振动基础知识.

振动基础知识.
振动基础知识.

基本概念和基础知识

一、常见的工程物理量

力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等

(一)力:力是物体间的相互作用,是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力,也可以有动态力,我们常测试的力主要是动态力,即给结构施加力,激发结构的某些特性,便于测试了解其结构特性,如模态试验用的力锤。

(二)应力应变:材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。在外力作用下,单位长度材料的伸长量或缩短量,称为应变量。在一定的应力范围(弹性形变)内,材料的应力与应变量成正比,它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。

(三)振动位移:位移就是质量块运动的总的距离,也就是说当质量块振动时,位移就是质量块上、下运动有多远。位移的单位可以用μm 表示。进一步可以从振动位移的时间波

可以是静态位移,可以是动态位移。通常我们测试的都是动态位移量。有角位移、线位移等。

(四)振动速度:质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时,其速度为0,这是因为质量块在这两点处,在它改变运动方向之前,必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值,在此点处质量块已经加速到最大值,在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。

(五)振动加速度:被定义为振动速度的变化率,其单位是用有多少个m/s2 或g来表示。

由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方,在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。

(六)转速:旋转机械的转动速度

(七)简谐振动及振动三要素

振动是一种运动形式――往复运动

d=Dsin(2πt/T+Φ)

D――振动的最大值,称为振幅

T――振动周期,完成一次全振动所需要的时间

f――单位时间内振动的次数,即周期的倒数为振动频率,

f =1/T (Hz)(1)

频率f 又可用角频率来表示,即

ω=2π/T (rad/s)

ω和f的关系为

ω=2πf (rad/s)(2)

f =ω/2π(Hz)(3)

将式(1)、(2)、(3)代入式可得

d =D sin(ωt+Φ)=Dsin(2πft+Φ)

可以用正玄或余玄函数描述的振动过程称之为简谐振动振动三要素:振幅D、频率f和相位Φ

(八)、表示振动的参数:位移、速度、加速度

振动位移: d = Dsinωt

D

π)

振动速度:v = Dωcosωt =Vsin(ωt +

2

V= Dω

振动加速度:a = -Dω2sinωt =Asin(ωt +π)

A=-Dω2

(九)振动三要素在工程振动中的意义

1、振幅

○振幅~物体动态运动或振动的幅度。

★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。

即“有没有问题看振幅”。

○峰峰值、单峰值、有效值

振幅的量值可以表示为峰峰值(pp)、

单峰值(p)、有效值(rms)或平均值(ap)。

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;单峰值是正峰或负峰

的最大值;有效值即均方根值。

○振动位移、振动速度、振动加速度

振幅分别用振动位移、振动速度、振

动加速度值加以描述、度量,三者相互之间可以通过微分或积分进行换算。在振动测量中,除特别注明外,习惯上:

○振动位移的量值为峰峰值,单位是微米[μm]或毫米[mm];

○振动速度的量值为有效值(均方根值),单位是毫米/秒[mm/s];

○振动加速度的量值是单峰值,单位是米/秒平方[m/s2]或重力加速度[g],1[g] =

9.81[m/s2]。

○峰峰值、有效值、单峰值三者之间的量值关系

单峰值=峰峰值/2,有效值=0.707峰峰值(峰峰值=1.414有效值)

平均值=0.637峰峰值,平均值应用较少。

△在低频范围内,振动强度与位移成正比;

△在中频范围内,振动强度与速度成正比;

△在高频范围内,振动强度与加速度成正比。

频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长,速度、加速度的数值相对较小,因此振动位移能够更清晰地反映出振动强度的大小;而频率高,意味着振动次数多、过程短,速度、尤其是加速度的数值及变化量大,因此振动强度与振动加速度成正比。

△振动位移反映了振动距离(间隙)的大小,振动速度反映了振动能量的大小,振动加速度反映了振动冲击力的大小。

在实际应用中:

△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(轴)的振动,用振动位移的峰峰值[μm]表示;

△一般转动设备的振动用速度传感器、如今主要是加速度传感器在壳体上靠近轴承处来测量,用振动速度的有效值[mm/s]表示;

△齿轮的振动用加速度传感器在壳体上测量,用振动加速度的单峰值[m/s2]或[g]表示,或用振动速度的有效值[mm/s]表示。

2、频率

○频率f ~物体每秒钟振动循环的次数,单位是赫兹[Hz]。

★频率是振动特性的标志,是分析振动原因的重要依据。

即“有没有问题看振幅,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] 。例如一个单摆,它的周期就是重锤从左运动到右,再从右运动回左边起点所需要的时间。

