В ДИАГНОСТИКЕ - www.vdiagnostike.ru

У меня нет времени досконально вникать в проблему, да и тяжело вникать если механизм полностью незнаком и сам ручонками его не потрогал.
НО! Сразу на вскидку возникло предположение. Такое поведение вибрации (особенно скачкообразное изменение вибрации при увеличении оборотов, с последующим плавным изменением в том числе и фазы) и нелинейность при балансировке характерно при трении вала об уплотнение (наиболее характерно для мягких уплотнений типа сальники , манжеты).
Поясняю.
Имеем какой-то дисбаланс на тяжёлой развитой консоли и мягкое (может и с металическим такое быть, но поведение во времени несколько разное) уплотнение на выходе из редуктора (между подшипником и консолью). При увеличении (изменении) оборотов, увеличивается (изменяется) центробежная сила от дисбаланса отгибающая консоль в сторону "бьющей" точки, соответственно увеличивается (изменяется) вибрация. В тоже время вал начинает сильнее давить на уплотнение в сторону "бьющей" точки вызывая локальный нагрев участка вала со стороны "бьющей" точки, что приводит к тепловой деформации консоли в противоположную "бьющей" точке сторону и уменьшению (изменению) вибрации (с возможным изменением, вплоть до переворота, фазы). Одновременно с тепловым прогибом уменьшается давление вала на уплотнение и вся система плавно приходит в какое-то новое равновесное состояние. Попадании в зону трения смазки или наоборот грязи может мгновенно менять условия трения и сответственно теплового прогиба, что может приводить к самопроизвольным изменениям вибрации в ту или иную сторону, при неизменных оборотах.

Ну вот примерно такие мои измышления на вскидку.

Это нормальное поведение для такой нежесткой конструкции тем более при таком нагреве и таких зазорах в подшипнике. При изменеии температуры (что происходит при изменении скорости вращения обязательно) меняются зазоры в подшипнике, только одно это может приводить к полному изменению картины вибрации (а это не совсем быстрый процесс), а проволока это не жесткая конструкция она может гулять по полости и нагревать то одну стенку то другую. Плюс ещё ряд самых различных факторов влияющих на конструкцию. Вообще при любых подозрения на пониженную жесткость я стараюсь при балансировке измерятся 2 раза минимум. И наиболее достоверные данные можно получить на любом механизме проработавшем не менее 30- 60мин на данном режиме. Несомненнно что при таком режиме работы ничего хорошего в критике нет, но приведённых данных явно мало для анализа (тут я присоединяюсь к Вячеславу пока не "пощупаю" сказать что либо сложно).
Как одну из наиболее простых мер я бы попробовал балансировку на диамеховском станке или аналогичном по характеристикам(Минский имеет слишком низкую чувствительность , современные станки по данному параметру лучше раз в10).

Внимательней прочитал и посмотрел рисунки.
Пришёл к таким выводам:

1. Загнать относительно короткий и толстый ротор на 2000 об/мин в критику, это надо очень сильно постаратся, тем более что я по большому счёту не увидел перехода ротора через первую критику. Я скорее соглашусь с немцами - под механизмом либо высокий узкий фундамент, либо хлипкая рама типа двух продольных швелеров без должных раскосов, рёбер и косынок жесткости. И возможно с частичным отрывом рамы от фундамента. На это в частности указывает большая разница уровней вибрации по горизонтали и вертикали (высокая податливость механизма в поперечном направлении), а также большое количество гармоник в спектре (тем более нечётных).

2. При внимательном чтении, ещё больше утвердился в версии затирания вала об детали уплотнения. Я бы, по возможности, разобрал и осмотрел уплотнение и вал со стороны держателя-шнека на предмет натиров и задиров.

