转子摩擦问题

转子摩擦一般来说是由于转子与静止部件相互接触时引起的，比如转子与轴承、转子与密封、电机的转子与定子等等。

引起摩擦的原因很多，常见的有严重的转子不平衡问题、不对中问题、软地脚问题、不合适的轴承间隙、热弯曲等等。

一般转子摩擦分为两种主要类型；

(1)局部摩擦，(2)整周围摩擦。

摩擦造成的损坏可能是灾难性的

灾难性的摩擦事件

a．轴径和轴承的巴氏合金相接触；

b．电动机中转子与定子相接触；

c．转子叶轮叶片与静子扩压器叶片相接触：

d．汽轮机叶片与扩压器叶片相接触。

非灾难性事件

a．轴与密封相磨

b．联轴器护罩与轴相磨

c．皮带与皮带护罩相磨

d．风机叶片与罩相磨

转子摩擦概述

1.转子发生摩擦时，摩擦过程中改变了转子的刚性，因而改变了转子自振频率。如果转子原来在无共振状态下运转，可能由于自振频率的改变而进入共振状态。

2.冲击可能引起局部摩擦和变形，这与冲击角度和冲击速度有关。

3.冲击不仅产生很大的力，还产生很大的力矩，几乎可以瞬间影响电气特性，有时引起电流明显增大。如果摩擦是连续的，可能会导致损坏，不仅在接触的区域，而且潜在地引起驱动装置损坏。

4.发生磨损时，根据力的大小和表面的特性，例如摩擦系数，摩擦将反抗旋转。大的摩擦力甚至可能引起反向回转运动，有时称为“反进动”。这不意味着改变旋转方向，反向回转意味着轴实际上开始以与轴旋转方向相反的方向，以与轴旋转速度无关的频率作环绕运动。

5.局部摩擦通常发展为整圆周摩擦。

6.三维谱图对诊断径向摩擦特别有帮助。图中所示的三维谱阵图说明一种局部摩擦。1X转速频率在约-RPM时通过一个自振频率。此后，当1/2X转速通过这一自振频率时，振动幅值比机器1X转速的振动幅值还大。当1/2倍转速振动幅值大于1X转速振动幅值，摩擦应是主要的怀疑之一。

7.轴心轨迹对分析诊断摩擦也非常有用。轴心轨迹表明轴在轴承内实际的运动路线。轴心轨迹的形状对确定相位，区分摩擦的特性，摩擦的严重程度以及频率成分都有帮助。

转子的局部摩擦

非常轻微摩擦，只是转子每旋转一周时与定子部件接触一次，轴心轨迹稍有变形，局部摩擦通常开始非常短暂，瞬间的事件，随着时间延长，摩擦的严重程度随摩擦时间发展。因为大多数这些摩擦事件都只是瞬间的，通常不发生反向回转或反进动。

如果不采取措施解决局部摩擦问题，将发生局部发热，实际上可使轴弯曲，引起更严重的摩擦和转子不稳定。当然，发生较严重的摩擦时，轴弯曲发生更严重的发热，进一步可导致灾难性破坏。

因此，发现局部摩擦并在它们变得更严重之前采取措施，这是很重要的。

转子局部摩擦的振动特征

1.局部磨擦将产生明显的亚同部振动(低于1X的振动)，有时其振动幅值很明显，如果发生明显的冲击，将激发起高频振动。

2.通常呈现出亚谐波整数倍频率(1/2X，1/3X或1/4X等)。究竟出现哪个亚谐波频率的振动取决于转子与其自振频率的相关程度，通常，轴转速越高，出现的亚谐波振动的频率就越低。

3.当发生较小径向力的轻微摩擦时，可能同时出现若干个不同的亚谐波整数倍频率。图中表示了1X，1/2X，1/3X，1/4X，1/5X转速振动频谱和轴心轨迹。

4.出现较严重的径向局部摩擦时，常常只出现一个亚谐波振动主导频率，1/2X转速频率仍将保留。

5.如果转子受到尖锐的冲击力脉冲作用，将呈现亚谐波频率的倍数频率(0.5X，lX，1.5X，2X，2.5X等)以及高频共振响应。这是由于发生尖锐的冲击时，FFT频谱中出现固有的非线性之故，时域波形不是稳定的正弦形状，而是在冲击中被截断，产生几乎是方波的波形，在FFT频谱中形成一系列尖峰，如图所示。

转子整圆周摩擦

长时间局部摩擦和冲击程度加剧，将导致整圆周摩擦。发生连续的整圆周摩擦可能引起转子相反方向的回转，也称为反进动，此时会激发起转子共振、增加振动的谐频数、以及其它非同步振动成分的相互作用。轴心轨迹图变得复杂而奇特，下图是典型的轴心轨迹图的例子。

转子整圆周摩擦的振动特征

1.以对应于不平衡的1X转速频率的正进动振动，引起在转子与静子碰摩点处的自振频率的反进动振动。

2.这个反进动振动很容易激起共振，并保持这个频率位置不变，与轴的转速无关。反进动本质上是不稳定的，它可引起灾难性的转子破坏。

3.引起自激反进动的关键是旋转件与静止件之间的摩擦。因为摩擦本身是非线性的，它还可产生一系列转速谐波频率。

4.在整圆周摩擦的整个过程中摩擦始终发生，所以常常将引起非线性，产生许多转速谐波频率振动。

5.导致整圆周摩擦的振动与间隙和系统的阻尼有关。

汽机启动时发生转子碰摩（1）

汽机启动时发生转子碰摩（2）

汽机启动时发生转子碰摩（3）