大多數泵的固有扭轉頻率通常比橫向運動頻率要高。泵的壓力功能(帶有齒輪箱和變頻器的泵除外)通常不會引起扭轉振動。如果在轉速范圍之內固有扭轉頻率低于固有橫向運動頻率，狀態會發生改變。在復合泵組(含有幾個泵體的泵組)或采用軟性橡膠聯軸器的泵組中，也會發生這種情況。

　　扭轉-橫向振動

　　在包括幾個泵殼的復合泵組或采用非金屬軟性聯軸器的泵中，固有扭轉頻率可能比固有橫向運動頻率低。這種情況下，固有扭轉頻率通常處于轉速范圍之內。

　　在這些泵組中，扭轉-橫向運動引起的共振可能會導致嚴重的問題甚至泵的損壞。

　　圖1. 一臺由變頻電機驅動的泵

　　泵轉子的不對稱、徑向載荷和不平衡狀態通常由扭轉模式和橫向運動模式之間的耦合因素組成，影響著中心線的彎曲和扭曲位置。

　　不對稱轉子的分析模型考慮了橫向運動和扭轉之間的耦合作用，被用于模擬扭轉-橫向運動引起的振動。例如，包括扭轉振動耦合條件(泵軸扭轉模式的平衡狀態和其他影響)的橫向運動模式，可用于判斷扭轉-橫向運動共同引起的振動影響。這些分析模型包括周期變化的系數，該系數可能影響扭轉強度。這樣的分析方程會產生參數共振，但這僅僅在轉速恰好等于固有扭轉頻率的1、1/2、1/4、1/6、1/8倍時才會發生。在扭轉-橫向共振中，由于不平衡狀態和徑向載荷力(與不對稱的泵軸相作用)構成了真實系統的壓力作用，最高的模式共振可能在1倍或2倍于轉子轉速的情況下發生。

　　扭轉-橫向共振模式在固有橫向運動頻率和固有扭轉頻率下具有峰值響應。橫向模式的峰值頻率通常不是很高(橫向模式的阻尼相對較高)，扭轉共振可能具有很大的振幅(因為扭轉模式的有效阻尼通常較低。)

　　對于所有類型的泵而言，最常見的問題就是沒有說明按照慣例要在泵上安裝扭轉振動傳感器(以監測轉子扭轉的誘因或共振)。這對復雜的泵組是一個相當明顯的缺點。阻尼不足的扭轉模式可能會通過橫向模式的聯軸器(或長泵軸)被激發出來，這會大大提高壓力。這種影響可能會顯著增強聯軸器/泵軸的破裂。扭轉振動的變化與橫向振動相比，可以更早的顯露出破裂的征兆。換句話說，建議對泵進行扭轉振動監測(和泵的扭轉振動的變化識別)，特別是固有扭轉頻率相對較低的泵。

　　圖2. 具有低扭轉剛度的軟性聯軸器。這種聯軸器可能會導致驅動器和泵之間的嚴重的不對準，但是可以降低固有的扭轉頻率(第一階固有扭轉頻率可能低于運轉速度范圍)，從而帶來一些運轉/穩定性問題。

　　泵的橫向-扭轉共振可能發生在穩定狀態也可能發生在瞬變運行條件。帶有相對細長的泵軸(或帶有幾個泵殼)的變速泵很容易受到橫向扭轉共振的影響。例如，包括幾個泵殼的泵和通過齒輪組由變頻電機驅動的泵。一般來說，多泵殼泵(有時甚至是傳統的恒速泵)具有老式的橫向-扭轉共振。

　　現在，泵的耦合振動只可能在有限的轉速范圍內的瞬變狀態或非正常運行(比如短路、啟動或關機)條件下發生。但是，新一代復合型變頻泵(特別是具有相對較寬的運行速度的泵)可能會發生復雜的扭轉-橫向共振現象。

　　舉個非正常狀態下的橫向-扭轉耦合振動的例子，在一個針對蒸汽渦輪機驅動的泵組的案例研究中，橫向-扭轉耦合振動形式的穩態響應是由殘余不平衡引起的。要解決這個問題需要高度的平衡。然而，由于蒸汽渦輪機的轉子葉片突然發生故障，發了發生嚴重的橫向-扭轉瞬間振動和動力不穩定現象。

　　對有些泵來說，回轉力矩可以在縱向和水平面上與轉子軸的運動相耦合。此外，回轉力矩可以改變不同模式下的橫向運動的固有頻率值。橫向運動的固有頻率可以根據轉速改變(降低或增加)。例如，如果泵的轉速增加，第一、二、三和五階橫向運動模式的固有頻率會降低，而第四和第六階橫向運動的固有頻率會增加。這些運動模式具有正向和反向渦動效應。

　　高階模式的頻率變化可達30%，而第一、二和三階固有頻率的變化通常低于12%。這些橫向運動固有頻率的變化(轉速的作用)會引起或增強橫向-扭轉共振，尤其是運行轉速范圍較寬的變頻泵。

　　在泵的實際運行中，要確定彎曲和扭轉的臨界轉速，并不斷調整使它們遠離運轉速度極其倍數。現在則是要確定彎曲-扭轉共振的臨界轉速，并通過調整使其遠離可能的激發轉速(可能會導致共振)。特別是轉速及其二次諧波應該遠離扭轉運動的固有頻率。

　　齒輪組可能會促使彎曲和扭轉振動之間的耦合。橫向-扭轉共振可能會在帶有齒輪組的泵組中發生，特別是當固有彎曲頻率接近轉速時。通常，扭轉模式會被橫向運動誘因激發出來。有時，橫向運動響應可能是由扭轉振動引發的。

　　不同的案例研究表明了耦合機制的重要性，它增大了振動的振幅。這些耦合共振對于齒輪泵(通常是高速或高壓泵)的運轉可能是有害的。

　　圖3. 一臺立式泵。這種立式泵的長泵軸可能具有一些低扭轉剛度效應。在某些關鍵的立式泵中應觀察扭轉-橫向共振。

　　扭轉激勵(例如具有高振幅動態扭矩的瞬間扭轉狀態)下的轉子的橫向響應值得認真研究。扭轉阻尼可能非常低，瞬間扭轉力矩可能非常高，有時是正常扭矩的三到六倍。這種類型的耦合共振可能非常嚴重。如果彎曲的臨界轉速接近轉子的轉速，它可能是由耦合共振激發的。這種情況下，轉子在耦合扭轉的激發下可能會發生高振幅的振動。即使轉子的橫向臨界轉速并不接近泵的轉速，多倍(通常是兩倍)轉速下的橫向響應可能會達到一個非常高的峰值。