机械故障诊断就是通过测量机器的振动信号，判断其运行状态的一种现代化设备管理方法，振动现象与其运行状态有着良好的对应关系。机械分为旋转机械和往复机械两种类型，它们在组成结构、动力学特征以及工作原理等方面都有所不同，故障信号的表现形式也存在差异。烟草行业大多采用旋转机械，例如SH8011隧道式烘梗丝机热风循环风机、SH9型叶丝在线膨胀干燥系统、高速卷接包机组的刀头组件、GDX2硬盒翻盖包装机组齿轮箱，B1高速包装机组转塔。这些设备都是生产线上的关键设备，对这些设备加强监测，防止发生故障,具有十分重要的意义。
1、旋转机械的故障诊断的特点
旋转机械的核心部分是转子组件，它是由转轴及固定在其上的各类圆形盘状零件组成。由于整个转子高速旋转，所以对其制造、安装、调试、维护管理都有很高的要求。如果其中某个零件出了问题，或在某个连接配合部位发生了异常的变动，就可能会引起机组的强烈振动，对这类机械进行故障诊断时，首先抓住各个故障的特征频率，对振动信号作频谱分析。频谱分析就是将所测得时域信号变换成频域加以分析。通常采用傅里叶变换，将复杂的信号分解为有限或无限个频率的简谐分量，再把各次谐波按其频率大小从低到高排列起来就成了频谱。旋转机械的振动信号大多数是一些周期信号、准周期信号、或平稳随机信号。
旋转机械的每一种故障都有各自的特征频率，故障频率都与转子的转速有关，或等于转子的同转频率(简称转频或工频)或倍频或分频。因此，分析振动频率与转频的关系是诊断旋转机械故障的一把钥匙。
2、旋转机械常见故障
2.1 不平衡
转子不平衡引起的振动是旋转机械的常见的多发故障。产生不平衡的原因：旋转机械转轴上所装配的每个零部件，如果材质不均匀(如铸件中存在气孔、砂眼，加工误差)、装配偏心以及在长期运行中产生不均匀磨损、腐蚀、变形，或者某些固定件松脱、各种附着物不均匀堆积等各种原因，都会导致零件发生质心偏移而造成不平衡。不平衡包括静不平衡和动不平衡。
2.1.1 不平衡故障振动特征
不平衡振动的频率一般很明显，主要表现不平衡转子的故障频率等于转子的旋转频率：f0=fr=n/60，f0——转子的基频(HZ)，fr——转子旋转频率(HZ)，n——转子转速(r/min)
除此之外，不平衡振动还会激起其他频率成份例如分频、倍频等。
不平衡引起的振动幅值在径向和轴向大小是不一样的，径向振动的比轴向要大，这是因为不平衡产生的离心力作用方向垂直于转子轴线所致，而在径向振动中，水平方向大于垂直方向,这是由于轴承座在垂直方向的动刚度一般大于水平方向的原因。
影响不平衡振动的主要因素有三个，即转子质量M、质心到两轴承连线的垂直距离(即偏心距)e，转子的旋转角速度ω，转子旋转时产生的离心力FC=M.e.ω2，这个离心力作用在支撑转子的两个轴承上，方向与ω相同。一个作用于物体上的力，当大小或方向发生变化时，就会引起振动，这是造成不平衡振动的根本原因。从计算离心力FC公式可知，不平衡振动对转速的变化反应最敏感，这一特点对于识别不平衡故障很有用处。
在诊断不平衡故障时，首先必须分析信号和频率成份，是否有突出的转频，其次看振动的方向特征，必要时再分析振幅随转速的变化情况，或测量相位。
2.1.2 实例
我厂采用数据采集器对SH811隧道烘梗丝机热风系统风机轴承进行定期测试，电机为37KW，转速为2950转/分，(转频为49.1HZ)，通过三角皮带传动风机。04年1月16日测试中，发现风机轴承振动数据超标。水平方向振动H=25.4mm/s，频谱显示在50HZ频率出现异常峰值，其频率正好与风机轴转频相一致，我们诊断为风机转子不平衡。当时因生产忙，设备拆卸较困难，没有及时检查。04年1月29日，突然该风机出现严重抖动，如同火车的轰隆声，情况紧急，我们立即用采集器采集频谱，水平方向振动速度达到92.5 mm/s ，见图2。要求操作工停机，修理工进行检查。发现风机扇叶上不均匀积垢达1厘米厚，用铲子铲去积垢后再测试，其振动下降了很多。水平振动为7.54mm/s。见图3。从此之后，我们规定操作工定期清理风机扇叶。
