于ωn时,即转速接近临界转速时,发生共振,振幅具有最大峰值。振动幅值对转速的变化很敏感,如图5所示。
(4) 当工作转速一定时,相位稳定。 (5) 转子的轴心轨迹为椭圆。
(6) 从轴心轨迹观察其进动特征为同步正进动。
轴弯曲与不平衡有相似的频谱特征。区分方法是：低转速下检查转子各部位的径向跳动量，可判断是否有初始弯曲；在一定转速下改变机组负荷，若振动随负荷而变化，则可能是局部摩擦、受热或冷却不均匀引起的热弯曲。
旋转机械转子不平衡的案例分析
案例一：
一大型离心式压缩机组蒸汽透平经检修更换转子后，机组启动时发生强烈振动。压缩机两端轴承处径向振幅达到报警值，机器不能正常运行。检测后其主要振动特征如图6所示。
图6 压缩机振动特征
由图6可见：
（1）振动大小随转速升降变化明显； （2）时域波形为正弦波； （3）轴心轨迹为椭圆；
（4）振动相位稳定，为同步正进动；
（5）频谱中能量集中于1×频，有突出的峰值，高次谐波分量较小。 诊断意见：根据以上结果可知，完全符合转子不平衡引起的振动特征，由此可以判定压缩机发生强烈振动的原因是由于转子不平衡造成的。
经检查该转子的库存记录，发现该转子库存时间较长，因转子较重，库房管理员未按规定周期盘转，所以初步断定是因此而造成的转子动平衡不良。
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处理措施：机组故障原因是转子不平衡，短期内不会迅速恶化。考虑到化工生产工艺流程生产不能中断，经研究决定，监护运行。在加强监测的前提下维持运行，其振动趋势稳定，没有增大的趋势。维持运行一个大修周期后，下次大修时更换转子并送专业厂检查，发现动平衡严重超标。
案例二：
某石化公司炼油厂一台压缩机组轴承箱振值突然增大，现已超过报警值，该压缩机组由电机驱动，由刚性联轴器连接，电机转速7501~11212r/min，该机组结构简图如图7所示。测试的有关数据见表1。
图7 该机组结构简图
表1 机组运行6075r/min时各测点振值及GAP电压值
分析：经到现场对该压缩机机组进行现场测试，从表1测得的数据来看，测点VT2431/VT2432和VT2433/VT2434水平方向全频值均大于垂直方向全频值；从测得的频谱图来看，测点VT2431/VT2432和VT2433/VT2434均以工频占主导（见图8和图9），且轴心轨迹为不规则椭圆，见图10。
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图8
图9
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图10
诊断结论：分析认为造成该机组高振值的主要原因是机组轴系不平衡。 诊断意见：结合机组运行实际情况认为转子存在严重损伤，建议立即停车检查。
生产验证：在次日对该机组进行了解体检修，发现第二级叶片上有明显裂纹，第一、三级叶片上分别存在多处细小裂纹，叶片出现了较严重缺损。因此证明了此次诊断的正确性。
案例三：
长岭炼化公司1#烟气轮机机组运行仅一个多月后停机检修发现转子叶片存在明显冲蚀且有较多催化剂块状物粘附,热态下烟气轮机轴心线高出风机轴心线0.73mm,存在明显不对中现象。检修时,清除转子上的灰垢后进行了低速动平衡校验,去重40多克,并适当调整了对中曲线。重新开机,烟气轮机振动在50m以下,风机振动更低,但烟气轮机稳定运行一个月左右后,又出现故障。第二次停机检修时发现转子上积附较多催化剂粉尘,但未出现粉尘结块现象,清理转子后,进行了低速动平衡校验,去重4g,重新调整了对中曲线。第二次开机前进行盘车(盘车转速75 r /min),烟气轮机振动约40m,过临界转速临近区域(约3600 r/min)时,烟气轮机振动达到90m,之后振动缓慢下降,当转速升到5400 r/min时,振动为45m,启动电机,将烟气轮机转速升至额定转速,此时烟气轮机振动突然上升至85m(此时烟气蝶阀开度为20),运行约半小时后,停止电机,转速降至3600r/min时,烟气轮机
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振动明显上升。
烟气轮机前后轴承振动测点布置,如图11所示。
图11 烟气轮机机组组成及测点布置图
使用加速度传感器测量烟气轮机运行时前后轴承振动,不同日期测得的数据,见表2。
表2 烟气轮机前后轴承振动加速度测量值??位: mm / s
案例分析：从表2可以看出,检修后烟气轮机后轴承(对应图11的测点9)轴向(9A)振动降低,但水平方向和垂直方向振动则反之;烟气轮机前轴承(对应图11的测点10)不论水平方向(10H),还是垂直方向(10V)振动均明显上升。这是烟气轮机故障运行征兆。
为了提取烟气轮机故障运行振动特征信息,及时准确识别烟气轮机故障发生类型,将CSI2115在线采集系统采集的烟气轮机在停机、升速及工作过程前后轴承振动时域信号作如下分析:
图12是烟气轮机停机过程前轴承振动瀑布图,它表示烟气轮机停机过程前轴承振动随转速的变化。烟气轮机停机过程是该图从下往上速度逐渐降低,过程中烟气轮机转速先以工频转速保持一段时间,然后逐渐降低,最后直至烟气轮机停止。由图可发现,烟气轮机在减速过程中前轴承振动频率及其幅值随转速降低而减小。这是由于烟气轮机转子不平衡激振力幅值与转速对应的频率的平方成正比,因此烟气轮机在停机过程中前轴承振动幅值随转速降低而减小。
图13是烟气轮机停机过程后轴承振动瀑布图,它表示烟气轮机停机过程后轴承振动随转速的变化。该图也是从下往上速度逐渐降低, 过程中烟气轮机转速先以工频转速保持一段时间,然后逐渐降低,最后直至烟气轮机停止。由图可看出，
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