不平衡造成的轉子系統振動
不平衡是*常見的轉子系統故障,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,進而損壞密封圈并降低機器性能。通常,只要檢測到1X振動有所增加,就可立即推斷可能出現了不平衡。然而,由于還有很多其它故障可以產生1X振動,許多機器經過平衡后,還會因其他 故障使問題重復出現(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制,
了解產生1X振動的其它故障。1X不平衡力通過系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
由于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。線性系統對于1X力僅產生1X振動。但是,轉子系統具有非線性特征,例如,在高偏心率時急劇增大的油膜軸承剛度。轉子系統剛度的突然改變也可以產生非線性特征,例如,不平衡由于轉子與定子的摩擦或支撐系統中的松動。這些非線性特征也可以產生1X諧波振動,這些不平衡諧波振動有時可以在轉子處于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系統擴展部分,不平衡軸承座結構和機器外殼中,此系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,此時不平衡轉子和外殼作近似反向運動。外殼的振動強度將取決于多種因素,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。