機械分為旋轉機械和往復機械兩種類(lèi)型，它們在組成結構、動(dòng)力學(xué)特征以及工作原理等方面都有所不同，故障信號的表現形式也存在差異。旋轉機械是工業(yè)上應用最廣泛的機械。許多大型旋轉機械，如：離心泵、電動(dòng)機、發(fā)動(dòng)機、發(fā)電機、壓縮機、汽輪機、軋鋼機等，還是石化、電力、冶金、煤炭、核能等行業(yè)中的關(guān)鍵設備，對這些設備加強監測，防止發(fā)生故障，具有十分重要的意義。本世紀以來(lái)，隨著(zhù)機械工業(yè)的迅速發(fā)展，現代機械工程中的機械設備朝著(zhù)輕型化、大型化、重載化和高度自動(dòng)化等方向發(fā)展。機械設備管理是一項嚴謹的工作，它需要對設備建立一個(gè)完善的科學(xué)管理體系，利用現代科學(xué)的監測儀器、系統運行狀態(tài)參數，認知設備狀態(tài)。做到設備靜態(tài)、動(dòng)態(tài)信息完整化、數字化，即有據可依，有數可查，實(shí)現科學(xué)的信息綜合處理。只要能夠正確識別設備的振動(dòng)信息就可掌握設備的動(dòng)態(tài)，把握設備的維修周期。機械故障診斷就是通過(guò)測量機器的信息，比如振動(dòng)信號，判斷其運行狀態(tài)的一種現代化設備管理方法，振動(dòng)現象與其運行狀態(tài)有著(zhù)對應的關(guān)系。

旋轉機械的核心部分是轉子組件，它是由轉軸及固定在其上的各類(lèi)圓盤(pán)狀零件組成。由于整個(gè)轉子高速旋轉，所以對其制造、安裝、調試、維護管理都有很高的要求。如果其中某個(gè)零件出了問(wèn)題，或在某個(gè)連接配合部位發(fā)生了異常的變動(dòng)，就可能會(huì )引起機組的強烈振動(dòng)。根據轉子系統在坐標平面內發(fā)生的振動(dòng)形式，轉子的振動(dòng)可分為橫向振動(dòng)（振動(dòng)發(fā)生在包括轉軸在橫向平面內）、軸向振動(dòng)（振動(dòng)發(fā)生在轉軸的軸線(xiàn)方向上）、扭轉振動(dòng)（沿轉軸軸線(xiàn)發(fā)生的扭振），旋轉機械大多數故障所激發(fā)的振動(dòng)為橫向振動(dòng)，是主要的研究對象。旋轉機械的振動(dòng)信號大多數是一些周期信號、準周期信號、或平穩隨機信號。因此，分析振動(dòng)頻率與轉頻的關(guān)系是診斷旋轉機械故障的一把鑰匙。

機械分為旋轉機械和往復機械兩種類(lèi)型，它們在組成結構、動(dòng)力學(xué)特征以及工作原理等方面都有所不同，故障信號的表現形式也存在差異。旋轉機械是工業(yè)上應用最廣泛的機械。許多大型旋轉機械，如：離心泵、電動(dòng)機、發(fā)動(dòng)機、發(fā)電機、壓縮機、汽輪機、軋鋼機等，還是石化、電力、冶金、煤炭、核能等行業(yè)中的關(guān)鍵設備，對這些設備加強監測，防止發(fā)生故障，具有十分重要的意義。本世紀以來(lái)，隨著(zhù)機械工業(yè)的迅速發(fā)展，現代機械工程中的機械設備朝著(zhù)輕型化、大型化、重載化和高度自動(dòng)化等方向發(fā)展。機械設備管理是一項嚴謹的工作，它需要對設備建立一個(gè)完善的科學(xué)管理體系，利用現代科學(xué)的監測儀器、系統運行狀態(tài)參數，認知設備狀態(tài)。做到設備靜態(tài)、動(dòng)態(tài)信息完整化、數字化，即有據可依，有數可查，實(shí)現科學(xué)的信息綜合處理。只要能夠正確識別設備的振動(dòng)信息就可掌握設備的動(dòng)態(tài)，把握設備的維修周期。機械故障診斷就是通過(guò)測量機器的信息，比如振動(dòng)信號，判斷其運行狀態(tài)的一種現代化設備管理方法，振動(dòng)現象與其運行狀態(tài)有著(zhù)對應的關(guān)系。

