滑動(dòng)軸承支撐的大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，絕大部分的故障都表現(xiàn)為不平衡引起的1倍頻振動(dòng)，診斷故障原因要根據(jù)振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、時(shí)間的變化情況來具體判斷。滑動(dòng)軸承設(shè)備的診斷主要依據(jù)電渦流傳感器測(cè)量軸和軸瓦間的相對(duì)振動(dòng)，判斷轉(zhuǎn)子相關(guān)的各種問題。結(jié)合速度傳感器或加速度傳感器測(cè)量的軸承座絕對(duì)振動(dòng)判斷支撐系統(tǒng)的問題。

滑動(dòng)軸承安裝的電渦流傳感器都是正負(fù)45°對(duì)稱安裝的，最常見的問題就是為什么這兩個(gè)傳感器測(cè)到的值會(huì)不一樣。這個(gè)問題在各種平臺(tái)說過很多次，還是經(jīng)常有人問到，其實(shí)答案也很簡(jiǎn)單，因?yàn)閯偠炔灰粯印?/p>

下圖是滑動(dòng)軸承示意圖，軸瓦和軸承座畫成了一體，左右兩個(gè)電渦流傳感器固定在軸瓦上，軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦力，軸把潤(rùn)滑油往左下側(cè)帶，轉(zhuǎn)速夠快，左下側(cè)壓力大于轉(zhuǎn)子重量，軸被頂起。轉(zhuǎn)速越高頂起的越多。

由于左側(cè)壓力大，右側(cè)壓力小，軸被頂起的同時(shí)，會(huì)向右側(cè)偏移。反過來軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)向左側(cè)偏移。由于正常情況下軸總是位于某一側(cè)，不在中間位置，因此兩個(gè)45°安裝的傳感器測(cè)量方向上的油膜厚度是不一樣的。油膜的支撐剛度和其厚度直接相關(guān)（油膜越薄，支撐剛度越大，具體的原理、公式可以查流體力學(xué)資料），所以X、Y方向的支撐剛度是不一樣的，在相同的離心力下，X、Y方向的振動(dòng)不一樣。

當(dāng)然，和滾動(dòng)軸承設(shè)備水平垂直振動(dòng)不能差太多一樣，如果X、Y振動(dòng)差別太大，說明兩方向剛度差別太大，是不正常的。比如有軸瓦安裝間隙太大造成X、Y方向振動(dòng)差3倍的案例。

X、Y的臨界轉(zhuǎn)速也不一樣

既然X、Y方向支撐剛度不一樣，轉(zhuǎn)子質(zhì)量相同，兩個(gè)方向上的固有頻率就不一樣。如下圖是同一軸瓦X、Y兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的波德圖，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)達(dá)到最大振動(dòng)的轉(zhuǎn)速稍有差別的。

摩擦

摩擦即轉(zhuǎn)子與殼體、汽封、油封等靜止件接觸（還見過齒輪軸向摩擦的），轉(zhuǎn)子在接觸方向的振動(dòng)被限制，造成軸心軌跡削波（波形可能某一方向削波，可以兩個(gè)方向同時(shí)削波），兩個(gè)方向通頻和一倍頻幅值可能明顯不一樣。摩擦等于對(duì)轉(zhuǎn)子增加了額外的支撐，使轉(zhuǎn)子在該方向上的支撐剛度比油膜支撐剛度大的多，所以該方向振動(dòng)變小。摩擦作為特殊的故障，以后有機(jī)會(huì)再說。

軸振和瓦振的臨界轉(zhuǎn)速也不一樣

軸有剛度，油膜有剛度，各級(jí)螺栓連接都有剛度。轉(zhuǎn)子相當(dāng)于通過一串彈簧支撐在基礎(chǔ)上，其中每個(gè)彈簧支撐起的質(zhì)量也是不一樣（不要抬杠說并列的兩個(gè)彈簧）。

軸振測(cè)的是軸相對(duì)于軸瓦的振動(dòng)，影響軸振固有頻率的是轉(zhuǎn)子和軸的總質(zhì)量，以及軸和油膜的總剛度。瓦振測(cè)量的是軸承座的振動(dòng)，影響它的固有頻率的質(zhì)量和剛度都有區(qū)別，因此軸振和瓦振的臨界轉(zhuǎn)速也是不一樣的。

 振動(dòng)分布判斷剛度問題

不平衡力作用在這一串彈簧上，引起的振動(dòng)按各彈簧剛度的反比分布。即哪個(gè)部位的剛度越低，此處的振動(dòng)就越大。

對(duì)滑動(dòng)軸承來說，軸振和瓦振的大小反比于油膜剛度和軸承座支撐剛度。由于軸承座和殼體的安裝剛度應(yīng)該很高，油膜的剛度較低，正常情況下軸振幅值大于瓦振幅值，有個(gè)三四倍都是正常的。

如果瓦振和軸振差不多，甚至明顯大于軸振，說明軸承座與基礎(chǔ)連接的這串彈簧的剛度比油膜的剛度低，這就又回到了檢查連接剛度的問題，可以通過測(cè)量結(jié)合面間的振動(dòng)差來找到剛度低的部位。

滑動(dòng)軸承軸承座軸向振動(dòng)

軸瓦通過潤(rùn)滑油支撐轉(zhuǎn)子，即使轉(zhuǎn)子有軸向振動(dòng)，軸向力也很難通過潤(rùn)滑油的摩擦傳遞到軸承座上，因此滑動(dòng)軸承軸承座好像不應(yīng)該產(chǎn)生軸向的振動(dòng)，那實(shí)際上測(cè)到的軸向一倍頻振動(dòng)是怎么產(chǎn)生的呢？

先看一個(gè)軸瓦對(duì)軸支撐的示意圖，軸瓦在軸向上有一定長(zhǎng)度，軸瓦和軸之間靠油膜剛度支撐，軸瓦有自己的支撐剛度。

由于墊片安裝等原因，軸瓦支撐剛度在軸向上可能分布不均勻。不平衡引起軸以轉(zhuǎn)頻上下振動(dòng)，每轉(zhuǎn)一周軸給軸瓦的壓力也波動(dòng)一次，軸在最底部時(shí)壓力最大，在最頂部時(shí)壓力最小。如果上圖中軸瓦左側(cè)的支撐剛度更低，每次軸向下壓時(shí)，軸瓦左側(cè)就下降的更多，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，軸瓦就會(huì)以轉(zhuǎn)頻做蹺蹺板運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)軸承座以轉(zhuǎn)頻‘點(diǎn)頭’，在軸向就會(huì)測(cè)到一倍頻的振動(dòng)。

所以滑動(dòng)軸承軸承座軸向一倍頻振動(dòng)大時(shí)，應(yīng)該檢查軸瓦的安裝情況，看在軸向上支撐剛度是否均勻一致。

本文來源：發(fā)電企業(yè)振動(dòng)診斷

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