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機械摩擦有（yǒu）內摩擦與幹摩擦之分，今天，給大家分（fèn）享的是由幹摩擦引起的故障（zhàng）診斷。

幹摩（mó）擦是指轉子與靜子之間的摩擦。這類摩擦大多（duō）數表現為徑向摩擦，也有少數情況下表現為（wéi）端麵摩擦，此外還（hái）有配合麵之（zhī）間的摩擦。徑向摩擦的例子（zǐ）很普遍，如轉子與密封（fēng）件的（de）摩擦，轉子與隔板的摩擦，電動機轉子與定子的摩擦，葉輪（lún）、齒輪、風扇與（yǔ）機殼或護罩的（de）摩擦等，都屬於這一類（lèi）問題。另外，滾動軸（zhóu）承外圈與軸承座（zuò）孔，以及轉軸與（yǔ）軸承內圈或轉軸（zhóu）與其他零件（如葉輪、聯軸器等（děng））因配合鬆動而引發的摩擦，也與（yǔ）此（cǐ）類情況相似。在這種情況（kuàng）下，鬆動是原發性故障（zhàng），摩擦是引（yǐn）發性故障，其頻率表現（xiàn）兩者（zhě）兼而有之。

1　摩擦的振動特征

(1) 頻率特征

轉子（zǐ）和（hé）定子之間發生徑向摩擦，從表現程度上分析有兩種情況。一種是轉子在渦動過程中與（yǔ）定子發生偶然的或周期性（xìng）的局部碰擦（cā）；另一種是轉子與定子的接（jiē）觸弧度較大，甚至發生360°的接觸摩擦。不論（lùn）何種摩擦形式，在（zài）頻率上都有比較明顯的特征。

摩擦振動屬於非線性振動，頻帶（dài）範（fàn）圍較寬，除了1x基頻外，還有2x、3x等高次諧波，以及1/2x、1/3x等低次諧波成分，如圖（tú）1所示。

圖1 摩擦的典型頻譜

在某些（xiē）特殊（shū）情況下（xià），摩（mó）擦還可能激起係統（tǒng）的固有頻率振動（dòng）。在現場診斷中，有時會（huì）碰到（dào）一個在不同轉速下都出現但又（yòu）不知（zhī）來曆的高頻分量，這個頻率很可能就是機器的固有頻率。

(2) 幅值變化

摩（mó）擦振動在幅值變化上（shàng）呈現非穩定狀態，局部碰擦時更為突出。隨著故障擴大，摩擦弧度（dù）增加，其時轉頻幅值反而有所下降， 2次、3次……高次諧波幅值卻有所增長，發展下去將導致轉子失穩。

(3) 波形特征

轉子與定（dìng）子之間（jiān）的徑向摩擦，在時域波形上常常表現為削波狀態，“截頭餘弦”形狀的波（bō）形常被視為摩擦故障特有的重要標誌。

2　摩擦故障的（de）診斷方法

診斷（duàn）摩擦故障除（chú）了考察頻域特征外，還要觀察各個特殊頻率的幅值變化和振動波形特點，以便把它與其他故障區別（bié）開來（lái）。

3　實例（lì）分（fèn）析

【實（shí）例1】 有一次，某（mǒu）科（kē）研單位在雙（shuāng）盤轉子試驗（yàn）台上作振動試驗。當轉速升到接近12000r/min時，轉子開始發生油膜振蕩，振動值突然升（shēng）高。其在68-72Hz頻率處（chù）出現高幅值，並可以看到轉軸（zhóu）與保護架內孔因發生強烈（liè）摩擦而迸發出強烈火花。這時振動信號的主要頻率成分（fèn）及其位移幅（fú）值時域波形和頻譜如圖2所示，各頻率所（suǒ）對應的幅值見表1。

a) 振動（dòng）波（bō）形；b) 振（zhèn）動頻譜

圖2 轉子強烈摩（mó）擦時的波（bō）形和頻譜

表1 各特征（zhēng）頻率幅值及（jí）其倍頻關係

從波形（xíng）圖上可以看到，近似正弦波形在波峰處被“截斷”，呈典型的“截（jié）頭狀”。在複雜的頻（pín）率結構中，由於轉子強烈摩擦而激起的轉子多階自振頻率和轉速倍頻占據著主導作（zuò）用。這（zhè）是一個感官（guān）觀察（chá）（目（mù）視摩擦火花）與信號分（fèn）析統一的典型的摩擦實例，對理解摩擦的本質特征很有參考價值。

【實例2】 某廠一（yī）台3w—1BI型高壓水泵的（de）電（diàn）動機，轉速為1485r/min，泵軸轉速225r/min，水泵的軸承為滑動軸承，設備運行中（zhōng）發現水泵軸承的垂直方向 (V) 振動強烈。其振動信號的時域波形如圖3所（suǒ）示，頻（pín）譜如圖4所示。

圖3 水泵軸承垂直方向振動波形圖

圖4 水泵軸承垂直方向振動頻譜圖

水泵軸承垂直方向的振（zhèn）動波形成（chéng）單邊“截（jié）頭”狀，頻譜結構主（zhǔ）要是轉頻及其高次（cì）諧波，都呈（chéng）典型的摩擦特征。後經檢查發現，該軸承由於潤滑油路堵塞而形成幹摩擦。

由（yóu）此（cǐ）可見，頻率分析（xī）結合波形觀察，是（shì）診（zhěn）斷摩（mó）擦故障的有效方法。