旋轉機械的核心部分是轉子組件，它是由轉軸及固定在其上的各類(lèi)圓盤(pán)狀零件組成。由于整個(gè)轉子高速旋轉，所以對其制造、安裝、調試、維護管理都有很高的要求。如果其中某個(gè)零件出了問(wèn)題，或在某個(gè)連接配合部位發(fā)生了異常的變動(dòng)，就可能會(huì )引起機組的強烈振動(dòng)。根據轉子系統在坐標平面內發(fā)生的振動(dòng)形式，轉子的振動(dòng)可分為橫向振動(dòng)（振動(dòng)發(fā)生在包括轉軸在橫向平面內）、軸向振動(dòng)（振動(dòng)發(fā)生在轉軸的軸線(xiàn)方向上）、扭轉振動(dòng)（沿轉軸軸線(xiàn)發(fā)生的扭振），旋轉機械大多數故障所激發(fā)的振動(dòng)為橫向振動(dòng)，是主要的研究對象。旋轉機械的振動(dòng)信號大多數是一些周期信號、準周期信號、或平穩隨機信號。因此，分析振動(dòng)頻率與轉頻的關(guān)系是診斷旋轉機械故障的一把鑰匙。

（一）轉子不平衡
　　轉子不平衡引起的振動(dòng)是旋轉機械的常見(jiàn)的多發(fā)故障。產(chǎn)生不平衡的原因：旋轉機械轉軸上所裝配的零部件，如果材質(zhì)不均勻（如鑄件中存在氣孔、砂眼，加工誤差）、裝配偏心以及在長(cháng)期運行中產(chǎn)生不均勻磨損、腐蝕、變形，或者某些固定件松脫、各種附著(zhù)物不均勻堆積等各種原因，都會(huì )導致零件發(fā)生質(zhì)心偏移而造成不平衡。不平衡包括靜不平衡和動(dòng)不平衡。不平衡振動(dòng)的頻率一般很明顯，主要表現不平衡轉子的故障頻率等于轉子的旋轉頻率。除此之外，不平衡振動(dòng)還會(huì )激起其他頻率成分例如分頻、倍頻等。影響不平衡振動(dòng)的主要因素有三個(gè)，即轉子質(zhì)量、質(zhì)心到兩軸承連線(xiàn)的垂直距離（即偏心距）、轉子的旋轉角速度。轉子旋轉時(shí)產(chǎn)生的離心力，這個(gè)離心力作用在支撐轉子的兩個(gè)軸承上，方向垂直于軸承中心。在診斷不平衡故障時(shí)，首先必須分析信號和頻率成分，是否有突出的轉頻，其次看振動(dòng)的方向特征，必要時(shí)再分析振幅隨轉速的變化情況，或測量相位。

（二）轉子不對中
　　轉子不對中也是旋轉機械常見(jiàn)故障之一，主要包括轉子與轉子之間的連接不對中，主要反映在聯(lián)軸器的對中性上；轉子軸頸與兩端軸承不對中。對滑動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，這種情況產(chǎn)生的主要原因與軸承是否形成良好的油膜有直接關(guān)系。對滾動(dòng)軸承來(lái)講，主要是因為兩端軸承座孔不同軸、軸承元件損壞、外圈配合松動(dòng)，兩端支座變形等（對電動(dòng)機而言是前后端蓋），都會(huì )引起不對中。轉子不對中將產(chǎn)生一種附加彎矩，給軸承增加一種附加荷，致使軸承上的負荷重新分配，形成附加激勵引起機組強烈拆動(dòng)等后果。不對中主要激發(fā)二倍轉頻或多倍轉頻振動(dòng)。振動(dòng)大小與不對中形式有一定關(guān)系，一般表現為軸向振動(dòng)比較大。不對中引起的振動(dòng)其振幅值與機器的負荷有一定的關(guān)系，一般隨著(zhù)負荷的增加而成正比的增加，然而對轉速的變化影響不大。

