振动监测基本常识

1、1 2 故故 障障： 设 备 由 于 某 种 原 因“ 丧 失 了 应 有、 规 定 的 功 能” 故故 障障 诊诊 断断： 判 定、 分 析 设 备 故 障 的 过 程。n故 障 的 部 位： 指 导 维 修n引 起 故 障 的 原 因，判 断 故 障 周 期 维维 修修 体体 制制：n事 后 维 修n计 划 维 修n预 测 维 修： 趋 势 分 析、 状 态 监 测n主 动 维 修： 消 除 隐 患。 如 用 动 平 衡 机 不 平 衡； 对 中 仪不 对 中；油 液 分 析 仪 油 液 污 染3 机机 械械 设设 备备 故故 障障 的的 起起 因因 起 因 部 位 腐腐 蚀蚀 轴 承、

2、液 压 系 统、 燃 气 轮 机 叶 片、 疲疲 劳劳 传 动 件、 轴 承、 齿 轮、 曲 轴 过过 热热 轴 承、 火 花 塞 过过 应应 力力 齿 轮 的 齿、 紧 固 螺 栓 卡卡 死死 轴 承、 联 轴 节 磨磨 损损 传 动 件、 离 合 器、 轴 承、 齿 轮 污污 染染 性性 腐腐 蚀蚀 螺 旋 桨、 液 压 系 统、轴 承 机机 械械 设设 备备 故故 障障 的的 前前 期期 表表 现现n振 动 过 大 n局 部 温 度 升 高n油 液 污 染 n不 正 常 音 响n过 程 参 数 变 化： 压 力、 应 力、 扭 矩、 电 参 数n表 面 形 貌 改 变： 变 形、 裂 纹

3、、 斑 点、 色 泽 变 化4 故故 障障 诊诊 断断 的的 方方 法法 与与 技技 术术n振 动 分 析： 振 动 的 程 度、 振 动 的 起 因n油 液 分 析n红 外 测 温n人 工 经 验 分 析 诊 断： 听、 看、 触 摸 分分 析析 方方 法法n幅 值 分 析：振 动 总 值（ 振 动 水 平、烈 度）、变 化 趋 势、机 械 动 态 特 性n频 谱 分 析：引 起 设 备 振 动 原 因 的 具 体 分 析n相 位 分 析：共 振（ 相 频 特 性）、 动 平 衡 分 析n波 形 分 析：振 动 总 值（ 峰 值、 峰 峰 值）、 周 期、 拍 节n包 络 谱 分 析：轴 承

4、、 齿 轮5 振振 动动 分分 析析 的的 过过 程：程： 问问 诊诊 监监 测测 诊诊 断断 措措 施施问问 诊诊：了了 解解 设设 备备 背背 景，景， 列列 出出 可可 能能 引引 起起 振振 动动 的的 原原 因因 设 备 结 构 （ 传 动 链 参 数， 如 齿 轮 齿 数、 轴 承 型 号、 皮 带 轮 直 径 等）、设 备 的 动 态 特 性 等 信 息;设 备 运 行 工 况，过 程 参 数：温 度、压 力、转 速、 负 荷设 备 维 修 档 案 监监 测测: : 确确 定定 振振 动动 分分 析析 方方 案案 测 试 的 工 况（ 转 速、 负 荷）； 测 点 位 置； 测

5、试 参 数（ 振 动 位 移、 速 度、 加 速 度）； 绝 对 振 动、 相 对 振 动测 试 振 动 的 方 向（H/V/A）数 据 类 型（ 幅 值、 频 谱、 波 形）信 号 检 测 类 型： 峰 值、 峰 峰 值、 有 效 值6 振振 动动 分分 析析 的的 过过 程：程： 问问 诊诊 监监 测测 诊诊 断断 措措 施施诊 断：引 起 振 动 的 原 因 和 部 位 振 动 波 形 识 别相 关 时 差 定 位频 谱 与 倒 谱 分 析包 络 分 析频 响 特 性 与 相 干 分 析瞬 时 频 率 变 化 与 相 位 分 析模 糊、 灰 色 方 法 分 析诊 断 的 专 家 系 统

