摘要：针对风机基础刚度差引起的振动故障，建立了旋转机械转子力学模型。从振动机理深入地分析了旋转机械基础刚度差造成的振动原因，得到了用于频谱分析诊 断的典型故障特征：振动频率为工频，振动时域 波形为正弦波；垂直方向振动速度异常 。运用振动分析法、数据采集技术及诊断理论对一故障风机进行了有效的确诊。
关键词：通风机； 振动；故障特征；振动机理；基础刚度
中图分类号：TH113.1 　　　文献标识码：B
文章编号： 1006-8155（2007）04-0069-03
Vibration Mechanism and Diagnostic Method for Weak Stiffness of Foundation of Fan
Abstract: According to the vibration trouble duo to weak stiffness of foundation of fan, a dynamics rotor model of rotary machinery is established. The reason of vibration due to weak stiffness of foundation of rotary machinery is analyzed from vibration mechanism. Then the typical trouble characteristics for frequency spectrum analysis and diagnosis are concluded, such as vibration frequency is rotator frequency, time waveform is sine wave, and vibration speed in vertical is abnormal. A trouble fan is effectively diagnosed using vibration analysis, data acquisition and diagnostic theory.
Key words: fan ； vibration ； trouble characteristics ； vibration mechanism ； foundation stiffness

0 　引言
　　 风机是一种典型的旋转机械，是工矿企业的关键设备。尤其是大中型风机振动比较强烈，振动原因复杂，振动故障会影响全厂生产设备的正常运行。 风机故障常从振动状态上体现出来。总体来说风机振动故障产生于4个方面：电机、风机本身、基础和风管^[1] 。在振动诊断过程中，机器内部的缺陷引起的振动就是故障振动分析的信息源^[2] 。机械系统的振动响应中包含什么频率成分，必然有与之相应的同频激振源。一个或几个频率分量的幅值增大，必然是相对应的激振力的幅值增大而引起的^[3] 。通过机器表面部件的振动测量与分析监测机器内部的运转情况，并预测和诊断机器的工作状态。机械故障诊断一般有 3 个过程：首先是故障信号的获取；其次是提取故障特征；最后是模式识别和故障诊断。其中最关键的是提取故障信号的特征。

1 　旋转机械基础刚度差的振动机理
　 现场设备一般都要安装在由水泥地板和钢板支架构成的专用基础上（见图1）。旋转机械的主要功能是由旋转动作完成，主要部件是转子。基础刚度不足的设备其振动频谱一般仅出现工频 ( 机器转子的旋转频率 ) 。这是因为：从振动机理分析，任何转子系统总会有少量的质量不平衡，该不平衡会引起振动，基础刚度不足只是加剧了该不平衡所引起的振动幅度，而其本身并不会引起任何振动。一般的机械振动系统都可以简化为由惯性元件（m）、弹性元件（k）和阻尼元件（c）组成的系统。转子系统作了简化之后基本上能说明转子振动的基本特性 ^[4-8] 。转子系统简化力学模型如图 2 所示。 转子系统简化为质量为Ｍ的柱状转子放在无质量的弹性转轴上,转轴中心为Ｏ,转子几何中心为 Ｏ^，,不平衡质量为 ｍ,集中于点 Ｐ_^,偏心距为 ｅ＝ＰＯ^， ,由于转子质量使转轴弯曲变形产生的挠度为 ｒ＝ＯＯ ^， , Ｃ为系统阻尼系数, Ｋ为支承刚度系数。