常见设备故障特征分析
一、不平衡
当转子质量中心偏离旋转中心时出现不平衡。

造成不平衡的原因通常是：
●装配不当；
●转子上有附加物生成；
●转子质量磨损；
●转子破裂或丢失部件；
●转子初始弯曲；
●转子热态不平衡；
●联轴器不平衡等；
转子不平衡的故障特征：
1.静不平衡
1)振动同相，且相位稳定。

2)在一阶临界转速下，振幅与转速平方成正比。

3)1×RPM占主导位置。

4)可在转子重心处加重校正。

5)转子两侧轴承水平振动相位差约为0，垂直方向也如此。

6)每个轴承的水平和垂直方向的振动的相位差约为90°。

2．偶不平衡
1)振动反相。

2)在一阶临界转速下，振幅与转速平方成正比。

3)1×RPM占主导位置。

可能引起较大轴向振动。

4)必须在至少两个平面加重才能校正不平衡。

5)转子两侧轴承水平振动相位差约为180°，垂直方向亦如
此。

6)每个轴承的水平和垂直方向的振动相位差约为90°。

3．动不平衡
1)是静不平衡和偶不平衡的合成。

2)振动的时域波形为正弦波。

3)频谱中基频有稳定的高峰，谐波的能量集中于基频，而其
它的倍频振幅很小。

4)径向振动大。

5)必须在至少两个平面加重才能校正不平衡。

6)转子两侧轴承同相振动相位差在0至180°之间，但两侧
轴承之间水平方向的相位差约等于垂直方向相位差。

7)每个轴承的水平和垂直方向的振动的相位差约为90°。

8)由于通常轴承水平方向的刚度较小，振动幅值较大，使轴
心轨迹成为椭圆形。

9)振动的强烈程度对工作转速的变化很敏感。

10)当转速小于临界转速时，基频振幅随转速的增加而增大；
当转速大于临界转速后，转速增加振幅趋于一个较小的稳定值；当转速接近临界转速时，机器发生共振，振幅具有最大峰值。

这是不平衡的重要特征。

4．悬臂转子的不平衡
1)悬臂转子不平衡同时引起较大的轴向和径向的1×振动。

2)轴向振动倾向于同相，而径向相位不稳定。

（两端轴承同
方向）
3)两轴承之间水平方向的相位差约等于垂直方向的相位差。

4)悬臂转子通常既有力不平衡也有偶不平衡，通常在至少两
个平面加重才能校正不平衡。

二、不对中
1.转子径向振动出现1×、2×、3×RPM 分量，并以2×为
主。

不对中越严重，2×所占比例越大。

2.当不对中不严重时，有时也会以1×为主。

（与联轴器的
类型和结构也有关系）
3.存在角度不对中时会产生较大的轴向振动1×、2×、3×
RPM 分量。

一般以1×为主。

4.平行不对中联轴器两端的振动反相，即相位差为180°；
5.角度不对中引起联轴器两端径向的振动同相，即相位差为
0°；联轴器两端轴向同方向测点的振动反相，即相位差为180°；（若轴向测点方向相反，相位差为0°）
6.2×通常大于1×RPM，但两者的关系与联轴器类型和结构
有关。

（刚性、或柔性连接）
7.严重的不对中会引起工频的多次谐波（4×∽8×），但通
常不会象松动那样产生较高的地脚能量。

8.不对中典型的轴心轨迹为香蕉形，正进动。

9.时域波形稳定，每转出现1个、2个或3个峰（1x、2x、
3x），无大的加速度冲击现象。

三、轴弯曲
实质上，轴弯曲引起的强迫振动与转子质量不平衡引起的强迫振动是相同的。

因此，它的振动频率以轴频为主，并伴有幅值不大的两倍及三倍轴频成分。

轴弯曲特征频率：
1.轴弯曲引起较高的轴向振动；
2.转子两端轴承的轴向振动的相位差约为180°；（中部出现
弯曲）
3.若弯曲在转子中部，通常1×振动大（不平衡特征）。

