旋轉軸的振動分類

　　旋轉機械振動按機械振動性質可以分為三類：

　　強迫振動

　　強迫振動又稱同步振動，它是由外界持續周期性激振力作用而引起的振動。強迫振動從外界不斷地獲得能量來補償阻尼所消耗的能量，使系統始終保持持續的等幅振動。該振動反過來并不影響擾動力。產生強迫振動的主要原因有轉子質量不平衡、聯軸器不對中、轉子與定子磨擦、機械部件松動、轉子部件或軸承破損等。強迫振動的特點在于強迫振動的頻率總是等于擾動力的頻率。例如，由于轉子質量不平衡而引起的強迫振動，其頻率恒等于轉速頻率。

　　自激振動

　　機器在運行過程中，由于機械內部運動本身所產生的交變力而引起的振動叫自激振動。其特點是一旦振動停止，交變力也自然消失;自激振動的頻率就是機械的固有頻率(或臨界頻率)，與外來激勵的頻率無關。旋轉機械中常見的自激振動有：油膜渦動和油膜振蕩。它主要由轉子內阻、動靜部件間的干磨擦等引起。

　　與強迫振動相比，自激振蕩出現比較突然，振蕩強度比較嚴重，短時間內就會對機器造成嚴重破壞。

　　非定常強迫振動

　　非定常強迫振動是由外來擾動力而引起的一種強迫振動。其特點是與擾動力具有相同的頻率;振動本身反過來會影響擾動力的大小與相位;振動的幅值和相位都是變化的。比如轉子軸上某一部位出現不均勻的熱變形，就相當于給轉子增加了不平衡質量，它將會使振動的幅值和相位都發生變化。反過來，振動幅值和相位的變化又影響不均勻熱變形的大小與部位，從而使強迫振動連續不斷地發生變化。

　 旋轉機械常見故障及其特點

　　不平衡

　　轉子不平衡是旋轉機械的常見故障之一。在制造與維修過程中，雖都要對轉子作仔細平衡，使不平衡量小于限定值。但經過一段時間的運行，不平衡量會逐漸增大。由于轉子處于***速運行狀態，偏心量的少許增加，都會使慣性離心力劇增，使機器的功能下降，甚至無法繼續運行。

　　轉子不平衡引起的振動有以下特點：

　　1.振幅隨轉速的上升而增加;

　　2.振動的頻率與轉子的旋轉頻率相同;

　　3.振動方向以徑向為主;

　　4.振動相位常保持一定角度。

　　當不平衡重量只存在于一個平面內時，這種不平衡稱為靜不平衡;而當在多個平面內有不平衡情況時，就是動不平衡。

　　不同軸

　　所謂旋轉軸不同軸，是指用聯軸器連接起來的兩根軸的中心線有偏移。存在不同軸時，容易發生軸向振動，使轉子發生暫時或永久變形，使軸承和聯軸器工作情況惡化、機械壽命縮短等。不同軸較輕時，其頻率成分為旋轉基本頻率;不同軸嚴重時，會產生旋轉基本頻率的***次成分。造成不同軸的主要原因有制造精度差、安裝不良、熱變形不均勻、聯軸器松動、地基下沉等。

　　對于不平衡引起的振動，振幅的增大與轉速的平方成比例;對于不同軸引起的振動，振幅大體為一常數，與轉速的變化無關。

　　松動

　　松動現象是由螺栓緊固不牢引起的，或由于基礎松動、過大的軸承間隙等引起的。松動會使設備發生嚴重振動。松動引起的振動特征如下：

　　(1)振動方向常表現為上下方向的振動;

　　(2)振動頻率除旋轉基本頻率fr外，可發生***次諧波(2fr，3fr，…)成分，也會發生1/2fr，1/3fr，…等分數諧波和共振;

　　(3)振動相位無變化;

　　(4)振動形態使轉速增減、位移突然變大或減小。

　　自激振動

　　自激振動的產生不是由于機械受到外來周期性持續激振力，而是由于機械內部運動本身所產生的交變力。一旦振動停止，交變力自然消失。在自激振動情況下，振動無特殊方向性;振動頻率是機械的固有頻率或臨界頻率，于轉速或外來激振的頻率無關;相位會發生變化，在某一轉速下振動形態也會發生變化。旋轉機械常見的自激振動有渦動、振蕩(油膜振蕩、密封振蕩、磨擦振蕩等)、韻蕩、參數失穩等。

　　與強迫振動相比，自激振動出現比較突然，振蕩強度比較嚴重，短時間內就會對機械造成嚴重破壞。

　　油膜渦動和油膜振蕩

　　油膜渦動是一種在某突然開始的轉速下，在軸承中發生的一種流體力不穩定現象。其特點是振動頻率約為轉子轉動頻率的一半，故又稱為半速渦動;隨著轉子轉速的上升，油膜渦動頻率也隨之上升;當轉子轉速上升到臨界轉速二倍以上時，渦動頻率不再上升，而始終為臨界轉速，并出現強烈振動，這就是油膜振蕩。

　　油膜振蕩的原因是油膜渦動與轉子共振二者相互作用的結果，因而也稱為共振振蕩。根據線性化理論，一旦這種振動出現，就會產生相當大的共振振幅，增加轉子中心與軸承中心的偏離程度，容易導致轉子疲勞破壞。