泵、齿轮箱、涡轮机和压缩机等旋转设备的过度振动是设备运行不正常的明显标志。出现过度振动的设备很可能无法达到预期的使用寿命,并可能导致意外 downtime 或危险情况的发生。因此,通过测量和分析振动信号找到振动的根本原因非常重要。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器连接在一起时,正确的校准至关重要。
典型的校准误差有
- 平行偏差:
轴中心线平行但不在一条线上。这既可能是水平的,也可能是垂直的。平行不对中也称为偏移不对中。 - 角度偏差:
轴相交于一点,但不平行。这既可能发生在水平轴上,也可能发生在垂直轴上。角度不对中也称为间隙不对中。 - 平行-角度组合偏差:
平行偏差和角度偏差的组合。平行-角度组合偏差是最常见的偏差。

不平衡
当旋转物体的重心不完全在中心线上时,就会导致机器不平衡,从而产生振动。当机器不平衡时,会对机器本身、地基、管道等造成损坏。不平衡有三种类型:静态不平衡、耦合不平衡和动态不平衡。

静态不平衡
静态不平衡是指重心轴(惯性轴)与旋转中心(轴中心线)不在一条直线上,重心点与重心在同一平面上。静态不平衡可能是主质量轴相对于轴中心线平行位移的结果,也可能是非对称性质量分布或变形造成的。理论上,可以通过在两端各放置一个旋转点来检测静不平衡。当存在静态不平衡且摩擦力为零时,重力将使重的一侧向下转动。
耦合不平衡
当旋转物体在不同平面上有两个或更多不平衡质量时,就会出现耦合不平衡。主质量轴不再与重心平行,而是与重心轴交叉。当系统开始旋转时,这些质量将受到离心力的影响,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,是静态不平衡和耦合不平衡的结果。主质量轴发生位移,与轴中心线不平行。
共振
每台机器都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,就会产生共振。共振会产生重大影响。
松动部件
松动的轴承、螺栓和腐蚀会导致机器过度振动。由于机器中的机械力,松动的部件会迅速造成损坏。
动态不平衡是最常见的不平衡类型,是静态不平衡和耦合不平衡的结果。主质量轴发生位移,不平行于轴中心线。
轴承损坏
在旋转机械中,我们主要使用两种轴承:滚子轴承和套筒轴承。
滚子轴承的损坏有几种方式,每种方式都有自己的振动特征:
- 内圈损坏
- 外环损坏
- 笼子损坏
- 滚动部件(如滚筒、滚锥和滚针)损坏

滚子轴承的每个部件都有自己的频率。通过计算这些频率,可以利用振动分析来确定振动是否是轴承损坏的结果。
与滚子轴承相比,套筒轴承不使用滚动体,而是使用流体(油)膜来减少摩擦。振动可能是由油膜的不准确性引起的;如果不能形成稳定的油膜,油膜就会破裂,从而产生油鞭或油旋涡。此外,由于轴在轴承中的位置不固定,这种轴承对轴位置的外部影响更为敏感。
齿轮损坏或磨损
齿轮箱的振动通常是由损坏或磨损的齿轮齿引起的。当轮齿啮合涉及损坏的轮齿时,力无法像其他轮齿啮合那样传递。如果一个轮齿断裂,在循环的这一点上可传递的力就会减少。因此会产生振动。