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,或者说振动循环变化了一次。因此转速n、角速度ω都可以看作频率,称为旋转频率、转速频率、圆频率,或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]。

○倍频、一倍频、二倍频、0.5倍频、工频、基频、转频

许多振动往往与转速相关,因此振动频率也可以用转速频率的倍数来表示。

倍频就是用转速频率的倍数来表示的振动频率。

如果振动频率为机器实际运行转速频率的一倍、二倍、三倍、0.5倍、0.43倍、…时,则称为一倍频(习惯上又称为1X,或1×)、二倍频(2X、2×)、三倍频(3X、3×)、0.5倍频(0.5X、0.5×)、0.43倍频(0.43X、0.43×)、…等。其中,一倍频,即实际运行转速频率又称为工频、转频、基频,0.5倍频又称为半频。

例如,某机器的实际运行转速n为6000 r/min,那么,转速频率=n/60=6000/60=100Hz,其工频为100Hz,二倍频为200Hz,半频为50Hz。

3、相位

○相位~给定时刻振动体被测点相对于固定参考点的角位置,单位是度[°]进一步的理解后续再介绍。

(十)波形与频谱的关系FFT变换原理

FFT变换示意图

二振动测量用传感器

如何检测到振动信号呢?测试系统采集的都是电压信号,如何将物理量转换为电量呢?这就需要各种类型的传感器。

1、传感器作用:传感器就是将被测物量的变化转换成电信号的转换器。

2、传感器分类:传感器根据被测物量的不同分为:温度传感器、压力传感器、力传感器、应变计、振动传感器(位移传感器、速度传感器、加速度传感器)、转速传感器以及噪声传感器等;

3、传感器常用技术指标:

最常用的指标:灵敏度:传感器将物理量转换成电量后,我们测到的是电压,如

何知道真实物理量变化了多少呢?这就是传感器的灵敏度指标要告诉我们的。灵敏

度就是单位物理量变化产生的电量大小。如位移传感器灵敏度指标:7.87mv/um。单

位:V/EU

4、电涡流式位移传感器

外形图

用于测量轴的振动。

灵敏度:200mv/mil=7.87mv/μm≈8 mv 5、电动式速度传感器

用于测量轴承座的振动速度。

灵敏度:500mv/in/s =19.6mv/mm/s

6、压电式加速度传感器

灵敏度:25mv/g Bently公司标准型

三、振动标准

△振动评价

评价设备运行状态是否正常、有无发生故障,除查看转速、流量、压力、温度、电流等运行参数外,主要是看设备的振动状况,看振幅值的大小。

○振动烈度

振动烈度是振动标准中的通用术语,是描述一台机器振动能量状态的特征量。在国内外振动标准中,几乎都规定振动烈度的度量值为振动速度的有效值。因此,可以认为振动烈度就是振动速度的有效值。

由于只有振动烈度才有振动标准可以参照(大机组不完全如此),评价机器运转状态的优劣时才能做到有据可依。所以在对一般旋转机械进行振动检测时,应测量振动速度的有效值(而不是振动位移),并要求在靠近轴承位置处的水平、垂直、轴向三个方向上都进行测量,最后取最大值作为振动烈度。

烈度标准

振动试验基本知识

专业知识 1、振动试验基本知识 1.1 振动试验方法 试验方法包括试验目的,一般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等几个主要部分。为了完成试验程序中规定的试验,在振动试验方法中又规定了“正弦振动试验”和“随机振动试验”两种型式的试验方法。 正弦振动试验 正弦振动试验控制的参数主要是两个,即频率和幅值。依照频率变和不变分为定频和扫频两种。 定频试验主要用于: a)耐共振频率处理:在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上,施加规定振动参数振幅的振动,以考核产品耐共振振动的能力。 b)耐予定频率处理:在已知产品使用环境条件振动频率时,可采用耐予定频率的振动试验,其目的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能力。 扫频试验主要用于: ●产品振动频响的检查(即最初共振检查):确定共振点及工作的稳定性,找出产品共振频率,以做耐振处理。 ●耐扫频处理:当产品在使用频率范围内无共振点时,或有数个不明显的谐振点,必须进行耐扫频处理,扫频处理方式在低频段采用定位移幅值,高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描,其交越频率一般在55-72Hz,扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。 ●最后共振检查:以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后,各共振点 有无改变,以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。 随机振动试验 随机振动试验按实际环境要求有以下几种类型:宽带随机振动试验、窄带随机振动试验、宽带随机加上一个或数个正弦信号、宽带随机加上一个或数个窄带随机。前两种是随机试验,后两种是混合型也可以归入随机试验。 电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。 1.2 机械环境试验方法标准 电工电子产品环境试验国家标准汇编(第二版)2001年4月 汇编中汇集了截止目前我国正式发布实施的环境试验方面的国家标准72项,其中有近50项不同程度地采用IEC标准,内容包括:总则、名词术语、各种试验方法、试验导则及环境参数测量方法标准。 其中常用的机械环境试验方法标准: (1)GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击 (2)GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Eb和导则:碰撞 (3)GB/T 2423.7-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Ec和导则:倾跌与翻倒(主要用于设备型产品) (4)GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Ed和导则:自由跌落 (5)GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法 试验Fc和导则:振动(正弦) (6)GB/T 2423.11-1997 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法

