滑動軸承支撐的大型旋轉設備，絕大部分的故障都表現為不平衡引起的1倍頻振動，診斷故障原因要根據振動隨轉速、負荷、溫度、時間的變化情況來具體判斷。滑動軸承設備的診斷主要依據電渦流傳感器測量軸和軸瓦間的相對振動，判斷轉子相關的各種問題。結合速度傳感器或加速度傳感器測量的軸承座絕對振動判斷支撐系統的問題。

滑動軸承安裝的電渦流傳感器都是正負45°對稱安裝的，最常見的問題就是為什么這兩個傳感器測到的值會不一樣。這個問題在各種平臺說過很多次，還是經常有人問到，其實答案也很簡單，因為剛度不一樣。

下圖是滑動軸承示意圖，軸瓦和軸承座畫成了一體，左右兩個電渦流傳感器固定在軸瓦上，軸逆時針旋轉時，由于摩擦力，軸把潤滑油往左下側帶，轉速夠快，左下側壓力大于轉子重量，軸被頂起。轉速越高頂起的越多。

由于左側壓力大，右側壓力小，軸被頂起的同時，會向右側偏移。反過來軸順時針旋轉時會向左側偏移。由于正常情況下軸總是位于某一側，不在中間位置，因此兩個45°安裝的傳感器測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（油膜越薄，支撐剛度越大，具體的原理、公式可以查流體力學資料），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方向的振動不一樣。

當然，和滾動軸承設備水平垂直振動不能差太多一樣，如果X、Y振動差別太大，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方向振動差3倍的案例。

X、Y的臨界轉速也不一樣

既然X、Y方向支撐剛度不一樣，轉子質量相同，兩個方向上的固有頻率就不一樣。如下圖是同一軸瓦X、Y兩個測點的波德圖，兩個測點達到最大振動的轉速稍有差別的。

摩擦

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

軸振和瓦振的臨界轉速也不一樣

軸有剛度，油膜有剛度，各級螺栓連接都有剛度。轉子相當于通過一串彈簧支撐在基礎上，其中每個彈簧支撐起的質量也是不一樣（不要抬杠說并列的兩個彈簧）。

軸振測的是軸相對于軸瓦的振動，影響軸振固有頻率的是轉子和軸的總質量，以及軸和油膜的總剛度。瓦振測量的是軸承座的振動，影響它的固有頻率的質量和剛度都有區別，因此軸振和瓦振的臨界轉速也是不一樣的。

 振動分布判斷剛度問題

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

對滑動軸承來說，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，可以通過測量結合面間的振動差來找到剛度低的部位。

滑動軸承軸承座軸向振動

軸瓦通過潤滑油支撐轉子，即使轉子有軸向振動，軸向力也很難通過潤滑油的摩擦傳遞到軸承座上，因此滑動軸承軸承座好像不應該產生軸向的振動，那實際上測到的軸向一倍頻振動是怎么產生的呢？

先看一個軸瓦對軸支撐的示意圖，軸瓦在軸向上有一定長度，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。不平衡引起軸以轉頻上下振動，每轉一周軸給軸瓦的壓力也波動一次，軸在最底部時壓力最大，在最頂部時壓力最小。如果上圖中軸瓦左側的支撐剛度更低，每次軸向下壓時，軸瓦左側就下降的更多，在轉子旋轉過程中，軸瓦就會以轉頻做蹺蹺板運動，帶動軸承座以轉頻‘點頭’，在軸向就會測到一倍頻的振動。

所以滑動軸承軸承座軸向一倍頻振動大時，應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：發電企業振動診斷

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