振动的基础知识讲述.ppt

关于振动  振动基本参数由振幅、频率、相位来描述，这就是振动三要素。 振幅 振幅是指物体动态运动或振动的幅度，是表征振动强弱的物理量。 振幅是振动强度和能量水平的标志，是评价机器运转状态优劣的主要指标。 振幅幅值参数： 峰峰值(pp)：峰峰值是整个振动历程的最大值，即正峰与负峰之间的差值； 单峰值(p)：单峰值是正峰或负峰的最大值 有效值(rms)：有效值即均方根值； 标注方法： （1）真实值峰值 xp=A; 峰峰值 xp-p=2A （2）理论值 计算峰值xp-p=1.414有效值xrms xp是xp-p的1/2 即：计算峰值xp=2.828有效值xrms 平均绝对值 x=0.637A 有利于随机信号和非稳定性信号，对冲击性峰值信号存在信息缺失。 关于振幅 振幅分别用位移振幅、速度振幅、加速度振幅值加以描述。三者相互之间可以通过微分或积分进行换算，后面具体分析。 习惯上我们： 1、位移振幅的测量值为峰峰值，单位是微米[μm] ； 2、速度振幅的测量值为有效值，单位是毫米/秒[mm/s] ； 3、加速度振幅的测量值是单峰值，单位是米/秒平方[m/s2]或重力加速度[g]。 振动位移、速度、加速度之间的关系 位移 速度 加速度 加速度、速度、位移关系 位移 d=A sin( ω t + φ) 速度 v=ω A sin( ω t +π/ 2+φ) 加速度 a=ω2 A sin (ω t +π+ φ) d=a /ω2 v=a / ω=d ω a=ω2d = ω v 位移振幅对应低频信号反映了振动异常间隙的变化情况，对间隙变性，摩擦、松动有良好针对性和敏感性。 速度振幅反映了分析频段内时间历程的振动能量即振动烈度 振动烈度是描述机器振动状态的特征量。 通常在各个测量位置的水平、垂直和轴向上都进行测量，得到一组不同的振幅值，所测的宽带最大振幅值定义为振动烈度。 由于振动烈度可参照振动标准，评价机器振动状态优劣；因此，在机器壳体上测量振动时要求在靠近轴承位置处的三个方向上都进行测量，最后取最大值作为振动烈度。 传感器安装注意事项 方向:兼顾三个方向，水平垂直和轴向。 位置：路程短，界面少，刚度大，以防止局 部共振和放大。以使信号能真实反应设备的动态力。 加速度振幅反映了单位质量所售的合外力状况合外力越大，瞬间加速度越大，当加速度变化时，系统收到了合外力的干扰，因此通过加速度可以分析系统中有冲击力特征的振动故障。 小议： 振幅之所以要分别用位移、速度、加速度表示，是因为振动位移、振动速度、振动加速度能分别清晰地反映低频、中频、高频范围内的振动强度。 例如：频率低，表明单位时间内振动的次数少和过程时间长，振动速度小，振动加速度更小，而振动位移相对较大；振动强度稍有变化时，速度、尤其是加速度的变化因原来数值就低会很不明显，只有振动位移能够清晰地反映振动强度的变化。 实际应用中举例： 大型旋转机械的振动，用装在轴承座上的涡流式位移传感器来测量转子相对于轴承的振动，用振动位移的峰峰值[μm]表示，多数为在线监测； 一般旋转机械的振动，用加速度传感器或速度传感器在机器壳体上靠近轴承处来测量，用振动速度的有效值[mm/s]表示，多数为离线监测。 如果特别关注转速较高的齿轮或滚动轴承的振动，应该用加速度传感器来测量，用振动加速度的单峰值[m/s2]或[g]表示。 频率 频率f是物体每秒钟振动循环的次数，单位是赫兹[Hz]。 频率是一种振动特性，是分析振动故障原因的主要依据。机器发生故障，一般只是某个或某些部件出了故障并产生异常振动，异常振动的频率是由此故障自身机理特性所决定的，也就是说故障与频率存在着对应关系，即“问题严重程度看振幅，什么问题看频率”。 周期T是物体完成一个振动过程所需要的时间，单位是：秒[s]。 频率与周期互为倒数，f＝1/T。 对旋转机械来说，转子每旋转一周就是完成了一个振动过程，为一个周期。因此转速n、角速度ω都可以看作频率，称为旋转频率、角频率，有时候n、ω、f不分，都直接简称为频率。它们之间的换算关系为：f = n/60，ω＝2πf＝2πn/60≈0.1n，其中转速n的单位为转/分钟[r/min]，角速度ω的单位为弧度/秒[rad/s]。 按振动的历程及信号特点，振动可分为确定