(1)(2)(1)(2)102
(1)(2)??V1?V1?V1 ? （6-23） (1)(2)??V2?V2?V23） 确定故障位置。故障位置在转子的左端A段时
?V1?maxV1(1),V1(2)? ? （6-28）
(1)(2)??V1?maxV2,V2故障位置在转子的中间位置B段时
?????V1?V1(1)? ? （6-29）
(1)??V2?V2故障位置在转子的左端C段时
?V1?maxV1(1),V1(2)? ? （6-29）
(1)(2)??V2?maxV2,V2由式（6-27）、（6-28）或（6-29）即可确定故障位置。
4、 转子质量偏心的故障原因及治理措施 （1） 故障原因（表6-6）
表6-6 转子质量偏心的故障原因 故障来源 ????1 设计、制造 结构不合理，制造误差大，材质不均匀，动平衡精度低 2 安装、维修 转子上零件安装错位 3 运行、操作 转子回转体结垢（例如压缩机流道内结垢） 4 机器劣化 转子上零件配合松动 主要原因 （2） 治理措施
1） 转子除垢，进行修复。
2） 按技术要求对转子进行动平衡。 5、 转子部件缺损的故障原因及治理措施 (1) 故障原因（表6-7）
表6-7 转子部件缺损的故障原因
故障来源 主要原因 1 设计、制造 结构不合理，制造误差大，材质不均匀 2 安装、维修 转子有较大预负荷 3 运行、操作 1）超速、超负荷运行 2）零件局部损坏脱落 4 机器劣化 转子受腐蚀疲劳，应力集中 （3） 治理措施 修复转子，重新动平衡，正确操作。 三、诊断实例
某大型离心机式压缩机，经检修更换转子后，机组运行时发生强烈振动，压缩机两端
轴承处径向振幅超过设计允许值3倍，机器不能正常运行。主要振动特征如图6-18所示。
102
103
1） 振动与工作转速同频，其时域波形如图c所示。 2） 频谱中能量集中于基频，具有突出的峰值（见图a）。 3） 轴心轨迹为椭圆（见图b）。 4） 转子相位稳定，为同步正进动。 5） 改变工作转速，振幅有明显变化。
诊断意见 根据图6-18所示的振动特征可知，压缩机发生强烈振动的原因是由于转子质量偏心、不平衡造成的，应停机检修或更换转子。
生产验证 按该转子的动平衡技术要求，不平衡质量误差应小于1.8?m/s。经拆机检验，转子的实际不平衡量一端为6.89?m/s，另一端为7.24?m/s，具有严重不平衡质量。将该转子在工作转速下经过认真高速动平衡，使其达到技术要求。该转子重新安装后，压缩机恢复正常运行。
第四节 转子弯曲的故障机理与诊断
转子弯曲包括转子弓形弯曲和临时性的弯曲两种故障。
转子弓形弯曲是指转子轴呈弓形，它是由于转轴结构不合理、制造误差大、材质不均 匀、转子长期存放不当等，发生永久弯曲变形或是由于热态停机时未及时盘车、热稳定性差、长期运行后转轴自然弯曲加大等原因造成的。转子临时性弯曲是指转子的转轴有较大预负荷、开机运行时暖机不足、升速过快、加载太大、转轴热变形不均匀等原因造成的。转轴弓形弯曲与转轴临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机相同。
一、振动机理
103
104
旋转轴弯曲时，由于弯曲所产生的力和转子不平衡所产生的力相位不同，两者之间相互作用有所抵消，转轴的振幅将在某个速度下减小。当弯曲的作用小于不平衡时，振幅的减小发生在临界转速以下；当弯曲的作用大于不平衡时，振幅的减小就发生在临界转速以上。
转子无论发生弓形弯曲还是临时性弯曲，他都要产生于质量偏心类似的旋转矢量激振力，同时在轴向发生与角频率相等的振动。这两种故障的机理与转子质量偏心相同。
二、诊断方法及治理措施 转子弓形弯曲和转子零时性弯曲的故障诊断，与转子质量偏心的诊断方法基本相同。其不同之处是，具有转子弓形弯曲故障的机器，开机起动时振动就较大；而转子临时性弯曲的机器，是随着开机升速过程振幅增大
到某一值后振幅有所减小，其振幅矢量域如图6-19所示。
1、转子弓形弯曲的诊断方法 (1) 振动特征（表6-8）
表 6-8 转子弓形弯曲的振动特征 1 特征频率 1x 2 常伴频率 2x 3 振动稳定性 稳定 4 振动方向 径向、轴向 5 相位特征 稳定 6 轴心轨迹 椭圆 7 进动方向 正进动 8 矢量区域 矢量起始点大，随运行继续增大 （2） 敏感参数（表6-9）
表6-9 转子弓形弯曲的敏感参数 1 振动随转速变化 明显 2 振动随负荷变化 不明显 3 振动随油温变化 不变 4 振动随流量变化 不变 5 振动随压力变化 不变 6 其它识别方法 1） 机器开始升速运行时，在低速阶段振动幅值就较大 2） 刚性转子两端相位差180 02、转子临时性弯曲的诊断方法 （1） 振动特征（表6-10）
表6-10 转子临时性弯曲的振动特征 1 特征频率 1x 2 常伴频率 3 振动稳定性 稳定 4 振动方向 径向、轴向 5 相位特征 稳定 6 轴心轨迹 椭圆 7 进动方向 8 矢量区域 正进动 升速时矢量逐渐增大，稳定运行后矢量减小 104
105
（2） 敏感参数（表6-11）
表6-11 转子临时性弯曲的敏感参数 1 振动随转速变化 明显 2 振动随负荷变化 不明显 3 振动随油温变化 不变 4 振动随流量变化 不变 5 振动随压力变化 不变 6 其它识别方法 升速过程振幅大，往往不能正常启动 ３． 转子弓形弯曲的故障原因及治理措施 1. 故障原因（表6-12）
表6-12 转子弓形弯曲的故障原因
故障来源 主要原因 1 设计、制造 结构不合理，制造误差大，材质不均匀 2 安装、维修 1） 转子长期性存放不当，发生永久弯曲变形 2） 轴承安装错位，转子有较大预负荷 3 运行、操作 高速、高温机器，停机后未及时盘车 4 机器劣化 转子热稳定性差，长期运行后自然弯曲
（2）治理措施
1）正确存放转子，科学管理。 2）校直转子。
3）按技术要求进行平衡。
2． 转子临时性弯曲的故障原因及治理措施 1. 故障原因（表6-13 ）
表6-13 转子临时性弯曲的故障原因 故障来源 主要原因 1 设计、制造 结构不合理，制造误差大，材质不均匀 2 安装、维修 转子有较大预负荷 3 运行、操作 升速过快，加载太大 4 机器劣化 转子稳定性差 （2）治理措施 1）重新开机启动
2）将转子转动90在启动。
三、诊断实例
例1 某厂告诉压缩机检修时更换了转子，该机开机后低速运行时压缩机振动较大，而且随着工作转速的升高，振动也随着增大并发生强烈振动，经数次开机都未能通过临界转速，机器不能正常运行，其振动矢量域如图6-19a所示。
诊断意见 根据区振动特征诊断，机器故障是转子弓形弯曲造成的。
生产验证 该压缩机的备用转子，在仓库中长期存放将近两年，未做过技术处理，致使转子由于自重而造成弯曲；转子安装使用前又未进行高速度平衡，从而造成开机时发生
105
0