旋轉機械的常見故（gù）障有（yǒu）很多，包（bāo）括不（bú）平衡、不對中、軸（zhóu）彎曲（qǔ）和熱彎曲、油膜渦動和油膜振蕩、蒸（zhēng）汽激振、機械鬆動、轉子斷葉片與脫落、摩擦、軸裂紋、旋轉失速與喘振（zhèn）、機械偏差和電氣偏差等。

01　不平衡（héng）

不平衡是各種旋轉機械中（zhōng）Z普遍存在的故障。

引起轉子不平（píng）衡（héng）的原因是多方（fāng）麵的，如轉子的結構設計（jì）不合理、機械加工質（zhì）量偏差、裝配誤差、材質不（bú）均勻、動（dòng）平衡精度差；運行中聯軸器相對位置的（de）改變；轉子部件缺損，如：運行中由於腐蝕、磨損、介質不均勻結垢、脫落；轉子受疲勞應力作用造成轉子的零部件（如葉輪、葉（yè）片、圍帶、拉筋等）局部損壞、脫落，產生碎塊飛出（chū）等。

2　不對中

轉子不對中通常是指相鄰（lín）兩轉子的（de）軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度。

轉子不（bú）對中（zhōng）可分為聯軸器不對中和軸承不對中。聯軸器不對中（zhōng）又（yòu）可分為平行不對（duì）中、偏角不（bú）對中和平行偏角不對中三種情況。平行不對中時振動頻率為轉子工頻的兩倍。偏角（jiǎo）不對中使聯軸器附加一個彎矩，以力圖減小兩個軸中心線的偏角。

軸每（měi）旋轉一周，彎矩作用方（fāng）向就交變一次，因此，偏角（jiǎo）不（bú）對中（zhōng）增加了轉子的軸向力，使轉子在軸向產（chǎn）生工頻振動。平行偏角（jiǎo）不（bú）對中是以（yǐ）上兩種情況的綜合，使轉子發生徑向和（hé）軸（zhóu）向（xiàng）振動。軸承不對中實際上反映的是軸承（chéng）座標高和軸中心位置的偏差。

軸承不對中使軸係的載（zǎi）荷（hé）重新分配。負荷較大的軸承可能（néng）會出現高次諧波振動，負荷較輕的軸承容易失穩，同時還會（huì）使軸係的臨界轉速發生改變。

3　軸（zhóu）彎曲（qǔ）和熱彎曲

軸彎曲是指轉子的中心線處於不直狀態。轉子彎曲分為（wéi）永久性彎曲和臨時性彎曲兩種類（lèi）型。

轉子永久（jiǔ）性彎曲是指轉（zhuǎn）子（zǐ）的（de）軸呈永久性的弓形，它是由於轉子結構不合理、製（zhì）造誤差大、材質不（bú）均勻、轉子長期存放不當而發生永久性的彎（wān）曲變形，或是熱態停車時未及（jí）時（shí）盤車或盤（pán）車不當、轉子的熱穩（wěn）定性差、長期運行後軸的自然（rán）彎（wān）曲加大（dà）等原因所造成。

轉子（zǐ）臨時性彎曲是指（zhǐ）轉子上有較大預負荷、開機運行時的暖（nuǎn）機操作不當、升速過快、轉軸熱變形不均勻等原因造成。

轉子永久性彎曲與臨時性彎曲是兩種不同的故障，但其故障的機理是相同的。轉子不論發生永久（jiǔ）性彎曲還是臨時性彎曲，都會產生與質量偏心情況相類似的旋轉矢（shǐ）量（liàng）激振（zhèn）力。

4　油膜渦動和油膜振蕩

油膜渦動和油膜振（zhèn）蕩是滑動軸承中由於油膜的動力學特性而引起的一種自激振動。

油膜渦動一般是由（yóu）於（yú）過大的軸承磨損或間隙、不合適的軸承（chéng）設計、潤滑油參數的改變等因素引起的。根據振動頻譜很容易識別油（yóu）膜渦動，其出現時的振動頻率接近轉速頻率的一半，隨著轉速的提高，油膜渦動的故障特征頻（pín）率與轉速頻（pín）率（lǜ）之比也保持（chí）在一個定值上始終不變，常稱為半速渦動。