若弯
曲靠近联轴器则2×大（不对中特征），注意轴向振动相位的校正。

4.可用百分表检查轴弯曲情况。

四、转子偏心
1.两个转子的轴心连线方向的1×振动较大。

2.水平方向和垂直方向的相位差不是0就是180度。

3.无法用平衡的方法解决问题。

五、轴承不对中
轴承不对中时径向振动较大，有可能出现高次谐波，振动不稳定。

六、轴承歪斜
1.引起较大的轴向振动。

2.轴承上下左右位置的轴向振动反相。

(即位相差)
七、机械松动
机械松动分为结构松动和转动零部件松动。

由于结合面上有间隙，系统将发生不连续的位移。

由松动产生的振动频率，根据其松动部位不同，可能是转轴频率、系统的最低阶临界频率、箱体、支座及基础的共振频率等。

一般频率都较低。

各种松动机理及特征：
(一)设备结构松动
1.径向（特别是垂直方向）振动大。

2.一般特征频率为转子的转频。

3.轴向振动小或正常。

4.由于其质量及刚度大，不易产生地脚能量（随机振动）。

（二）部件的松动
1.比较容易产生工频及其谐波。

具有非线性的特征。

2.一般刚度较大，地脚能量（随机振动）较小。

3.时域波形杂乱，振动幅值不稳定。

（三）零件的松动
1.容易产生工频及其谐波，有时还会产生次谐波和分数谐
波。

2.一般相对来讲，质量较小，刚度也低，容易产生地脚能量
（随机振动）。

3.时域波形杂乱，振动幅值不稳定。

八、摩擦碰撞
旋转机械有时会出现转动件与静止件的摩擦及碰击。

这类故障的振动频率成分较为丰富。

摩擦可以认为是对系统作宽频带的激励，其响应是具有一定幅值的临界转速频率及其谐频。

当摩擦随转动而周期出现时，还会激发轴频成分。

（略，详见有关内容）
九、共振
根据共振的定义，两个频率相差在±20%以内易发生共振。

当机器受到冲击载荷时，机器就会按其固有频率进行振动，频谱图上将有一谱峰位于机器的固有频率处。

如果机器中零部件的缺陷比较严重，则此固有频率还被缺陷的重复频率所调制而产生边频。

线性系统中振动的频率应等于激振力的频率，而激发力又是零部件故障产生的，因此测量了转轴组件的振动频率，就可以找到激发源。

与工频的关系产生的因素其他可能因素及备注
1 x RPM不平衡1.轴、齿轮、滑轮偏心
2.如果轴向振动高，存在轴不对中、轴弯曲
3.如果存在皮带工频，则皮带损坏
4.共振
5.往复力
6.电的问题
7.松动
8.软地脚、管子张力导致的变形
2 x RPM机械松动1.如果轴向振动高，存在不对中
2.往复力
3.共振
4.如果存在皮带2 x RPM，则皮带损坏
3 x RPM不对中通常存在混合不对中或轴向间隙偏大（松动）
低于1 x RPM油膜涡动（小于
1/2RPM）1.驱动皮带损坏
2.环境振动影响
3.次谐波共振
4.拍振
同步振动频率（交流电线频）电的问题电的问题包括转子条断裂、转子偏心、相间不
平衡、转子定子间隙不均
2 x同步振动频率扭转脉冲不常见，除非有激励共振发生
多次谐波（与工频有谐波关系）齿轮故障
空气动力
水力动力
机械松动
往复力
1.故障齿轮啮合频率
2.风机叶片通过频率
3.叶轮叶片通过频率
4.如果存在严重松动会产生2×、3×、4×或更
高的谐波振动
高次谐波（与工频没有谐波关系）相对摩擦
轴承问题
1.轴承振动振幅和频率不稳定
2.汽蚀、流体短路、紊流引起高频随机振动
3.轴承润滑不良（摩擦激励振动）
4.零部件摩擦
刚度低一般水平方向振幅大，垂直方向振幅偏小，主导频率一般是一倍频；
松动一般是垂直方向振幅大，水平方向振幅稍小或相近，主导频率一般是一倍频，其它频率分量很小；如果是地脚螺栓松动，主导频率将是0.5倍频（在一定条件下）。

当有软脚和弹性脚存在时，一般也会表现为较大的水平振动，而垂直方向较小，一倍频占主导。