不平衡造成的轉子係統振動

不平衡造成的轉子係統振動

不平衡是*常見的轉子係統故障，其主要表現是1X振動過大，而過大的1X振動會導致機器零件疲勞。在極端情況下，會導致軸承磨損或內部摩擦，進而損壞密封圈並降低機器性能。通常，隻要檢測到1X振動有所增加，就可立即推斷可能出現了不平衡。然而，由於還有很多其它故障可以產生1X振動，許多機器經過平衡後，還會因其他故障使問題重複出現（1X振動還是過大）。因此，要對不平衡做出正確的診斷，既要了解產生不平衡的機製，又要了解產生1X振動的其它故障。

1X不平衡力通過係統的動力學剛度起作用，進而引起1X振動。

振動=力/動力學剛度

由於不平衡質量是轉子的一部分，所以其旋轉速度與轉子相同。因此，由不平衡產生的力的頻率是1X。線性係統對於1X力僅產生1X振動。但是，轉子係統具有非線性特征，例如，在高偏心率時急劇增大的油膜軸承剛度。轉子係統剛度的突然改變也可以產生非線性特征，例如，由於轉子與定子的摩擦或支撐係統中的鬆動。這些非線性特征也可以產生1X諧波振動，這些諧波振動有時可以在轉子處於共振狀態時在頻譜級聯圖上看到。共振期間，較大的1X振動振幅可以使轉子通過油膜軸承中偏心率較高的區域，剛度的突然增大則會產生諧波。

1X轉子振動在軸承中表現為動載荷，軸承剛度和阻尼將此載荷傳遞到轉子係統擴展部分，軸承座結構和機器外殼中，此係統將具有包含轉子和機器外殼的振動模態。這些模態可能同相，此時轉子和外殼作近相似的同向運動，這些模態也可能反相，此時轉子和外殼作近似反向運動。外殼的振動強度將取決於多種因素，其中包含轉子和外殼的相對質量及軸承、外殼、外殼底座和地基的剛度。