油膜渦動和油膜振蕩是兩個不同的概念，它（tā）們之間既有區別，又有著密切的聯係。

當機器出現油膜渦動，而且油膜渦動頻率等於係統的固有頻率時就會發生油（yóu）膜振蕩。油膜振蕩隻有在機器運行轉速大於二倍轉子臨界轉速的（de）情況（kuàng）下才可能發生。當轉速升至二倍臨界轉速（sù）時，渦動頻率（lǜ）非（fēi）常接近轉子臨（lín）界轉速，因此產生共振而引起（qǐ）很大的振動。通常（cháng）一旦發生油膜振蕩，無論轉速繼續升至多少，渦動（dòng）頻率將總保持為轉子一階臨界轉速頻率。

轉子發生油膜振蕩時一般具（jù）有以下特（tè）征：

①時（shí）間波形發生畸變，表現為不規則的周期信（xìn）號，通常是在工頻（pín）的波形上麵疊加了幅值很大的低頻信號；

②在頻（pín）譜圖中，轉子的固（gù）有（yǒu）頻（pín）率ω0處的頻率分量的幅值Z為突出；

③油膜振蕩發生在工作轉速（sù）大於二倍一階（jiē）臨界轉速的（de）時候，在這之後，即使工作轉速繼續升高，其（qí）振蕩的特征頻率基本不變；

④油（yóu）膜振蕩的發生和消失具有突然性，並帶有慣性（xìng）效應，也就是說，升速時（shí）產生油膜振蕩的轉速（sù）要高於降速時油膜振蕩消失的轉速；

⑤油膜振蕩時，轉子的渦（wō）動方（fāng）向（xiàng）與轉子轉動的方向相同，為正進動；

⑥油膜振蕩劇烈（liè）時，隨（suí）著油膜的破壞，振蕩停止，油膜恢複後，振蕩又再次發生。如（rú）此持續下去，軸頸與軸承會不斷碰摩，產生撞擊聲，軸承內的油膜（mó）壓力有較大的波動；

⑦油膜振蕩時，其軸（zhóu）心軌跡呈不規則的發散狀（zhuàng）態，若發生碰摩，則軸心軌跡呈（chéng）花瓣狀（zhuàng）；

⑧軸（zhóu）承載荷越小或偏心率越小，就越容易發生油膜振蕩；

⑨油膜振蕩時（shí），轉子兩端軸承振動相位基本相同。

5　蒸汽激振

蒸汽激振產生的原（yuán）因通（tōng）常（cháng）有兩個（gè），一是由於調（diào）節閥開啟順序的原（yuán）因，高壓蒸汽產生了一個向上抬起（qǐ）轉子的力，從而減少了軸（zhóu）承比壓，因而使軸承失穩；二是由於葉頂徑向間隙不均勻，產生切向分力，以及端（duān）部軸封內氣體流動時所產生的切向分力，使轉子產生了自激振動。

蒸汽激振一（yī）般發生在（zài）大功率汽（qì）輪機的高壓轉子上，當發生（shēng）蒸汽振蕩時，振動的主要特點是振動對負荷非（fēi）常敏感，而且（qiě）振動的頻（pín）率與轉子一階臨界轉速頻率相吻合。在（zài）絕大多數情況下（xià）（蒸汽激振（zhèn）不太嚴重）振動頻率以（yǐ）半（bàn）頻分量為主。

在發生蒸汽振（zhèn）蕩時，有時改變軸承設計是沒有（yǒu）用的，隻有改進汽封（fēng）通流部（bù）分的設計、調整安裝間隙、較大幅度地降低負荷或改變主蒸汽進汽調節汽閥的開啟順序等才能解決問題。

6　機械鬆動

通常有三（sān）種類（lèi）型的（de）機械鬆動。

種（zhǒng）類型的鬆動是指機器的底座、台板和基礎存在結（jié）構鬆動，或水泥灌漿不（bú）實（shí）以及結構或基礎的變形。

第二種類型的鬆動主要（yào）是由於機器底座固定螺栓的鬆動或軸承座出現裂紋引起。

第三種（zhǒng）類型的（de）鬆動是由於部件間不合適（shì）的配合引起的，這時的鬆動通常是軸承蓋裏軸承瓦枕的（de）鬆動、過大的軸承間（jiān）隙或者轉軸上（shàng）的葉輪存在鬆動。這種鬆動的振（zhèn）動相位很不穩定，變（biàn）化範圍很大。鬆動時的（de）振動（dòng）具有方向性（xìng），在鬆動方向上，由於約束力的下降，將引（yǐn）起振動幅度加大。