振动基础知识

精心整理 基本概念和基础知识 一、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 (一)力:力是物体间的相互作用,是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力,也可以有动态力,我们常测试的力主要是动态力,即给结构施加力,激发结构的某些特性,便 (四)振动速度:质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时,其速度为0,这是因为质量块在这两点处,在它改变运动方向之前,必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值,在此点处质量块已经加速到最大值,在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 (五)振动加速度:被定义为振动速度的变化率,其单位是用有多少个m/s2或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方,在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。

(六)转速:旋转机械的转动速度 (七)简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式――往复运动 d=Dsin(2πt/T+Φ) D T f ω和f ω f 将式( d 振动三要素:振幅D、频率f和相位Φ(八)、表示振动的参数:位移、速度、加速度振动位移:d=Dsin t D

π) 振动速度:v=Dωcosωt=Vsin(ωt+ 2 V=Dω 振动加速度:a=-Dω2sinωt=Asin(ωt+π) A=-Dω2 (九)振动三要素在工程振动中的意义 1、振幅 ○振幅~物体动态运动或振动的幅度。 ★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。 即“有没有问题看振幅”。 ○峰峰值、单峰值、有效值 振幅的量值可以表示为峰峰值(pp)、 单峰值(p)、有效值(rms)或平均值(ap)。 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;单峰值是正峰或负峰 的最大值;有效值即均方根值。 ○振动位移、振动速度、振动加速度 振幅分别用振动位移、振动速度、振 动加速度值加以描述、度量,三者相互之间可以通过微分或积分进行换算。在振动测量中,除特别注明外,习惯上: ○振动位移的量值为峰峰值,单位是微米[μm]或毫米[mm]; ○振动速度的量值为有效值(均方根值),单位是毫米/秒[mm/s]; ○振动加速度的量值是单峰值,单位是米/秒平方[m/s2]或重力加速度[g],1[g]=9.81[m/s2]。 ○峰峰值、有效值、单峰值三者之间的量值关系 单峰值=峰峰值/2,有效值=0.707峰峰值(峰峰值=1.414有效值) 平均值=0.637峰峰值,平均值应用较少。 △在低频范围内,振动强度与位移成正比; △在中频范围内,振动强度与速度成正比; △在高频范围内,振动强度与加速度成正比。 频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长,速度、加速度的数值相对

振动分析基础知识讲课教案

旋转机械振动分析基础 汽轮机、发电机、燃气轮机、压缩机、风机、泵等都属于旋转机械,是电力、石化和冶金等行业的关键设备。这些设备出现故障后,大多会带来严重的经济损失。 振动在设备故障中占了很大比重,是影响设备安全、稳定运行的重要因素。振动又是设备的“体温计”,直接反映了设备健康状况,是设备安全评估的重要指标。一台机组正常运行时,其振动值和振动变化值都应该比较小。一旦机组振动值变大,或振动变得不稳定,都说明设备出现了一定程度的故障。振动对机组安全、稳定运行的危害主要表现在: (1)振动过大将会导致轴承乌金疲劳损坏。 (2)过大振动将会造成通流部分磨损,严重时将会导致大轴弯曲。统计数据表明,汽轮发电机组60%以上的大轴弯曲事故就是由于摩擦引起的。 (3)振动过大还将使部件承受大幅交变应力,容易造成转子、联结螺栓、管道、地基等的损坏。 正因为振动对设备安全运行相当重要,人们对振动问题都很重视。目前大型机组上普遍安装了振动监测系统,并将振动信号投了保护。振动超标时,保护动作,机组自动停机,从而保证设备的绝对安全。

