振動(dòng)分析與振動(dòng)原理介紹

振動(dòng)分析與振動(dòng)原理介紹

機(jī)械振動(dòng)是指表示機(jī)械設(shè)備在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)上某觀(guān)測(cè)點(diǎn)的位移量圍繞其均值或相對(duì)基準(zhǔn)隨時(shí)間不斷變化的過(guò)程。
與信號(hào)的分類(lèi)類(lèi)似，機(jī)械振動(dòng)根據(jù)振動(dòng)規(guī)律可以分成兩大類(lèi)：穩(wěn)態(tài)振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)
振動(dòng)的幅值、頻率和相位是振動(dòng)的三個(gè)基本參數(shù)，稱(chēng)為振動(dòng)三要素。只要測(cè)定這三個(gè)要素，也就決定了整個(gè)振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
幅值是振動(dòng)強(qiáng)度的標(biāo)志，它可以用峰值、有效值、平均值等不同的方法表示。
不同的頻率成分反映系統(tǒng)內(nèi)不同的振源。通過(guò)頻譜分析可以確定主要頻率成分及其幅值大小，從而尋找振源，采取相應(yīng)的措施。
振動(dòng)信號(hào)的相位信息十分重要，如利用相位關(guān)系確定共振點(diǎn)、測(cè)量振型、旋轉(zhuǎn)件動(dòng)平衡、有源振動(dòng)控制、降噪等。對(duì)于復(fù)雜振動(dòng)的波形分析，各諧波的相位關(guān)系是不可缺少的。
簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最基本的周期運(yùn)動(dòng)，各種不同的周期運(yùn)動(dòng)都可以用無(wú)窮個(gè)不同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的組合來(lái)表示。本節(jié)討論最為簡(jiǎn)單的單自由度系統(tǒng)在兩種不同激勵(lì)下的響應(yīng)(即單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)):
以利于正確理解和掌握機(jī)械振動(dòng)測(cè)試及分析技術(shù)的有關(guān)概念。
在振動(dòng)測(cè)量時(shí)，應(yīng)合理選擇測(cè)量參數(shù)。如振動(dòng)位移是研究強(qiáng)度和變形的重要依據(jù)；振動(dòng)加速度與作用力或載荷成正比，是研究動(dòng)力強(qiáng)度和疲勞的重要依據(jù)；振動(dòng)速度決定了噪聲的高低，人對(duì)機(jī)械振動(dòng)的敏感程度在很大頻率范圍內(nèi)是由振動(dòng)速度決定的，振動(dòng)速度又與能量和功率有關(guān)，并決定了力的動(dòng)量。
主要振動(dòng)分析儀器/測(cè)振儀介紹
日本理音測(cè)振儀器型號(hào)
1.      vm-63A測(cè)振儀
2.      Vm-70測(cè)振儀
3.      vm-82振動(dòng)分析儀
4.      VM-2004軸承診斷振動(dòng)分析儀
5.      測(cè)振分析儀AV-12
時(shí)代集團(tuán)公司測(cè)振儀器型號(hào)
1.      TV260便攜式筆式測(cè)振儀
2.      TV200便攜式筆式測(cè)振儀
3.      便攜式測(cè)振儀TV100
4.      TV100便攜式測(cè)振儀
5.      TV300測(cè)振儀
振動(dòng)的原因
•      由於材料不可能完美均質(zhì)、製造上的精度限制、使用後的磨損等因素，造成運(yùn)轉(zhuǎn)的物體都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。
•      依照物理學(xué)，旋轉(zhuǎn)中物體的振動(dòng)，是呈現(xiàn)正弦波形。
•      在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械上所量測(cè)到的振動(dòng)波形，是許多零件的綜合振動(dòng)。
•      綜合振動(dòng)的複雜波形，可以利用數(shù)學(xué)予以分解成不同零件各自的正弦波形振動(dòng)。
破壞方式
•      一般轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械在600～120,000CPM之間時(shí)，破壞模式為疲勞破壞，因此採(cǎi)用與「頻率」成正比的「速度」為主要量測(cè)單位。
•      低頻時(shí)（通常在600 CPM以下），破壞模式為位移破壞，因此以「位移」為主要量測(cè)單位。
•      高頻時(shí)（通常在120,000 CPM以上），破壞模式為作用力破壞，因此以「加速度」為主要量測(cè)單位。
振動(dòng)三要素
項(xiàng)目            單位      意義
振幅Amplitude      位移 Displacement      μm      振動(dòng)幅度的大小
    速度 Velocity      mm/sec      振動(dòng)的快慢
    加速度 Acceleration      g      振動(dòng)快慢的變化
頻率 Frequency      CPM，或 Hz      單位時(shí)間之振動(dòng)次數(shù)
可研判振動(dòng)來(lái)源
相角 Phase      ° (degree)      兩振動(dòng)體相對(duì)位置之比較
可研判振動(dòng)模式
診斷方式
絕對(duì)判定：      以某種絕對(duì)的基準(zhǔn)作為判斷依據(jù)，常見(jiàn)的判定基準(zhǔn)有ISO、VDI、API等。本課以IRD公司之8.0 mm/sec（頻率為600～60,000CPM之間）作為初步的簡(jiǎn)易判定。
相對(duì)判定：      定期測(cè)定設(shè)備的同一位置，以判斷此值是否為正常值，通常以使用初期值為準(zhǔn)。
本課依統(tǒng)計(jì)學(xué)方式以歷史平均值的正負(fù)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為正常數(shù)值區(qū)域，作為進(jìn)一步的簡(jiǎn)易判定。
頻譜分析：      將測(cè)量所得之振動(dòng)，利用傅立葉轉(zhuǎn)換（Fast Fourier transform）分解成不同零件各自的振動(dòng)波形，可由頻率的分佈判斷發(fā)生振動(dòng)的來(lái)源；如轉(zhuǎn)軸或軸承。
相位分析：      將測(cè)量所得之振動(dòng)，分解成不同零件各自的振動(dòng)波形後，由頻率的相位差異判斷發(fā)生振動(dòng)的模式；如轉(zhuǎn)軸變形或轉(zhuǎn)軸對(duì)心不良。