6、措 施：给 出 结 论 继 续 运 行； 还 能 运 行 多 久?维 修、 检 查； 部 位?7n稳稳 态态 振振 动动周 期 振 动n简 谐 振 动n周 期 振 动非 周 期 振 动n衰 减 振 动n准 周 期 振 动n随随 机机 振振 动动稳 态 振 动非 稳 态 振 动8m xc xk xft() 惯 性 力 阻 尼 力 弹 性 力 干 扰 力9 简简 谐谐 振振 动动 及及 其其 基基 本本 特特 性性 xxkm 0 xp x20 它 的 解 为：xcptcptApt12sincossin() 为 初 相 角， 振 幅， 为 角 频 率（ 固 有 频 率）， 令 Ap; 则：0 p0p

7、km 当 初 始 条 件： 时， :t 0 xA0 x xAtsin0vxAtAtcos()sin()00002axAtAt sin()sin()020020 ，ft( ) 0c 010Tf1fkm212 2f 周 期 xAmax 峰 值 ， 峰- 峰 值 22xAm ax 平 均 值 xAtdtAVT2002sin 有 效值 xTAtdtArm sT122200sin11 有有 阻阻 尼尼 的的 强强 迫迫 振振 动动 及及 其其 特特 性性 sinxp xpxFmt220 xeAptAtp td 00s in ()s in () 瞬瞬 态态 解解pppd12xAtsin()AFkp0222

8、112()() ，ftFt( )s in0c 0稳稳 态态 解解其 中 有 阻 尼 情 况 下 的 固 有 频 率： 由于阻尼的作用， , 与干扰力同频，与干扰力同频，其中：tg2120 振 幅 与 有 关； 当 时， 发 生 共 振 现 象。 放放 大大 系系 数数A 112 非非 简简 谐谐 干干 扰扰 情情 况况 下下 的的 振振 动动 所 以，示 为： ，但 是 周 期 干 扰 力， 它 可 以 表ftFt( )s in0f t ( )ftFitiii( )s in ()01xAitiiis in ()113 干干 扰扰 力力 及及 其其 引引 起起 的的 振振 动动 波波 形形 14

9、 振振 动动 波波 形形 的的 相相 位位 问问 题题 （1 1 ）两个同相角简谐波形的合成 (1X+2X)相位角差90角的两个简谐波形的合成。 (1X+2X)15 振振 动动 波波 形形 的的 相相 位位 问问 题题 （2 2 ）两个同相或两个反向简谐波形的合成问题。两个波形的频率相同。同相位合成反相位合成16 常常 用用 的的 测测 量量 仪仪 器器频 谱 分 析 仪数 据 采 集 器磁 带 记 录 仪振 动 传 感 器示 波 器 测测 量量 单单 位位 及及 检检 测测 类类 型型 位移（Pk-PkPk-Pk）：适合于低频范围 速度（RmsRms, PkPk）：适合于中频段 加 速 度（

10、 PkPk ）：适合于高频段17 测测 量量 单单 位位 及及 检检 测测 类类 型型18 峰峰 值值 能能 量量 ( gSE( gSE, Spike Energy ), Spike Energy )19 振振 动动 测测 试试 中中 常常 使使 用用 的的 传传 感感 器器振 动 传 感 器 l加 速 度 测 定 型 压 电 式 应 变 式 随 动 式l 速 度 测 定 型 动 电 式 l 位 移 测 定 型电 涡 流 式电 容 式电 子 光 学 式霍 尔 元 件 式20 21 传传 感感 器器 结结构构及及 原原 理理 结构与原理 特性曲线 标定及其标 定系数22传传 感感 器器 的的 安安 装装 及及 其其 影影 响响23传传 感感 器器 的的 安安 装装 及及 其其 影影 响响24 测 绝 对 振 动 测 相 对 振 动 振振 动动 的的 测测 试试 方方 式式25 测测 点点 位位 置置 的的 选选 取取 三个方向 设测点 给测点位 置作记号 设备表面 的处理 尽量靠近轴承 26xAitiiisin()127 简谐波形及其频谱 脉冲波形及其频谱 方波形及其频谱 简谐拍波及其频谱2829 时时 域域 波波 形形 的的 截截 取取 与与 复复 制制30 时时 域域 波波 形形 的的 复复 制制 误误 差差31