结构松动
地脚螺栓、底座、灌浆层和基础的连接失效，振动以一倍转频为主，方向性强。
松动发生在哪里
现场所说的松动，按发生部位大致可以分成几类。一是结构松动，指机器与底座、底座与基础之间的连接失效，例如地脚螺栓松动、灌浆层开裂脱空、底座刚度不足或焊缝开裂；二是轴承座松动，指轴承座与机架之间的螺栓松动、轴承座或机架开裂；三是转动部件的配合松动，指轴承内圈与轴、外圈与座孔、叶轮或联轴器与轴之间的配合间隙过大，以及滑动轴承间隙过大；四是软脚，即机器地脚与底座接触不良，拧紧螺栓时机座被迫变形。
这几类松动的原因和处理方法完全不同。结构松动拧螺栓、修灌浆层往往就能解决；配合松动从外面看不出来，必须拆检；软脚则需要重新调整垫片。诊断的目标不是笼统地说有松动，而是要指出松在哪一个界面。
轴承座松动
轴承座螺栓松动或轴承座、机架开裂，表现为摇摆，常出现二倍和半倍成分。
配合松动
轴承、叶轮、联轴器与轴的配合间隙过大，频谱中谐波很多，相位不稳定。
软脚
地脚与底座接触不良，拧紧螺栓使机座变形，影响对中和电机气隙。
谐波、分数谐波与方向性
松动使系统的刚度在每个振动周期内发生变化：连接部位时而接触、时而分离，或者在间隙内来回撞击。这种非线性使响应不再是单纯的正弦，频谱上出现一倍转频的多阶整数倍谐波，时间波形出现削顶、不对称或冲击。如果撞击每两转才发生一次，或者接触与分离的节奏与转速不同步，频谱中还会出现半倍转频及其奇数倍，即一倍半、两倍半等分数谐波，有时也会出现三分之一倍的成分。
松动的另一个特点是方向性强。连接失效通常只发生在某一个方向或某一个角上，相应方向的刚度明显降低，振动集中在这个方向，而与之垂直的方向变化不大。同一轴承座上水平与垂直方向的振幅差别很大、相位接近同相或反相，往往就是提示。配合松动还有一个现象：相位不稳定，重复测量时相位跳动较大，因为每一转的接触状态都不完全相同。
- 一倍转频的多阶整数倍谐波
- 半倍转频及其奇数倍的分数谐波
- 时间波形削顶、不对称或带有冲击
- 频谱底噪抬高
- 方向性明显，某一方向振动远大于其他方向
- 相位不稳定，重复测量差别大
各类松动的特征对照
| 松动类型 | 典型部位 | 频谱与波形 | 方向与相位 | 确认方法 |
|---|---|---|---|---|
| 结构松动 | 地脚螺栓、底座、灌浆层、基础 | 一倍转频为主 | 方向性强，地脚与基础之间振幅和相位差明显 | 地脚各点对比测量，检查螺栓预紧与灌浆层 |
| 轴承座松动 | 轴承座螺栓、轴承座裂纹、机架连接 | 一倍、二倍为主，可伴有半倍成分 | 轴承座与支座之间相位差明显，有时接近反相，表现为摇摆 | 比较轴承座与支座的振动，检查螺栓和裂纹 |
| 转动部件配合松动 | 轴承内圈与轴、外圈与座孔、叶轮与轴 | 多阶谐波甚至分数谐波，底噪升高，波形削顶或不对称 | 相位不稳定，每次测量都可能不同 | 拆检测量配合尺寸，查看配合面微动磨损痕迹 |
| 软脚 | 机器地脚与底座接触面 | 一倍转频或电机两倍电源频率随螺栓松紧变化 | 与紧固状态强相关 | 用百分表或塞尺逐个检查地脚 |
地脚各点对比测量
判断结构松动和轴承座松动，最有效的方法是沿着力的传递路径逐个界面对比。在每个地脚处，从上到下依次在机器地脚、底座、垫铁或灌浆层、基础顶面布置竖向测点，用多通道同步采集或以同一键相为基准逐点测量。连接良好时，相邻两点的振幅接近，相位基本一致，振动从上到下平缓减小；如果在某两个测点之间振幅突然下降、相位明显改变，说明这两者之间的界面在发生相对运动，松动就在这里。
四个地脚的结果放在一起比较，还能看出是哪一个角松了。只有一个角明显异常，多半是该处螺栓松动或垫铁失效；几个角都异常且从底座到基础之间出现台阶，就要怀疑灌浆层大面积脱空或底座本身刚度不足。
- 选择测点在每个地脚处由上到下选取机器地脚、底座、垫铁或灌浆层、基础顶面，测量竖向振动。
- 同步采集用多通道同步采集，或以同一键相为基准逐点测量，保证相位可以比较。
- 比较幅值相邻两点之间幅值突降，说明两者之间的连接界面存在相对运动。
- 比较相位相邻两点相位明显不同，进一步确认松动界面的位置。
- 四角对比比较各地脚的结果，找出最严重的位置，再检查螺栓预紧、垫铁和灌浆层。
软脚的检查与处理
