自动检测技术及应用第2版梁森6检测课件第六章节2013319章节幻灯片.ppt

振动的自谱分析 基波与三次谐波的频谱 依靠频谱分析法进行故障诊断 减速箱故障分析 减速箱的故障测试 a）减速箱结构 b）减速箱的振动测试 1－负载 2－联轴器 3－减速箱 4－压电振动传感器 5－电动机 减速箱故障分析时域图和频域图 a）时域图形 b）频谱图 某旋转机械的不平衡频谱图 a）严重不平衡前3个月的频谱 b）严重不平衡时的频谱 c）排除故障后的频谱 休息一下 回目录 物体围绕平衡位置作往复运动称为振动。从振动对象来分：有机械振动（例如机床、电机、泵风机等运行时的振动）；土木结构振动（房屋、桥梁等的振动）；运输工具振动（汽车、飞机等的振动）以及地震、武器、爆炸引起的冲击振动等。 从振动的频率范围来分，有高频振动、低频振动和超低频振动等。从振动信号的统计特征来看，可将振动分为周期振动、非周期振动以及随机振动等 物体振动一次所需的时间称为周期,用T表示,单位是s。每秒振动的次数称频率，用f表示,单位为Hz。 振动物体的位移用x表示，偏离平衡位置的最大距离称为振幅，用Am表示，单位为mm；振动的速度用v表示，单位为m/s；加速度用a表示，单位为m/s2。振动幅值随时间的变化得到的曲线，叫振动波形。 振动的基本概念 振幅 测振系统力学模型 弹簧振子的简谐振动 f f f f 简谐振动——最基本的、最简单的周期振动。 位移： x=Asin(ωt+φ) 速度： v=Aωsin(ωt+φ+π/2) 加速度： a= Aω2 sin(ωt+φ+π) 位移、速度和加速度的关系： （1）都是同频率的简谐波； （2）三者的幅值依次为A、Aω、 Aω2 。 （3）相位关系，加速度超前于速度90?，速度超前于位移90?。 简谐振动的三个基本参数 峰值 = A ； 峰峰值 = 2 A ； 有效值= 0.707 A （峰值 = 1.414 有效值）。 平均值=0.636 A 。 简谐振动的三个基本参数 正峰值A 负峰值A 有效值 峰峰值 二、测振传感器分类 测振用的传感器又称拾振器，它有接触式和非接触式之分。接触式中有磁电式、电感式、压电式等；非接触式中又有电涡流式、电容式、霍尔式、光电式等。介绍压电式测振传感器及其应用。 a）原理图 b）中心压缩式压电加速度传感器结构 c）环形剪切式压电加速度传感器结构 d）外形 1－基座 2－引出电极 3－压电晶片 4－质量块 5－弹簧 6－壳体 7－固定螺孔 常用的压电式振动加速度传感器 （1）灵敏度K 压电式加速度传感器的输出为电荷量，以pC为单位（1pC=10-12C）。而输入量为加速度，单位为m/s2,所以灵敏度以pC/ms-2为单位,或用重力加速度pC/g。灵敏度的范围约为10～100pC/g。 目前许多压电加速度传感器的输出是电压，所以灵敏度单位也可以为mV/g，通常为10～1000mV/g。 （2）频率范围 常见的压电加速度传感器的频率范围为0.01Hz～20kHz。 （3）动态范围 常用的测量范围为0.1～100g，或1000m/s2。测量冲击振动时应选用100～10000g的高频加速度传感器；而测量桥梁、地基等微弱振动往往要选择0.001～10g的高灵敏度的低频加速度传感器。 压电振动加速度传感器的性能指标 a）双头螺钉固定法 b）磁铁吸附法 c）胶水粘结法 d）手持探针式法 1－压电式加速度传感器 2－双头螺钉 3－磁钢 4－粘结剂 5－顶针 压电振动加速度传感器的安装及使用 d） 压电式振动加速度传感器的结构及外形 横向振动测振器 纵向振动测振器 1 典型压电式振动加速度传感器的特性参数 某小型“内装IC的压电加速度传感器”性能指标 灵敏度：500mV/g 量程：10g 频率范围：4-4000Hz安装谐振点:15kHz 分辨力：0.0000g 重量：40g 安装螺纹：M5 mm 线性：≤1% 压电加速度传感器的使用 手持式测振仪 手持式压电加速度传感器听诊器 1－量程选择开关 2－压电传感器输入信号插座 3－多路选择开关 4－带宽选择开关 5－带背光的点阵液晶频谱显示器 6－电池盒 7－可变角度支架 便携式测振仪外形及频谱图 压电振动加速度传感器在汽车中的应用 加速度传感器可以用于判断汽车的碰撞，从而使安全气囊迅速充气，从而挽救生命；还可安装在气缸的侧壁上，尽量使点火时刻接近爆震区而不发生爆震，但又能使发动机输出尽可能大的扭矩。 爆震波形 汽车发动机中的气缸点火时刻必须十分精确。如果恰当地将点火时间提前一些，即有一个提前角（例如10度以内），就可使汽缸中汽油与空气的混合气体得到充分燃烧，使扭矩增大，排污减少