故障诊断|旋转设备不平衡的故障诊断详解，附案例案例|转子|不平衡|故障诊断|详

设备故障诊断实质上是一种模式分类，是根据测试分析所获得的有关设备的状态信息，把设备故障归入某一个类型。所以对每一类故障的特征必须有足够的了解。设备诊断技术发展到今天，人们通过大量的实验研究和广泛的诊断实践，对各种设备（尤其是旋转机械）的故障机理、故障类型及其特征都有了相当的认识了解。今天，因大师将给大家介绍旋转机械几种常见故障中不平衡的振动特征、诊断方法及实例。
机器转子不平衡引起的振动是旋转机械的常见多发故障。全面认识和掌握不平衡故障的机理特征及其诊断方法非常重要。
01 产生不平衡的原因
旋转机械转轴上所装配的各个零部件，由于材质不均匀（如铸件中存在气孔、砂眼）、加工误差、装配偏心，以及在长期运行中产生不均匀磨损、腐蚀、变形，某些固定件松脱，各种附着物不均匀堆积等各种原因，都会导致零件发生质心偏移，如图1所示。这种

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【故障诊断|旋转设备不平衡的故障诊断详解，附案例】图1 转子不平衡原因举例
影响不平衡振动的主要因素有三个，即
我们从计算离心力Fc的公式中可知，
不平衡振动还有另外一种情况。当转子系统是由多盘转子组成（如轴上装有几个叶轮），或者单个转子轴向尺寸较大（如电动机转子）时，即使转子的质心没有发生偏移，但由于转子产生扭曲变形等各种情况，因而在转子相距较远的两个平面上产生的离心力形成了力矩，这时，虽然

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图2 转子动不平衡
02 不平衡故障的振动特征
不平衡产生的振动，具有以下几个特征：
不平衡振动的频率成分单一而明朗，主要表现为
式中fo——转子一阶频率，即转子基频(Hz)；
fr——转子旋转频率(Hz)；
n——转子转速(r/min)。
除此之外，不平衡振动还会激起其他一些弱小的频率成分，如1/2 fr 、2 fr等，如图3所示。

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图3 转子不平衡的频率特征
对于

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图4 不同转子不平衡振形曲线
不平衡振动在相位上保持恒定不变，与转速同步。
03 诊断不平衡故障的基本方法
诊断不平衡故障，首先
04 案例
某公司有一台电动机，额定转速3000r/min，运行中发现振动异常，测取轴承部位的振动信号作频谱分析，其谱图如图5所示。以电动机转频(50Hz)最为突出，判断电动机转子存在不平衡。在作动平衡测试时，转子不平衡量达5000g. cm，远超过标准允许值150g.cm。经动平衡处理后，振动状态达到正常。