工况监测与故障诊断技术 第5章 振动监测技术.pdf

第5章 振动监测技术 2012-05-08 0 5.1 机械振动基础 设备的设计、材料或使用缺陷 • 例如零件原始制造误差 • 运动副之间的间隙 • 零件间的滚动及相互摩擦 • 回转机件中产生的不平衡或冲击等 2012-05-08 • 共振响应 1 机械振动的危害 • 破坏机器的正常工作和原有性能 • 使机器加速失效、缩短使用寿命 • 产生噪声，恶化环境和劳动条件，危害人类 的健康 使机器振动在限定范围之内 2012-05-08 2 研究振动的目的 • 检查机器运转时的振动特性，以检验产品质量； • 测定机械系统的动态响应特性，以便确定机器设备承受振 动和冲击的能力，并为产品的改进设计提供依据； • 分析振动产生的原因，寻找振源，以便有效地采取减振和 隔振措施； • 对运动中的机器进行故障监控，以避免重大事故。 2012-05-08 3 振动研究 激励 机械系统 响应 振动分析：已知激励条件和系统的振动特性，欲求系统的响应； 系统识别：已知系统的激励条件和系统的响应，要确定系统的特 性 系统动态响应特性测试问题； 环境预测：已知系统的振动特性和系统的响应，欲确定系统的激 励状态 寻求振源的问题。 2012-05-08 4 振动的分类 分类 名称 主要特征与说明 系统受初始干扰或外部激振力取消后，系统本身由弹 性恢复力和惯性力来维持的振动。当系统无阻尼时， 自由振动 振动频率为系统的固有频率；当系统存在阻尼时，其 按振 振动幅度将逐渐减弱 动产 由于外界持续干扰引起和维持的振动，系统的振动频 受迫振动 生的 率为激振频率 原因 系统在输入和输出之间具有反馈特性时，在一定条件 下，没有外部激振力而由系统本身产生的交变力激发 自激振动 和维持的一种稳定的周期性振动，其振动频率接近于 系统的固有频率，如喘振 2012-05-08 5 喘 振 流体机械及其管道中介质的周期性振荡，是介质受到周期性吸入和排出 的激励作用而发生的机械振动。 泵或压缩机运转中可能出现的喘振过程：流量减小到最小值时出口压力 会突然下降，管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内， 直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来 的压力时，流量再次减少，管道中介质又产生倒流，如此周而复始。 喘振的产生与流体机械和管道的特性有关，管道系统的容量越大，则喘 振越强，频率越低。 流体机械的喘振会破坏机器内部介质的流动规律性，产生机械噪声，引 起工作部件的强烈振动，加速轴承和密封的损坏。一旦喘振引起管道、机 器及其基础共振时，还会造成严重后果。 为防止喘振