轴瓦转动设备轴承不对中轴振与瓦振的不同振动频谱形态

案例较为典型，对现场诊断工作比较有借鉴意义，本文早期已发布，整理后重发。轴振与瓦振在某些故障类型中也确实存在不同特征。个人观点，本文可能的振动原因是轴瓦部位间隙不当造成的摩擦，在高运行参数设备中其热响应会远远大于其他响应。

一、设备结构参数

空压机组的结构简图和测点布置如下图，该机组电机额定转速为l500 r/min，功率为5200 kW，空压机转速7 258r/min，空压机一阶临界转速为5252 r/min。

二、故障现象   

该空压机在一次严重事故后，经过检修，重新启机测点3振动严重超标，在经过低速动平衡、转轴修复、修轴瓦等措施后，半个月时间内试车8次，测点3振动仍不能满足要求，在第9次试车前，作者应邀前去进行振动测试，协助进行故障分析与诊断。图3给出了测点1—4径向轴振动的波形频谱图。

三、振动分析

4个测点的径向振动均采用电涡流传感器测量，其呈45度和135度布置，从电机尾端看，左手侧设为X，右手侧设为y。从各个测点振动值看，很明显测点3的振动远远大于其他测点，说明产生振动的原因可能位于测点3附近。从频谱图上看，除了测点1、2有齿轮低速轴的频率成分外，其余各测点各方向的振动均主要表现为高速轴的工作频率(即转频)。

因此，按照传统的故障分析方法，该机组的故障应该是空压机转子不平衡，但是，该转子在动平衡机上经过低速动平衡，残余不平衡量已经很小，在许可范围内，因此，诊断结果与实际相矛盾，除非是低速动平衡不能满足此转子的动平衡要求(此转子是柔性转子，工作在一阶临界转速之上)。

但还有另一种可能，就是同侧轴承不对中故障，也就是说，该类不对中只有轴承不对中，而没有转子不对中。当转予运动时，由于同侧轴承不对中，使得这两个轴承在不对中方向上的轴瓦间隙发生变化，油膜厚度变小，从而使支承刚度发生变化，就有可能使间隙变小的地方发生轴颈与轴瓦间的摩擦，对于在一阶振型为主要振动型态的转子系统，就会使轴承3、4承受2倍工频的周期激励，根据作用力与反作用力原理，同样的力也会作用到转子上面，但是由于转子间对中情况良好，这种2倍频激励在转子轴振信号中不一定表现明显，因此对于此类不对中形式，应以瓦振(或座振)信号为准，而且由于转子间不存在不对中，因此与之相连的转子振动不会受到不对中的影响。    

如果存在同侧轴承不对中，应该是测点3附近的轴承与其他轴承不对中，由于轴振动并没有表现出不对中的振动特征，还必须检测测点3处轴承座的振动。下图给出了测点3的轴承座振动的波形频谱图。

从图4的波形频谱图上，可以很明显的看出不对中故障的振动特征，基本判断出是测点3处轴承在水平方向上轴承不对中，因此，首先应该检测测点3处轴承对中问题。

四、问题处理    

停机后通过打表检测发现，测点3处轴承向左偏了0.19 mm，严重超过了标准要求。通过把测点3轴承中心往右调整0.19 mm，启机后测点3振动峰幅值由原来的大于250um(仪器量程为250um，该振动值已经超过仪器量程)降到40um左右，达到机组振动要求。

五、小结

对于同侧轴承不对中，在传统的不对中形式中并没有特别指出，因此没有现成的振动特征，作者通过理论分析和现场诊断实例证明，对于同侧轴承不对中，轴振动往往不会表现出明显的2倍频特征，轴振动不能作为诊断同侧轴承不对中的可靠依据，而轴承座振动表现的不对中特征比较明显，因此在实际诊断中应充分考虑轴承座振动特征。

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