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旋轉機械的主要故障原因
2025-10-31
近年來，隨著現代工業的發展，大型旋轉機械需求數量不斷增加，而且這類機械本身還不斷向大功率、大容量、高轉速、高效率和復雜化等方面發展。
如何管理好這些設備，確保工作過程的安全性和可靠性，避免事故發生，讓設備發揮最大的經濟效益，已成為現代企業管理的重要目標之一。
為此，要求通過對機器的在線監測盡早識別較小的故障，并監視故障的發展，以便在整個系統受到較大破壞之前，及時實施補救措施或有準備地停機。
另一方面，對大型旋轉機械進行狀態監測，可以更有效地指導設備的維修管理，將早期的事后維修方式和計劃維修方式發展為預知維修，可以讓機器在有限的使用壽命期內創造最大的價值。
機械故障是指機器的功能失效，即其動態性能劣化，不符合技術要求。例如，機器運行失穩，產生異常振動和噪聲，工作轉速、輸出功率發生變化，以及介質的溫度、壓力、流量異常等。
機器發生故障的原因不同，所反映出的信息也不一樣，根據這些特有的信息，可以對故障進行診斷。但是，機器發生故障的原因往往不是單一的因素，一般都是多種因素共同作用的結果，所以對設備進行故障診斷時，必須進行全面的綜合分析研究。
由于旋轉機械的結構及零部件設計加工、安裝調試、維護檢修等方面的原因和運行操作方面的失誤，使得機器在運行過程中產生振動，其振動類型可分為徑向振動、軸向振動和扭轉振動。
其中過大的徑向振動往往是造成機器損壞的主要原因，也是狀態監測的主要參數和進行故障診斷的主要依據。
根據故障原因和造成故障原因的不同階段，可以將旋轉機械的故障原因分為幾個方面：
一、設計原因
1. 設計不當，動態特性不良，運行時發生強迫振動或自激振動；
2. 結構不合理，應力集中；
3. 設計工作轉速接近或落入臨界轉速區；
4. 熱膨脹量計算不準，導致熱態對中不良。
二、制造原因
1. 零部件加工制造不良，精度不夠；
2. 零件材質不良，強度不夠，制造缺陷；
3. 轉子動平衡不符合技術要求。
三、安裝、維修
1. 機械安裝不當，零部件錯位，預負荷大；
2. 軸系對中不良；
3. 機器幾何參數（如配合間隙、過盈量及相對位置）調整不當；
4. 管道應力大，機器在工作狀態下改變了動態特性和安裝精度；
5. 轉子長期放置不當，改變了動平衡精度；
6. 未按規程檢修，破壞了機器原有的配合性質和精度。
四、操作運行
1. 工藝參數（如介質的溫度、壓力、流量、負荷等）偏離設計值，機器運行工況不正常；
2. 機器在超轉速、超負荷下運行，改變了機器的工作特性；
3. 運行點接近或落入臨界轉速區；
4. 潤滑或冷卻不良；
5. 轉子局部損壞或結垢；
6. 啟停機或升降速過程操作不當，暖機不夠，熱膨脹不均勻或在臨界區停留時間過久。
五、機器劣化
1. 長期運行，轉子撓度增大或動平衡劣化；
2. 轉子局部損壞、脫落或產生裂紋；
3. 零部件磨損、點蝕或腐蝕等；
4. 配合面受力劣化，產生過盈不足或松動等，破壞了配合性質和精度；
5. 機器基礎沉降不均勻，機器殼體變形。
（來源：網絡）
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