一.轉(zhuǎn)子不平衡
不平衡是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中較為普遍存在的故障。引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因是多方面的，如轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、機(jī)械加工質(zhì)量偏差、裝配誤差、材質(zhì)不均勻、動(dòng)平衡精度差；運(yùn)行中聯(lián)軸器相對(duì)位置的改變；轉(zhuǎn)子部件缺損，如：運(yùn)行中由于腐蝕、磨損、介質(zhì)不均勻結(jié)垢、脫落；轉(zhuǎn)子受疲勞應(yīng)力作用造成轉(zhuǎn)子的零部件（如葉輪、葉片、圍帶、拉筋等）局部損壞、脫落，產(chǎn)生碎塊飛出等。

轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)波形時(shí)域及頻譜特征如下：
（1）時(shí)域波形近似正弦波。
（2）頻譜能量集中于基頻。并且會(huì)出現(xiàn)較小的高次諧波，呈“樅樹(shù)形”。
（3）在臨界轉(zhuǎn)速以下，振幅隨轉(zhuǎn)速的增加而增大；在臨界轉(zhuǎn)速以上，轉(zhuǎn)速增加振幅趨于一個(gè)較小的穩(wěn)定值；當(dāng)轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)生共振，振幅具有最大峰值。振動(dòng)幅值對(duì)轉(zhuǎn)速的變化非常敏感。
（4）當(dāng)工作轉(zhuǎn)速一定時(shí)，相位穩(wěn)定（因此才可以方便地做動(dòng)平衡）。
（5）轉(zhuǎn)子的軸心軌跡為橢圓。
（6）從軸心軌跡觀察其進(jìn)動(dòng)特征為同步正進(jìn)動(dòng)。

葉輪斷裂引起轉(zhuǎn)子不平衡

二．轉(zhuǎn)子不對(duì)中
轉(zhuǎn)子不對(duì)中通常是指相鄰兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度。轉(zhuǎn)子不對(duì)中可分為聯(lián)軸器不對(duì)中和軸承不對(duì)中。聯(lián)軸器不對(duì)中又可分為平行不對(duì)中、偏角不對(duì)中和平行偏角不對(duì)中三種情況。平行不對(duì)中時(shí)振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子工頻的兩倍。偏角不對(duì)中使聯(lián)軸器附加一個(gè)彎矩，以力圖減小兩個(gè)軸中心線的偏角。軸每旋轉(zhuǎn)一周，彎矩作用方向就交變一次，因此，偏角不對(duì)中增加了轉(zhuǎn)子的軸向力，使轉(zhuǎn)子在軸向產(chǎn)生工頻振動(dòng)。平行偏角不對(duì)中是以上兩種情況的綜合，使轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向和軸向振動(dòng)。軸承不對(duì)中實(shí)際上反映的是軸承座標(biāo)高和軸中心位置的偏差。軸承不對(duì)中使軸系的載荷重新分配。負(fù)荷較大的軸承可能會(huì)出現(xiàn)高次諧波振動(dòng)，負(fù)荷較輕的軸承容易失穩(wěn)，同時(shí)還使軸系的臨界轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。

轉(zhuǎn)子不對(duì)中振動(dòng)波形時(shí)域及頻譜特征如下：
（1）故障特征頻率為角頻率的2×、1×倍頻，及其高次諧波。
（2）由不對(duì)中產(chǎn)生的對(duì)轉(zhuǎn)子的激勵(lì)力隨轉(zhuǎn)速升高而成平方增大，因此，高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)更加注重轉(zhuǎn)子的對(duì)中要求。
（3）激勵(lì)力與不對(duì)中量成正比，隨不對(duì)中量的增加呈線性增大。
（4）典型的軸心軌跡為月牙形、香蕉形，嚴(yán)重對(duì)中不良時(shí)的軸心軌跡可能出現(xiàn)“8”字形；
（5）軸系具有過(guò)大的不對(duì)中量時(shí)，會(huì)由于聯(lián)軸器不符合其運(yùn)動(dòng)條件而使轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生巨大的附加徑向力和軸向力，以及附加彎矩，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異常振動(dòng)，軸承過(guò)早損壞，對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)具有較大的破壞性。

三、軸承故障
特征頻率分析法是對(duì)滾動(dòng)軸承實(shí)施振動(dòng)診斷的基本方法。滾動(dòng)軸承的振動(dòng)頻率成分非常豐富， 軸承元件疲勞點(diǎn)蝕每一個(gè)元件都有各自的故障特征頻率。因此，通過(guò)頻譜分析不但可以判斷軸承是否存在故障，而且可以對(duì)軸承中損壞元件的部位做出準(zhǔn)確判斷。由于最初軸承振動(dòng)信號(hào)是高頻信號(hào)，早期故障的振動(dòng)信號(hào)十分微弱，往往淹沒(méi)在其他相對(duì)強(qiáng)烈的振動(dòng)之中，因此，通過(guò)對(duì)振動(dòng)信號(hào)作頻率分析可以避免漏檢的情況。軸承故障如要分一下三類：
（1）疲勞剝落損傷 
 當(dāng)軸承上產(chǎn)生了疲勞剝落坑后，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)因?yàn)榕鲎捕a(chǎn)生沖擊脈沖。在軸承剝落坑處碰撞產(chǎn)生的沖擊力的脈沖寬度一般都很小，大致為微秒級(jí)。因力的頻譜寬度與脈沖持續(xù)時(shí)間成反比，所以其頻譜可從直流延展到100～500kHz。疲勞剝落損傷可以在很寬的頻率范圍內(nèi)激發(fā)起軸承傳感器系統(tǒng)的固有振動(dòng)。在簡(jiǎn)單情況下，碰撞頻率就等于滾動(dòng)體在滾道上的通過(guò)頻率或滾動(dòng)體的自轉(zhuǎn)頻率。 
（2）磨損 
 雖然振動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)較強(qiáng)的隨機(jī)性，但隨著磨損的進(jìn)行，振動(dòng)加速度峰值和有效值緩慢上升。如果不發(fā)生疲勞剝落，最后振動(dòng)幅值可比最初增大很多倍。 
（3）膠合 
 膠合是指軸承中金屬與金屬之間直接接觸，從而使?jié)櫥瑒夯踔涟l(fā)生碳化，最終使軸承卡死不能正常的工作。在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，發(fā)生膠合軸承的振動(dòng)加速度比起其溫度的變化能更早的預(yù)報(bào)膠合的發(fā)生。 

由發(fā)電機(jī)前軸承振動(dòng)時(shí)域圖可以看到，發(fā)電機(jī)軸承明顯存在沖擊現(xiàn)象，沖擊周期T=0.1s，同時(shí)存在T=6ms的邊頻。
從發(fā)電機(jī)前軸承振動(dòng)頻域放大圖可以看到主要是10.986Hz及其×2，×3，×4…諧波。由此可以判斷，此電機(jī)軸承保持架存在故障。