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滑動軸承故障頻率
計算滑動/套筒軸承的油膜渦動頻率範圍、油膜振盪指標、軸頻率以及次同步振動特性。
結果
關鍵頻率摘要
| 頻率 | Hz | CPM | 指標 |
|---|
⚠️ 油膜振盪： 若運轉轉速超過第一臨界轉速的約 2 倍，油膜渦動可能會鎖定轉子自然頻率，產生油膜振盪——一種嚴重的失穩狀態。請密切監控次同步分量。
油膜渦動
油膜渦動是液膜軸承中的一種自激振動。油膜楔產生的力會驅動軸以低於軸轉速的頻率進行前向進動軌道：
典型渦動比約為 0.43，但根據軸承幾何形狀、負載、油黏度及游隙的不同，範圍介於 0.42 至 0.48 之間。
油膜振盪
當油膜渦動頻率與轉子的第一彎曲臨界轉速重合時，就會發生油膜振盪。此時，次同步振動會「鎖定」在臨界轉速上，不再跟隨軸轉速變化：
油膜振盪是一種可能具有破壞性的狀態，需要立即處理。
軸頻
關鍵振動指標
| 頻率 | 模式 | 指示 |
|---|---|---|
| 0.42–0.48× 軸 | 次同步，前向進動 | 油膜渦動——軸承失穩初期 |
| 鎖定次同步 | 頻率固定，不受轉速影響 | 油膜振盪——鎖定於第一臨界轉速 |
| 1× 軸 | 同步 | 正常不平衡響應 |
| 2× 軸 | 二次諧波 | 不對心、鬆動或非線性響應 |
已知： 軸轉速 = 3000 RPM，渦動比 = 0.43
軸頻率 = 3000 / 60 = 50.0 Hz
油膜渦動範圍 = 0.42×50 至 0.48×50 = 21.0 – 24.0 Hz
典型渦動 = 0.43 × 50 = 21.5 Hz (1290 CPM)
2× 軸 = 100.0 Hz
診斷提示： 油膜渦動會跟隨軸速（頻率成比例變化）。油膜振盪則不會跟隨速度——它會鎖定在臨界速度上。這是在升速或惰轉降速期間區分這兩種狀況的主要方法。
Oil whirl is a self-excited vibration in fluid-film (journal) bearings caused by the oil wedge pushing the shaft in a forward precessional orbit. It occurs at approximately 0.42–0.48× shaft speed (often cited as ~0.43×).
Oil whirl amplitude increases with speed and can become unstable, eventually transitioning to oil whip if uncorrected.
Oil whip occurs when oil whirl frequency coincides with the rotor's first natural frequency (first bending critical speed). At this point, the whirl frequency "locks on" to the natural frequency and does not increase further with speed.
Key difference: oil whirl tracks shaft speed (proportional), oil whip is fixed at the critical speed regardless of operating speed. Oil whip is a severe instability condition with potentially destructive vibration levels.
Oil whirl is identified by:
- Frequency at ~0.42–0.48× shaft speed
- Forward precession orbit (shaft whirls in same direction as rotation)
- Frequency tracks shaft speed proportionally — this is key
- Amplitude typically increases with speed
Other sub-synchronous sources like rub or loose components typically occur at exact sub-harmonics (½×, ⅓×) and may show reverse precession.
Oil whirl onset depends on several factors:
- Shaft speed exceeding the stability threshold
- Light bearing load (lightly loaded bearings are more prone)
- Low oil viscosity (high temperature or wrong oil grade)
- Excessive bearing clearance (worn bearings)
- Misalignment or unbalance affecting load distribution
Solutions include:
- Increase bearing load or reduce clearance
- Use anti-whirl bearing designs (tilting pad, pressure dam, lemon bore)
- Change oil viscosity (grade or temperature control)
- Reduce operating speed below instability threshold
- Improve shaft alignment and balance to stabilize bearing load
- Add external damping or squeeze-film dampers
本頁所述的操作流程由 Vibromera 團隊使用 Balanset-1A（一款用於現場轉子平衡的便攜式雙通道動平衡儀及振動分析儀）開發並經過實地測試。
用於診斷軸頸軸承問題之專業振動分析儀器。次同步追蹤與軌跡分析。應用於 50 多個國家。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko是一名振動分析工程師，也是Vibromera的創辦人兼執行長。 15年多來，他一直在現場——而非在試驗台上——為旋轉設備進行動平衡校正：粉碎機、工業風機、破碎機、離心機、軸與主軸。正是這些實際工作催生了Balanset系列儀器——它們被設計為一種專業人員可以隨身攜帶到機器旁、在現場獨立使用的工具，而非實驗室設備。 Vibromera成立於2017年，自2023年起總部設於葡萄牙波爾圖。Balanset系列產品的研發、組裝與支援均在此完成。旗艦產品是Balanset-1A，一款用於單平面及雙平面動平衡校正與振動診斷的可攜式分析儀。 Nikolai親自參與客戶支援工作，處理各種棘手的動平衡校正案例，並參與軟體開發。他以任何語言為全球客戶提供服務。