7　轉子斷葉片與脫（tuō）落

轉子斷葉片、零部件或垢層脫落的故障機理與動平衡故障是相同的。其特征如下：

①振動的通頻振幅在瞬間突然升高；

②振動的特征頻率為轉子的（de）工作頻率；

③工頻振（zhèn）動的（de）相位也會發（fā）生突變。

8　摩擦

當（dāng）旋轉機械的旋（xuán）轉部件和固定部件接觸時，就會發生動、靜部分的徑向摩擦或軸向碰摩。這是一個嚴重的故障，它可能會導致機器整個損壞。在摩擦產生時通常分為（wéi）兩種情況：

種（zhǒng）是部分摩擦，此時轉子僅偶然接觸靜止部分，同（tóng）時維持接觸僅在轉子進動整周期的（de）一個分數部分，這通常對（duì）於機器的整體來說，它的破壞（huài）性和危（wēi）險（xiǎn）性相對比較小；

第二種，特（tè）別是對於機器的破壞性效果和危險（xiǎn）性來說就是更為嚴重的情況了，這就是整周的環狀（zhuàng）摩（mó）擦，有時候也稱為（wéi）“全摩擦”或“幹摩擦”，它們（men）大都在密封中產生。在整周環狀摩擦發生（shēng）時，轉子維持與密封的接觸是連續的，產生在接觸處的摩擦力能（néng）夠導致轉（zhuǎn）子（zǐ）進動方向的劇烈改變，從原本是向前的正進動變成（chéng）向後（hòu）的反進動。

摩擦的危害性很大，即使轉軸和軸（zhóu）瓦短時間摩（mó）擦也會造成嚴重後（hòu）果。

9　軸裂紋

轉子裂紋產生的原因多是疲（pí）勞損傷。旋轉機械的（de）轉子如果設計不當（包括選材不當或結構不合理）或者（zhě）加工方法不妥，或者（zhě）是運行時間超長的老舊機組，由於（yú）應力腐（fǔ）蝕、疲勞、蠕（rú）變等，會在轉子原本存在誘發點的位置產生微裂紋，再加上由於較大（dà）而且變化的扭矩和（hé）徑向載荷的（de）持續作用，微裂紋逐漸擴展（zhǎn），Z終發展成為（wéi）宏觀裂（liè）紋。

原始的誘發點通常出現在應力高而且材料有缺陷的地方，如軸上（shàng）應力集中點（diǎn）、加工時留下的（de）刀痕、劃傷處（chù）、材質存在微小缺陷（如夾渣等）的部位等。

在轉子出現裂（liè）紋的（de）初期，其擴展的速度比較（jiào）慢，徑向振動的（de）幅值增長也比較小。但（dàn）裂紋的擴展速度會隨著裂紋深度的加深而加速，相應的會出現振幅迅速增大的（de）現象。尤其是（shì）二倍頻幅值（zhí）的迅（xùn）速上升和其相位的變化往往可以提供裂紋的診斷信息，因（yīn）此可以（yǐ）利用（yòng）二倍頻幅值和相位的變化趨勢來診斷轉子（zǐ）裂紋。

10　旋轉失速與喘振

旋轉失速是壓縮機中Z常見的（de）一種不穩定現象。當壓縮機流量減少時，由（yóu）於衝角增大，葉柵背麵將發生邊界層分離，流道將（jiāng）部分（fèn）或全部被堵塞。這樣失速區會以某速度向葉柵運動的（de）反方向傳（chuán）播。

實驗表明，失速區的相對速度低於葉柵（shān）轉動的速（sù）度。因（yīn）此，我們可以觀察到失（shī）速區沿轉子的轉動方向以低於工頻（pín）的速度移動，故稱分（fèn）離區這種相對葉柵的旋轉運動為旋轉失速。

旋（xuán）轉失（shī）速使壓縮機中的流動情況惡化，壓比下降，流量及壓力（lì）隨時間波動。在一定轉速下，當入口流量減少到某一值時，機組會產生強烈的旋轉失速。強烈（liè）的旋轉失速會（huì）進一步引起整（zhěng）個壓（yā）縮機組係統的一種危險性更大（dà）的不穩（wěn）定的氣動現象（xiàng），即喘振。此外，旋轉失速時壓縮機葉片受到一種周期（qī）性的激振力，如旋轉失速（sù）的（de）頻率與葉片（piàn）的（de）固有頻率相吻合，則將引起強烈振動（dòng），使葉片疲勞損壞造成事故（gù）。