1.По жесткости конструкции

Вы оба, как в воду смотрите. Вячеслав, например, пишет: «Я скорее соглашусь с немцами - под механизмом либо высокий узкий фундамент, либо хлипкая рама…». Редуктор виткоукладчика действительно установлен на раме коробчатого сечения. Под рамой фундамент с шанцами для анкерных болтов. Четыре мощных анкерных болта (на рисунке не показаны) «пронизывают» часть фундамента, раму (каркас по терминологии немцев) и редуктор.
Немцы в первую очередь и рекомендовали усилить раму путем установки двух диагональных жесткостей и «пустоту в каркасе заполнить бетоном, который не дает усадки».
После выполнения этих работ анкерные болты были затянуты термическим способом. По их же рекомендации болты крепления дорна (на рисунке голубого цвета) к полому валу (на рисунке серого цвета) были затянуты ключом с регулируемым моментом. Т.е. совершенно нужные мероприятия. Но они практически ничего не дали. Обращали они внимание и на повышенный зазор во втором по ходу подшипнике, который, как они выразились «сделан по проекту».
Однако, в конце концов, немцы согласились на уменьшение рабочей скорости прокатки.
Не исключено, что с фундаментом что-то не в порядке. Один раз случайно (по нашей вине) вибрация виткоукладчика выскочила за такие пределы, что завибрировало рядом построенное 2-х этажное здание цеховой конторы.

2.Продолжительное «устаканивание».

За вторым подшипником полого вала, на выходе из редуктора действительно установлено металлическое лабиринтное уплотнение. Кстати, через него постоянно высасывались горячие пары масла за счет разряжения, создаваемого держателем (на рисунке красного цвета).
Логично было бы предположить, что медленно меняющиеся процессы «устаканивания» вибрации связаны с нагревом и охлаждением именно лабиринтов. Спасибо за подсказку.

3.Вячеслав пишет: «…я по большому счёту не увидел перехода ротора через первую критику». Все правильно, об этом в сообщении ничего не сказано.

Дополняю: при каждом пуске виткоукладчика на рабочую скорость кратковременно два раза возрастали шум и вибрация на промежуточных скоростях 1200-1250 об/мин и на 1400-1450 об/мин. Эти резонансы оказались вне диапазона рабочих скоростей, их проскакивали при разгоне и работе не мешали. Происхождением и устранением их мы не занимались. Посчитали (может быть и ошибочно), что источником этих двух резонансов является муфта на приводном валу (на рисунке не показана). Она состоит их двух упругих муфт, соединенных между собой вкладышем.

Спасибо за советы и участие.

Вернее "устаканивание" связано, скорее всего, с локальным (со стороны "бьющей" точки) нагревом вала от трения (затирания) об уплотнение и соответственно - тепловым прогибом консоли в противофазу "бьющеё" точке. Кстати, затирание может провоцировать и большой зазор в подшипнике, т.е. динамический прогиб консоли от дисбаланса + зазор в подшипнике, могут оказаться больше зазора под уплотнением. Если бы не было попыток балансировки, то при вскрытии уплотнения должно наблюдаться круговой (или по большому сектору если уплотнение слегка не по центру) натир на уплотнении и локальный натир с одной стороны на валу, градусов 10-60 по окружности. Так как наблюдались самопроизвольные скачки вибрации, возможно наличие задиров на уплотнении и валу.
Эта "засада" похоже и не даёт балансировать.
Кстати, балансировочная программа в приборе, всегда считает по "наименьшим квадратам", просто при равном количестве точек замеров и плоскостей коррекции система уравнений может сводиться к нулю. Не усложняйте себе и программе жизнь введением искусственных плоскостей. Если мне не веришь, свяжись с ДИАМЕХом, они подтвердят.


Про критику не я придумал.

И так про критику несколько раз по тексту.

С влиянием гибких муфт на резонанс я в своей практике не сталкивался (я думаю что они должны быть сильно низкочастотными). Скорее подобные эффекты могут быть связаны с жесткостью опор или конструкции.
О влиянии на соседнее здание это круто и может говорить об ошибках в проэкте. С таким я сталкивался только при низкочастотной возмущающей силе на 300м печах(сотни тонн при 3 об/мин). Большую вибрацию также вызывает механизм установленный на перекрытии. Если не предусмотренно виброизоляции здания от механизма то я думаю что вибрация может достигать значительных значений.
Я на обычных дымососах на перекрытиях от слишком частых балансировок и влияния на перекрытие избавлялся заливкой фундаментной рамы по самое нехочу(не только во внутренней части но и снаружи). Конусные немецкие фундаментные рамы расчитаны на определённую мощность механизма и если увеличить мощность установленного механизма без усиления рамы, резонансы на рабочих частотах(и не только) очень вероятны (я с таким сталкивался) и избавлялся от них вышеописанным способом.