旋转机械轴系振动分析主要从哪些方面入手？

旋转机械，尤其是大型汽轮发电机组轴系的振动十分复杂，影响因素较多，不但有静态的，而且有动态的，并且这些因素往往综合作用，相互影响。以下介绍影响旋转机械（及其轴系）振动的主要因素：

01

临界转速对振动影响

当转子的工作转速接近其临界转速时，就要发生共振，这是产生极大振动的主要原因之一。因此，在转子设计时，应保证工作转速相对于其临界转速有足够的避开率。

02

支座特性对振动影响

通常轴承座的振动幅值与转子激振力的大小成正比，与支承系统的动刚度成反比。所以，在转子激振力一定的条件下，轴承座的振动大小主要决定于支承系统的动刚度。增大轴承座的刚度，可使振动响应峰值转速略有抬高，但可较大的降低轴承座振动峰值。为避免转子与支座发生共振现象，应使支座自振频率与工作频率之比大于2。

03

轴承特性对振动影响

轴承是提供转子系统阻尼的主要来源。阻尼的大小不仅对振动系统的稳定性有直接的影响，而且对振动响应峰值也有很大的影响。理论计算和试验表明，轴承的动力特性不仅与轴承的几何尺寸有关，而且还与轴承型式、流体介质和流动状态、线性与非线性计算方法等因素有关。目前一致认为减小轴承的长径比能提高油膜刚度，增大轴承偏心率，提高轴承的稳定性；当间隙比较小时，增大间隙比可提高轴承的刚度和阻尼，增加轴承的稳定性，当间隙比较大时，反而会降低稳定性，使失稳转速降低；应用低粘度的润滑油或提高平均油温，可以增加轴承的稳定性；从轴承型式上，一般认为圆轴承的承载能力最强，但稳定性较差，椭圆轴承稳定性较好，可倾瓦轴承稳定性最好。

04

平衡质量对振动影响

在线性系统（绝大多数情况），转子不平衡响应的峰值与转子残余不平衡量的大小成正比。减少不平衡量可以明显地降低响应峰值，尽可能的提高转子动平衡精度是提高转子振动品质的有效措施。

05

转子温度对振动影响

在高参数或超临界汽轮机中，高、中压转子温度较高，这会引起转子材料弹性模量的变化。材料的弹性模量随温度的升高而降低，从而使转子的弯曲的刚度和临界转速降低，故在分析计算中应计入转子温度变化的影响。当汽缸或轴承座温度较高时（如空载下汽轮机叶片的鼓风作用），会引起支撑系统动刚度降低，使得轴瓦振动增大。另外，当负荷运行后，如果转子存在不均匀的温度分布，会导致转子产生热弯曲，引起振动增大。

06

汽流激振对振动影响

在高参数、大容量，尤其是超临界汽轮机的高压转子中，由于汽隙（叶顶间隙和汽封间隙）的不均匀会引起附加的蒸汽力作用，他可能影响轴系的稳定性，使失稳转速降低。另外，对于喷嘴调节的汽轮机，在某些负荷工况，因部分进汽改变轴承的动特性，也可能导致轴承失稳。

07

转子不对中对振动影响

安装因素是轴系振动一个重要影响因素，对于动平衡质量较好的转子，如果连接偏差较大，也会引发振动。在轴系中，找中时应进行预调，以保证在热态时轴系是一条光滑曲线，减少轴心的偏差，确保轴承有良好的动力特性。此外，在安装时，要保证动、静部件间隙均匀，且尺寸合理，防止局部间隙过小引起的，动静碰摩而产生振动以及径向间隙偏差较大引起汽流激振。

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运行操作对振动影响

维持机组正常的运行方式是保证机组振动状态稳定的因素之一。启机过程中应根据需要在一定的转速下进行暖机，防止因转子或汽缸膨胀不畅引发振动。在运行中应严防可能引起转子弯曲的汽机进水、进低温蒸汽等异常操作。另外，发电机的非同期并列除对轴系产生扭转振动冲击外，也可能产生较大的弯曲振动。