机械测试技术及其应用CH+7+振动的测量.ppt

振动测量形式： 测量机器或结构在工作状态下的振动，如振动位移、速度、加速度等 掌握被测对象的运行状态 状态监测、故障诊断 环境控制、等级评定 对机械设备或结构施加某种激励，测量其受迫振动 获得被测对象的动态性能：固有频率、阻尼、响应、模态等 找出薄弱环节，通过改进设计提高其抗振能力 涡流位移传感器特点： 结构简单 非接触式测量 线性度好 频率响应范围较宽 具有较强的抗干扰能力 在生产条件下安装方便 ? 在监视诊断尤其是旋转机械轴振动检测中应用十分普遍 7.3.1 直接测量参数的选择 低频时加速度的幅值～测量噪声相当 －直接用位移拾振器更合理 用位移拾振器测高频位移同理 7.3.3 传感器的频率范围、量程、灵敏度等指标 各种拾振传感器都受其结构的限制而有其自身适用的范围 拾振器质量大，其上限频率就低、灵敏度高。 质量轻的拾振器上限频率高、灵敏度低。 以压电加速度计为例: 超低振级测量的都是质量超过100g灵敏度很高的加速度计。 高振级（如冲击）测量的都是小到几克或零点几克的加速度计。 7.3.4 使用环境、价格、寿命、可靠性、维修、校准 激光测振有很高的分辨力和测量精确度。? 对环境（隔振）要求极严、设备又极昂贵。 ? 只适用于特殊环境下测量，如实验室测量、校准等。 电涡流传感器对环境要求低而被广泛应用于工业现场对机器振动的测量中，且能在高温、油污、蒸汽介质环境下长期可靠地工作。 ? 比较电容、激光传感器 对相位有严格要求时，除了应注意拾振器的相频特性外，还要注意放大器的相频特性和测试系统中所有其他仪器的相频特性。 7.4.1 相对振动测量方法 7.4.2 绝对振动测量方法 7.4.3 一般测试方法 信号拾取 信号调理 信号记录 信号分析处理 结果输出 7.5 机器状态监测与分析 （Machine Condition Monitoring and Analysis） 目的： 保证设备安全、可靠运行 提高设备利用率和经济效益 科学管理与决策，革新设备维修体制 由事后维修、计划维修向预知维修（视情维修）转变 分析方法： 时域：波形分析、统计相关等 频域：频谱分析 7.5.2 旋转机械的状态监测与故障诊断 旋转机械振动评定标准 目前最常采用的是通频振幅来衡量机械运行状态的，根据所使用传感器的种类分为： 1) 轴承振动评定，用接触式传感器(例如磁电式振动速度传感器或压电式振动加速度传感器)放置在轴承座上进行测量 2) 轴振动评定，用非接触式传感器(例如电涡流式传感器)测量轴相对于机壳的振动值或轴的绝对振动值。 评定参数可用振动位移峰峰值和振动烈度(即均方根值，它代表了振动能量的大小)来表示。 在制定上述振动标准时，假设： 机组振动为单一频率的弦波振动； 轴承振动和转子振动基本上有一固定比值，因此可利用轴承振动代表转子振动； 轴承座在垂直、水平方向上的刚度基本上相等，即认为是各向同性的。 实际证明上述假设与事实不尽相符: 所测得的振动多数是由数种频率的振动合成的； 轴承组水平刚度明显低于垂直刚度； 转子振动和轴承座振动的比值，可以达2~50倍，它与轴承形式、间隙、轴承座刚度、油膜特性等有关，且同类机组亦不尽相同。 为了较全面的反映机组的振动情况，必须制定其他的振动标准 ? 振动烈度。 常用位移传感器(4/4) 测量时工作速度可达12 m/min 5 μm/1 mm ±1 10-3~10000 mm 0°~360° 磁栅 长磁栅 圆磁栅 分辨率好，可靠性高 10-6 r 10-8 r 0°~360° 0°~360° 角度编码器 接触式 光电式 模拟和数字混合测量系统，数字显示(长光栅分辨率0.1~1 μm) 3 μm/1 mm ±1 10-3~1 000 mm 0°~360° 计量光栅 长光栅 圆光栅 特 点 直线性 精确度 测量范围 形 式 7.7.2 位移测量应用实例 (Examples of Displacement Measurement) 1.轴位移的测量 轴位移不仅能表明机器的运行特性和状况。而且能够指示推力轴承的磨损情况以及转动部件和静止部件之间发生碰撞的可能性。 在工业现场，常用电涡流位移传感器来测量轴位移。 在位移测量中只考虑传感器中的直流电压成分。 轴位移分为相对轴位移（即轴向位置）和相对轴膨胀。 （1）相对轴位移的测量 相对轴位移 是指轴向推力轴承和导向盘之间的距离变化。 导向盘和轴承之间必须有一定的间隙以便能够形成承载油膜。 位移测量应用实例(2/21) 涡流传感器 轴 正常运转位置 停机位置 紧急报警位置 相对轴位移测量示意图 位移测量应用实例(3/21) (2