一、振动分析基本概念 振动是一个动态量。图所示是一种简单的振动形式-简谐振动,即振动量按余弦(或正弦)函数规律周期性地变化,幅值反映了振动大小;频率反映了振动量动态变化的快慢程度;相位反映了信号在t=0时刻的初始状态。 可见,为了完全描述一个振动信号,必须同时知道幅值、频率和相位这三个参数,人们称之为振动分析的三要素。 振动是一个动态变化量。为了突出反映交变量的影响,振动监测时常取波形中正、负峰值的差值作为振动幅值,又称为峰峰值。 简谐振动是一种简单的振动形式,实际机组上发生的振动比简谐振动要复杂得多。不管振动多么复杂,由信号分析理论可知,都可以将其分解为若干具有不同频率、幅值和相位的简谐分量的合成。 旋转机械振动分析离不开转速,为了方便和直观起见,

振动台的基本知识

振动台的原理 电动振动试验系统的工作原理类似于扬声器。即通电导体在磁场中受到电磁力的作用而运动。 当振动台磁路中的动圈通过交变电流信号时产生激振力磁路中即产生振动运动。 振动台的结构 振动台专业术语 ◎频率范围:振动试验系统在额定激振力下,最大位移和最大加速度规定的频率范围。 ◎额定推力:振动试验系统能够产生的力(单位:N);在随机振动时该力规定为均方根值。 ◎最大位移:振动试验系统能够产生的最大位移值。该值受振动台机械运行限制,通常用双振幅表示(单位为:mmp-p). ◎最大加速度:振动试验系统在空载条件下能够产生的最大加速度值(单位: m/s2) ◎最大速度:振动试验系统所产生的最大速度(单位:m/s2)。 ◎最大载荷:振动台面上最大加载重量(单位:kg). ◎运动部件:电动振动台运动部件是由台面、动圈(含骨架)、动圈的悬挂连接件、柔性支承、电器连接件和冷却连接件组成的运动系统。 ◎容许偏心力矩:振动台面导向系统允许的最大偏心力矩值。

振动台、夹具、试件图 试验方法 ◎正弦振动试验 正弦振动试验有两种方法:一是扫频试验,根据试验规定的频率用扫描方法不断地改变激振频率;二是定频试验。正弦振动的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、存储、使用过程中所经受的振动及影响,并考核其适应性。如按IEC(国际电工委员会标准),国标GB/T2423,美国军标MIL-810,国军标GJB150 等对试件进行扫频试验,或采用驻留共振点的连续定频试验。

◎随机振动试验 电子电工产品在运输过程中所经受的 振动绝大多数是随机性质的振动,随机振动 比正弦振动的频域宽,而且是一个连续的频 谱,它能同时在所有的频率上对产品进行振 动激励。 ◎冲击试验和碰撞 冲击和碰撞都属冲击范畴,规定冲击脉冲波型的冲击试验,主要是用来确定元件、设备和其它产品在使用和运输过程中经受多次重复(碰撞则是多次重复)的机械冲击的适用性,以及评价结构的完好性。

振动基础知识分析

基本概念和基础知识 一、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 (一)力:力是物体间的相互作用,是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力,也可以有动态力,我们常测试的力主要是动态力,即给结构施加力,激发结构的某些特性,便于测试了解其结构特性,如模态试验用的力锤。 (二)应力应变:材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。在外力作用下,单位长度材料的伸长量或缩短量,称为应变量。在一定的应力范围(弹性形变)内,材料的应力与应变量成正比,它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。 (三)振动位移:位移就是质量块运动的总的距离,也就是说当质量块振动时,位移就是质量块上、下运动有多远。位移的单位可以用μm 表示。进一步可以从振动位移的时间波形推出振动的速度和加速度值。

可以是静态位移,可以是动态位移。通常我们测试的都是动态位移量。有角位移、线位移等。 (四)振动速度:质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时,其速度为0,这是因为质量块在这两点处,在它改变运动方向之前,必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值,在此点处质量块已经加速到最大值,在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 (五)振动加速度:被定义为振动速度的变化率,其单位是用有多少个m/s2 或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方,在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。 (六)转速:旋转机械的转动速度 (七)简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式――往复运动

d=Dsin(2πt/T+Φ) D――振动的最大值,称为振幅 T――振动周期,完成一次全振动所需要的时间 f――单位时间内振动的次数,即周期的倒数为振动频率, f =1/T (Hz)(1) 频率f 又可用角频率来表示,即 ω=2π/T (rad/s) ω和f的关系为 ω=2πf (rad/s)(2) f =ω/2π(Hz)(3) 将式(1)、(2)、(3)代入式可得 d =D sin(ωt+Φ)=Dsin(2πft+Φ) 可以用正玄或余玄函数描述的振动过程称之为简谐振动

