滑动轴承振动原因、机理全解！

滑动轴承根据承受载荷的方向不同可分为：推力滑动轴承和径向滑动轴承；根据润滑油膜形成原理不同分为：动压滑动轴承和静压滑动轴承；根据结构形式不同可分为：整体式滑动轴承和剖分滑动轴承。
1. 滑动轴承故障形成原因
滑动轴承故障形成原因主要有：
轴瓦设计、安装不当；
超速、超载运行或在润滑油中含有杂质；
在高温、高速、高载荷的运行情况下，轴颈与轴瓦材料发生热膨胀，轴承间隙消失，金属之间直接接触；
在交变载荷的作用下，轴承表面产生往复作用的拉应力、压应力以及剪切应力，从而在轴承表面产生细微裂纹，在不断的运行状态下，最后形成疲劳破坏；
在较大振幅下长期运行造成的脱胎；
联轴器不对中、运行操作不当等原因造成的次同步不稳定等等。
2. 滑动轴承振动故障类型
滑动轴承振动故障有多种表现形式，其中包括轴瓦配合间隙过大；油膜涡动和油膜振荡、摩擦；以及常见的轴瓦磨损、烧瓦、疲劳产生的脱胎裂纹等故障。
3. 滑动轴承故障振动机理
引起滑动轴承振动的原因很多，大部分都是由于其它机械问题引起，如转子不平衡、不对中、刚度问题等。滑动轴承本身引起的振动，主要由配合间隙不当造成的刚度降低，以及设计、安装不当引起的油膜问题。
油膜涡动
油膜涡动是由径向滑动轴承油膜力所产生的一种涡动。当转子轴颈在滑动轴承中稳定运转时，轴承的油膜力R与载荷W相互平衡，转子轴心处于某一平衡位置O1。若转子受到扰动离开平衡位置移动到O2点，变化后的油膜力R′与载荷W的合力F不再为零、共线。
合力F可分解成径向与切向上的二个分力，径向分力Fr与轴颈的位移方向相反，力图把轴颈推回到原平衡位置O1处，是一种弹性恢复力；而切向分力Fu与轴颈位移方向相垂直，它推动轴颈绕平衡位置O1继续旋绕，即产生涡动，这种涡动就称为油膜涡动，Fu称涡动力。

如果轴颈受到的涡动力小于油膜阻尼力，则轴心涡动所形成的轴心轨迹是收敛的，涡动会减小；如果涡动力等于油膜阻尼力，则轴心轨迹不再扩大并成为封闭图形，涡动是稳定的；如果涡动力超过阻尼力，则轴心轨迹是发散的，涡动是不稳定的。涡动的转向与转子旋转方向相同时，为正进动；反之，为反进动。
理论推算表明，油膜涡动的旋转频率Ω等于转子旋转频率ω的一半，即Ω＝ω/2，因此油膜涡动理论上又称为半速涡动。实际中，油膜涡动的振动频率约为0.42~0.48转速频率，即Ω＝（0.42~0.48）ω。
油膜振荡
伴随着转子旋转频率ω（即转速n）的不断上升，油膜涡动的涡动频率Ω也不断上升，当转速n上升到转子第一临界转速 nk1的二倍附近时，也就是说当油膜涡动的频率等于转子轴承系统的固有频率时，即Ω＝ωk1时，转子轴承系统将发生强烈的共振，这就是所说的油膜振荡。
油膜振荡发生后，即使转速继续上升，但涡动频率却不再按涡动比（Ω/ω）不变的规律上升，仍为ωk1 ，也就是紧紧地咬住转子的固有频率—第一临界转速—不再改变。
油膜涡动及油膜振荡是一种自激振动，也就是说，维持振动的能量是由转子轴承系统（含润滑油）在自身旋转中产生的，它可以不断地提供极大的能量，而与外界无关。所以，油膜振荡还具有严重性、突发性、有时会发出间断吼叫声等特点。
对于大机组使用较多的可倾瓦轴承，理论计算表明，在忽略瓦块质量和支点摩擦力的情况下，可倾瓦轴承的交叉刚度为零，不可能产生油膜涡动及油膜振荡。因为其瓦块可以自由摇摆，油膜力能自动调整到通过轴心，从而与载荷共线，消除了切向油膜分力，从根本上铲除了涡动的推动力。
但是，由于在实际使用中往往会出现某些与设计条件不符的情况，如支点有摩擦力、轴承紧力不当、润滑油粘度过大等等，所以可倾瓦轴承也有可能发生油膜振荡。至于其它类型的轴承，如圆筒瓦、椭圆瓦、多油楔、多油叶等轴承，只要是属于高速轻载，都有可能发生油膜涡动及油膜振荡。

（来源：煤化工知库）