旋轉失速嚴重時可以導致喘振（zhèn），但二者並不是一回事。喘振除了與（yǔ）壓縮（suō）機內部的氣體流動情況有關之外，還同與之相連的管道網絡係統（tǒng）的工作特性有密切的聯係。

壓縮機總（zǒng）是（shì）和管（guǎn）網聯合工作的，為了保證一定（dìng）的流量通過管網，必須維持一定壓力，用（yòng）來克服管網的阻（zǔ）力。機（jī）組正常（cháng）工作時的出口壓力是與管網阻力相平衡的。但當壓縮（suō）機的流量減少到某一值時，出口壓力會（huì）很快下降，然而由於管網的（de）容量較大，管網中的壓力?不馬上降低，於是，管網中的氣體壓力（lì）反而大於壓縮機的出口壓力，因此（cǐ），管網中的氣體就倒（dǎo）流回壓縮機，一直到管網中的壓力下降到低於壓（yā）縮（suō）機出口壓力為止（zhǐ）。

這時（shí），壓縮機又開始向管網供氣，壓（yā）縮機的流量（liàng）增（zēng）大，恢（huī）複到（dào）正常的工作狀態（tài）。但當管網中（zhōng）的壓力又回到（dào）原來的壓力時，壓縮（suō）機的（de）流量又減少，係統中的流體又倒（dǎo）流。如此周而複始（shǐ）產生了氣體強烈的低頻脈動現象——喘振。

喘振故障的識別特征：

①產生喘振故障的對象為氣體壓縮機組或其它帶長管道、容器的氣（qì）體動力機械；

②喘振發生時，機組（zǔ）的入口流量小於相應轉速下（xià）的Z小流量；

③喘振時，振動的幅值會大幅度波動（dòng）；

④喘（chuǎn）振時，振動的特征頻率一（yī）般在1～15Hz之內；與（yǔ）壓縮機後（hòu）麵相聯的管網及容器的容（róng）積大小成反比；

⑤機組及與之相連的管道等附著物及地麵都發生強烈振動；

⑥出口（kǒu）壓力呈大幅度的波動；

⑦壓縮機的流量呈（chéng）大（dà）幅度的波（bō）動（dòng）；

⑧電機驅動的壓縮（suō）機組的電機電（diàn）流呈周期性的變化；

⑨喘振時伴有周期性的吼叫聲（shēng），吼叫聲的大小與所壓縮氣體的分子量和壓縮（suō）比成正比。

11　機械偏差和電（diàn）氣偏差（chà）

在振動（dòng）信號中，之所以會出現機械偏差和電氣偏差的問題（tí），這是由（yóu）非接觸式電渦流傳感器的工作原理所決定的。

切削加工不完善的軸表麵（橢圓形或不同軸）會產生一種正弦動態運動的指示，其頻（pín）率與旋轉部件的旋轉頻率相一致。不完善的切削表麵的原因通常是由（yóu）於（yú）Z後加工的機床的軸承磨損、刀具變鈍、進給太快或機床其（qí）它缺陷產生的，或者是車床頂針的磨損造成的。軸頸（jǐng）表麵上的不光滑或其它缺陷，如劃痕、凹坑、毛刺、鏽疤等也將會產生偏差輸出。

檢驗這種誤差狀態（tài）的Z簡單的方法是用百分表檢查軸頸的跳動值。百分表的（de）波動值將確認非（fēi）接觸式電（diàn）渦流傳感器所觀察到被測表麵的誤差存在的情況。

軸頸的被測表麵應該像滑動軸承的軸頸表麵那樣精心地保護，在吊（diào）裝時，所采用的纜繩要避開傳感器測量的（de）表麵區域，存放轉子的支撐架應保證不會（huì）引起軸頸表麵的劃痕、凹陷等。

一般來說（shuō），隻要磁場（chǎng）是（shì）均（jun1）勻的或（huò）對稱的，電（diàn）渦流傳感器在（zài）所存在的磁場中都能令人滿意（yì）地工作。如果軸上某一表麵區域有很高的磁性，而其餘的表麵是非磁性的或者隻有很低的磁性，這就可能會（huì）出現電氣偏差。這是由於來自電渦（wō）流傳感（gǎn）器（qì）的磁場作用到這種（zhǒng）軸頸表麵上時（shí），引起了傳感器靈敏度的改變。

另外，鍍層的不均勻、轉子材料的不均勻等也會（huì）引起電氣偏差，而電氣偏（piān）差是無法用百分表來測量和確認的（de）。

（來源：壓縮機網）