由于叶轮直径一般较大，沿圆周方向和径向的刚度很大，所以一般不会产生切向或扭转振动。但叶轮的厚度相对于半径而言较小，在汽轮机轴向的刚度较小，易发生振动。故轮系振动不加说明时均指轴向振动。

产生叶轮振动的主要原因有：由于部分进汽，个别喷嘴或叶片通道异常，隔板水平中分面汽流扰动过大等原因，使沿叶轮圆周上蒸汽作用力不均匀；由于叶根处轴向间隙沿圆周不均匀，使主汽流沿圆周的抽气或者漏汽不均匀，进而引起沿叶轮圆周前后压力不均匀；主轴或叶片等其他部件的振动，带动叶轮一同振动。

叶轮振动主要有三种振型（见图）。①伞形振动。叶轮以轴为中心，沿圆周整体地在轴向上向前、后振动，呈伞状。②带节圆的振动。叶轮上有一个节圆，节圆内、外两部分都沿圆周整体向轴向振动，但振动的方向相反，节圆基本上不动。个别长叶片级的轮系甚至有节圆位于叶片上的情况。③有节径的振动。当叶轮振动时，若在轮面某一直径上振幅很小或者基本不振动，此直径称为节径。在节径两侧的振动方向相反，两节径间中央处振幅最大，这种振动称为有节径的振动。

叶轮振动的三种振型

伞形振动和带节圆的振动，一般只在刚度不足的叶轮上发生。带一个以上节圆的高阶振型很少发生。当叶轮做有节径的振动时，节径越多，自振频率越高。当节径增加到足够多时，叶轮本体振幅极小，可视为基本上不振动，而只有叶片振动。故轮系的振动在节径数增多时，一般是以叶片的某种轴向振动为极限。当叶轮在做轴向振动时，叶轮上的叶片可做轴向或切向振动，使叶轮在同一节径条件下可能出现两个自振频率，各以一种叶片的振型为其极限。个别叶轮在振动时可能产生更复杂的振型，既有节圆又有节径，但极为少见。

当叶轮转动时，离心力的作用将使轮系的自振频率升高，这时的轮系自振频率称动频率。轮系的动频率也可用与测定叶片动频率相同的方法直接测定，但困难较大。现多由试验得出的静频率由下式计算得到：

 （1）

式中为叶轮的动频系数，可根据经验值选取；为汽轮机的转速。

旋转时，轮系振动以波的形式沿圆周方向传播。在不同的转速下，轮系振动形态不同。若只有一个喷嘴异常，激振力的频率为工作转速。如果叶轮的节径为，则叶轮的振动频率为激振力频率的倍，即叶轮上任一点振动次后，便受到一次激振，这时将发生共振。习惯上把与低频干扰力共振时的转速称为叶轮临界转速。

叶轮临界转速可用下式计算：

 （2）

由式（2）可见，叶轮的临界转速是相对于一定的节径数而言的。因此，同一叶轮，对不同节径数（即不同的振型）就有不同的临界转速。显然，由于值都大于1，故不会有时的临界转速。