自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动

从动力学角度看，振动可分为自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动。

a) 自由振动

自由振动是指物体在经历初始扰动后，不再受外力作用下的振动。自由振动的频率为物体自身的固有频率，与初始扰动无关；振幅呈衰减趋势。

由于初始扰动的历程短，靠初始激励一次性获得的振动能量有限，一般不会对机组造成破坏，不是故障诊断所考虑的目标。

b) 受迫振动

受迫振动是指物体在持续的交变力作用下所产生的振动。受迫振动不仅与激励力的频率和大小有关，而且与转子轴承系统自身的固有特性有关。受迫振动的特点具体如下：

① 受迫振动的频率与激振力频率相同；

② 受迫振动的振幅除与激振力大小成正比、与自身刚度成反比外，还与频率比γ及阻尼有关（γ＝ω/ωn ，ω为激振力频率，ωn为自身固有频率），γ小（即激振力的频率低）振幅接近于静态位移，γ大（力的频率很高、系统因惯性跟不上力的变化反而几乎停止不动）振幅小，γ≈1时振幅很大、即共振；

③ 受迫振动的相位、即位移最大值与激振力最大值之间的时间差与频率比γ及阻尼有关，γ＜1时相位趋于相同，γ＝1、即共振时相位差等于90°，γ＞1时相位差趋向于180°；

④ 当激振力频率或激振力频率的谐波与系统固有频率相同时即发生共振。

转子在不平衡量引起的离心力的作用下所产生的振动为典型的受迫振动。

c) 自激振动

自激振动是指由振动体自身能量所激发的振动。维持振动的交变力是由系统本身产生或控制的。自激振动通常有下述特点：

①    一般为亚异步振动，即振动频率小于转子工作转速且不同步；

②    自激振动的频率与转子的第一临界转速基本符合；

③    呈随机性，一般都为偶然因素引起，没有一定规律可循；

④    振动系统自身的刚度、阻尼非线性特征较强，振幅随时可能急剧上升；

⑤    振幅的变化与转速或负荷存在一定的关联；

⑥    失稳状态下的振动能量来源于系统本身。

大机组自激振动时有发生，如轴承油膜振荡、密封流体激振、气流激振、摩擦涡动、转子配合松动等。

d) 参变振动

参变振动是指由结构参数周期性变化而引起的振动。

造成结构参数周期性变化的常见因素有基础松动、锚爪及滑动支座连接螺栓紧度不一、转子有较深的横向裂纹、齿轮及滚动轴承缺陷、转子不对称截面引起的弯矩等。

参变振动有以下特点：

① 振动频率与转速有关，构成谐波关系，如1X、2X、nX；

② 结构参数周期改变，振动系统的固有频率也随之改变；

③ 当参变振动产生的二次谐波与系统第一临界转速相一致时会产生共振。