泵、齿轮箱、涡轮机和压缩机等旋转设备上的过度振动,是设备运行异常的明显征兆。出现过度振动的设备很可能无法达到预期使用寿命,并可能导致计划外 downtime 或引发危险情况。因此,通过测量和分析振动信号来找出振动的根本原因至关重要。下文将讨论振动的常见原因。
对齐问题
当两台或多台旋转机械连接时,正确的对中至关重要。
典型的对齐错误包括:
- 平行偏移:
轴中心线虽平行,但未处于同一条直线上。这种情况既可能发生在水平方向,也可能发生在垂直方向。平行偏移也称为偏移错位。 - 角度偏移:
轴在某一点相交,但并非平行。这种情况可能发生在水平轴和垂直轴上。角度偏移也称为间隙偏移。 - 平行-角向组合错位:
平行错位与角向错位的组合。平行-角向组合错位是最常见的错位类型。

不平衡
当旋转物体的重心不在中心线上时,会导致机器失衡并产生振动。机器失衡可能会对机器本身、基础、管道等造成损坏。失衡主要分为三种类型:静态失衡、耦合失衡和动态失衡。

静态不平衡
静态不平衡是指重心轴(惯性轴)与旋转中心(轴心线)不重合,且重点与重心位于同一平面内。 静不平衡可能是主质量轴相对于轴心线发生平行位移的结果,也可能由非对称质量分布或变形引起。理论上,可以通过将物体两端各设一个旋转点来检测静不平衡。当存在静不平衡且摩擦力为零时,重力会使较重的一侧向下倾斜。
耦合不平衡
当旋转物体在不同平面上存在两个或多个不平衡质量,且这些质量在静止位置相互抵消时,就会出现耦合不平衡。此时,主要质量轴不再与重心轴平行,而是与重心轴相交。当系统开始旋转时,这些质量会受到离心力的影响,从而产生振动。
动态不平衡
动态不平衡是最常见的不平衡类型,由静态不平衡和耦合不平衡共同导致。主要质量轴发生偏移,且与轴中心线不平行。
Resonance
每台机器都具有一个或多个共振频率(固有频率)。当旋转频率与机器的共振频率重合时,就会发生共振。共振可能产生重大影响。
松散部件
轴承松动、螺栓松动和腐蚀都可能导致机器产生过度的振动。由于机器内部的机械力作用,松动的部件可能会迅速造成损坏。
动态不平衡是最常见的不平衡类型,由静态不平衡和耦合不平衡共同导致。主要质量轴发生偏移,且与轴中心线不平行。
轴承损坏
在旋转机械领域,我们主要遇到两种类型的轴承:滚动轴承和滑动轴承。
滚动轴承可能因多种原因受损,每种情况都有其独特的振动特征:
- 内圈损坏
- 外圈损坏
- 笼体损坏
- 滚动体(如圆柱体、锥体和滚针)的损伤

滚动轴承的每个部件都有其自身的频率。通过计算这些频率,可以利用振动分析来确定振动是否由轴承损坏引起。
与滚动轴承不同,滑动轴承不使用滚动体,而是利用流体(油)膜来减少摩擦。流体膜的不稳定可能导致振动;如果无法形成稳定的油膜,油膜可能会破裂,从而引发油鞭或油涡现象。此外,由于轴在轴承中的位置并非固定,此类轴承对轴位置的外部影响更为敏感。
损坏或磨损的齿轮
齿轮箱的振动通常由齿轮齿的损坏或磨损引起。当齿轮啮合涉及受损的齿齿时,力无法像其他齿轮啮合情况那样传递。如果齿轮齿断裂,在该工作循环点上能传递的力就会减少。结果就会产生振动。