（三）機械松動(dòng)
　　機械松動(dòng)也是旋轉機械比較常見(jiàn)的故障，松動(dòng)有兩種情況，一種是地腳螺栓連接松動(dòng)。它帶來(lái)的后果是引起整個(gè)機器松動(dòng)。另一種情況是零件之間正常的配合關(guān)系被破壞造成配合間隙超差而引起的松動(dòng)，比如滾動(dòng)與軸承的內圈與轉軸或外圈與軸承座孔之間的配合，因喪失了配合精度而造成松動(dòng)。由松動(dòng)引起的振動(dòng)具有一定的非線(xiàn)性，其振動(dòng)信號的頻率成分相當復雜，除了基頻（等于轉頻）以外，還產(chǎn)生高頻次諧波和分頻振動(dòng)，頻譜結構成梳狀，有時(shí)還表現出一些方向特征很明顯，主要在垂直方向很強烈。

（四）摩擦
　　摩擦故障形式有多種多樣。如轉子與密封件的摩擦，轉子與隔板之間的摩擦，電動(dòng)機轉子與定子的摩擦，葉輪、齒輪、風(fēng)扇與機殼或護罩的摩擦、滾動(dòng)軸承外圈與軸承孔、以及轉軸與軸承內圈或轉軸與其他零件因配合松動(dòng)而引發(fā)的摩擦。摩擦一般引起非線(xiàn)性振動(dòng)，頻帶范圍較寬，除了一倍基頻外還有二倍基頻、三倍基頻等高次諧波，以及1/2、1/3等低次諧波。在某些情況下還會(huì )激起系統的固有頻率。摩擦振動(dòng)的時(shí)域波形上常常表現為削波狀態(tài)，“截頭余弦”形狀的時(shí)域波形常被視為摩擦故障的重要標志。
　?。ㄎ澹L動(dòng)軸承引起的故障振動(dòng)
　　滾動(dòng)軸承的振動(dòng)頻率成分非常豐富，每一個(gè)元件都有各自的故障特征頻率。根據頻帶不同，在軸承故障診斷中可利用的固有振動(dòng)有三種：軸承外圈一階徑向固有振動(dòng)，其頻帶在（18）kHz范圍內；軸承其它元件的固有振動(dòng)，其頻帶在（20一60）kHz范圍內；加速度傳感器的一階固有頻率。磨損后軸承與正常軸承的振動(dòng)相比，兩者都是無(wú)規則的，振幅的概率密度大體均為正態(tài)分布，頻譜亦無(wú)明顯差別，只是振動(dòng)有效值和峰值比正常時(shí)大。一般說(shuō)來(lái)特征頻率的計算非常復雜，在現場(chǎng)不便進(jìn)行，但在診斷時(shí)通過(guò)頻率分析不但可以發(fā)現故障，而且可以確定發(fā)生故障的元件。 

在進(jìn)行旋轉機械的故障診斷時(shí)，往往故障與征兆之間不完全是一一對應的關(guān)系，有時(shí)各種故障同時(shí)發(fā)生，使故障
　　診斷起來(lái)更加復雜。隨著(zhù)狀態(tài)監測技術(shù)不斷的發(fā)展，故障診斷已成為一種新的工程技術(shù)。正確掌握振動(dòng)標準也是一項重要的工作，除了采用絕對的國際標準外，企業(yè)還應根據不同設備的情況建立一套相對標準，即將測量值與初始值相比較作出判斷?？傊?，正確判斷故障，不僅需要掌握相關(guān)振動(dòng)學(xué)方面的知識，還要對所測的設備非常了解，認真聽(tīng)取現場(chǎng)操作人員、修理技術(shù)人員的意見(jiàn)后，才能得到符合實(shí)際情況的診斷結果。