软脚是指机器的一个或几个地脚与底座之间没有均匀贴合。常见形式有：某个地脚整体悬空，形成平行间隙；地脚或底座面不平，形成楔形间隙；外部力把地脚顶起或拉开，例如管道附加力；地脚下垫片过多、垫片之间有锈蚀和杂物，拧紧后仍有弹性。软脚的危害在于拧紧螺栓时机座被迫变形，轴承座随之偏斜，轴系对中改变；对电机而言，机座变形还会使定子与转子之间的气隙不均匀，两倍电源频率成分增大。
检查软脚通常在停机状态下进行：在地脚上架设百分表，逐个松开地脚螺栓，观察地脚抬起量，再用塞尺检查间隙形状，判断是哪一种软脚。在安全条件允许、有人监护并可随时停机时，也可以在运行中一次松开一个地脚螺栓，观察振动的变化，振动明显下降的那个地脚就是问题所在。处理时要清理接触面、减少垫片数量、按间隙形状加工或配制垫片，之后再重新对中。
- 平行软脚：地脚整体悬空，用等厚垫片补平
- 楔形软脚：地脚面不平，需要按间隙形状配制垫片或加工接触面
- 外力引起的软脚：先消除管道附加力等外部力
- 垫片过多或有锈蚀杂物：清理并减少垫片数量
与相似故障的区分
| 故障 | 相似表现 | 区分要点 |
|---|---|---|
| 不对中 | 二倍转频偏高、谐波较多 | 轴向振动大，跨联轴器相位接近反相，相位稳定，很少出现分数谐波 |
| 动静碰磨 | 分数谐波和多阶谐波 | 常伴有宽带噪声，一倍相位随时间缓慢变化，与间隙、温度和负荷相关，停机可见摩擦痕迹 |
| 滚动轴承故障 | 频谱成分多，底噪升高 | 特征频率不是转频的整数倍，包络谱出现轴承缺陷频率 |
| 不平衡 | 一倍转频高 | 相位稳定，方向性弱，水平和垂直方向的相位接近正交，谐波很小 |
| 共振 | 某一方向振动很大 | 对转速变化敏感，敲击测试可测到接近激振频率的固有频率，紧固后改变往往不大 |
| 油膜涡动 | 低于一倍转频的分量 | 出现在滑动轴承上，频率略低于一半转频并随转速变化，不是严格的半倍 |
松动常与其他故障同时存在。不平衡或不对中产生的激振力，遇到松动的连接会被放大成更复杂的频谱，因此处理松动之后，要重新评估是否还有原发故障。
紧固后复测与后续处理
结构松动和轴承座松动处理后，必须在原测点、原工况下复测，用前后对比确认效果。紧固时要按设备要求的预紧力和顺序进行，紧固完成后复查对中，因为拧紧地脚本身就可能改变对中状态。复测时除了看总振动值，还要看谐波和分数谐波是否消失、方向性是否减弱、地脚各点之间的台阶是否消失。
如果紧固之后振动特征没有改变，说明松动不在外部连接上，而可能在转动部件的配合中，这时需要安排拆检，测量轴颈、座孔和轮毂的配合尺寸。配合面上的微动磨损痕迹、发黑或发红的氧化粉末，是配合处长期存在相对运动的直接证据，可以结合失效件分析进一步确认。如果紧固之后振动先降后升，螺栓再次松动，就要检查螺栓预紧是否足够、垫铁和灌浆层是否已经损坏，以及是否存在共振、不对中等持续加载的原发问题。
- 按要求的预紧力和顺序紧固，并采取防松措施
- 紧固后复查对中
- 原测点、原工况复测，比较谐波和方向性
- 地脚各点对比确认界面台阶已消失
- 振动不变时安排拆检配合部位
- 运行一段时间后再次核查螺栓状态
现场测试怎么安排
现场测试由北京团队的工程师带仪器完成；测点方案、评价依据和报告形式在方案中与您确认。北京以外的项目按地点、测点数量和工期安排人员和仪器。需要配合材料检测或失效件分析的，可以与失效分析一并安排。
常见问题
螺栓都拧紧了，为什么还诊断为松动？
松动不只是螺栓问题。轴承与轴、轴承与座孔、叶轮与轴的配合间隙过大也是松动，外部紧固看不出来；灌浆层脱空、底座开裂同样表现为松动。需要地脚各点对比测量，必要时拆检。
出现半倍频成分一定是松动吗？
不一定。动静碰磨、滑动轴承油膜涡动、皮带问题也会产生低于转频的成分。松动产生的分数谐波通常严格落在半倍及其奇数倍上，油膜涡动略低于一半转频且随转速变化，碰磨常伴随宽带噪声。
运行中松开地脚螺栓检查，安全吗？
必须先评估安全条件，一次只松一个，有专人监护并能随时停机。对高速、大功率或基础状况不明的设备，宜改为停机后用百分表或塞尺检查软脚。
紧固后振动下降，过段时间又上来了，为什么？
常见原因是螺栓预紧力不足或在振动下回松，垫片过多，垫铁或灌浆层已经损坏，或者共振、不对中等原发问题在持续加载。应检查连接件状态并查找持续激振的来源。
配合松动能不能不拆机就判断？
振动特征可以给出较强的提示，例如多阶谐波、分数谐波、相位不稳定和底噪升高，但最终确认通常需要拆检，测量配合尺寸并观察配合面上的微动磨损痕迹。