第一节 振动基础知识

振动基础知识 一、振动的种类及其特点 各种机器设备在运行中,都不同程度地存在振动,这是运行机械的共性。然而,不同的机器,或同一台机器的不同部位,以及机器在不同的时刻或不同的状态下,其产生的振动形式又往往是有差别的,这又体现了设备振动的特殊性。我们可以从不同的角度来考察振动问题,常把机械振动分成以下几种类型。 1.按振动规律分类 按振动的规律,一般将机械振动分为如图2-2几种类型 这种分类,主要是根据振动在时间历程内的变化特征来划分的。大多数机械设备的振动类型是周期振动,准周期振动,窄带随机振动和宽带随机振动,以及某几种振动类型的组合。一般在起动或停车过程中的振动信号是非平稳的。设备在实际运行中,其表现的周期信号往往淹没在随机振动信号之中。若设备故障程度加剧,则随机振动中的周期成分加强,从而整台设备振动增大。因此,从某种意义上讲,设备振动诊断的过程,就是从随机信号中提取周期成分的过程。 2.按产生振动的原因分类 机器产生振动的根本原因,在于存在一个或几个力的激励。不同性质的力激起不同的振动类型。据此,可将机械振动分为三种类型: (1)自由振动给系统一定的能量后,系统所产生的振动。若系统无阻尼,则系统维持等幅振动;若系统有阻尼,则系统为衰减振动。 (2)受迫振动元件或系统的振动是由周期变化的外力作用所引起的,如不平衡、不对中所引起的振动。 (3)自激振动在没有外力作用下,只是由于系统自身的原因所产生的激励而引起的振动,如油膜振荡、喘振等。 因机械故障而产生的振动,多属于受迫振动和自激振动。 3.按振动频率分类 机械振动频率是设备振动诊断中一个十分重要的概念。在各种振动诊断中常常要分析频率与故障的关系,要分析不同频段振动的特点,因此了解振动频段的划分与振动诊断的关系很有实用意义。按着振动频率的高低,通常把振动分为3种类型:

振动测试必须知道的个基本常识

振动测试必须知道的27个基本常识 ?(2015-12-16 10:52:39) 标签:? 1、什么是振动 振动是机械系统中运动量(位移,速度和加速度)的振荡现象。 2、振动实验的目的 振动试验的目的是模拟一连串振动现象,测试产品在寿命周期中,是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验,也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来,并评估其不良品的失效分析使其成为高水平,高可靠性的产品。 3、振动分几种 振动分确定性振动和随机振动两种。 4、什么是正弦振动 能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。例如凡是旋转、脉动、振荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的)所产生的振动均是正弦振动。 5、正弦振动的目的 正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响,并考核其适应性。 6、正弦振动的试验条件 正弦振动试验的验条件(严酷等级)由振动频率范围、振动量、试验持续时间(次数)共同确定。 7、什么是振动频率范围 振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。例如:试验频率范围5-50Hz,表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。 8、什么是频率 频率:每秒振动的次数.单位:Hz。 9、什么是振动量 振动量:通常通过加速度、速度和位移来表示。加速度:表示速度对时间倒数的矢量。加速度单位:g或m/s2速度:在数值上等于单位时间内通过的路程位移:表示物体相对于某参考系位置变化的矢量。位移单位:mm 10、什么是试验持续时间 振动时间表示整个试验所需时间,次数表示整个试验所需扫频循环次数。 11、什么是扫频循环 扫频循环:在规定的频率范围内往返扫描一次:例如:5Hz→50Hz→5Hz,从5Hz 扫描到50Hz后再扫描到5Hz。

振动基础知识

基本概念和基础知识 、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 (一)力:力是物体间的相互作用,是一个广义的概念。物体承受的力可以 有加载力,也可以有动态力,我们常测试的力主要是动态力,即给结构 施加力,激发结构的某些特性,便于测试了解其结构特性,如模态试验 用的力锤。 (二)应力应变:材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。 在外力作用下,单位长度材料的伸长量或缩短量,称为应变量。在一定 的应力范围(弹性形变)内,材料的应力与应变量成正比,它们的比例 常数称为弹性模量或弹性系数。 (三)振动位移:位移就是质量块运动的总的距离,也就是说当质量块振动 时,位移就是质量块上、下运动有多远。位移的单位可以用卩 m 表示。 进一步可 以从振动位移的 时间波形推出振 动的速度和加速 度值。 neutra pos tion --- mass one cycle upp?r pos tion displaoemanl lower pos tion Sprin g A time ----- ?

可以是静态位移,可以是动态位移。通常我们测试的都是动态位移量。有角位移、线位移等。 (四)振动速度:质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时,其速度为0,这是因为质量块在这两点处,在 它改变运动方向之前,必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达 到最大值,在此点处质量块已经加速到最大值,在此点以后质量块开始 减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 (五)振动加速度:被定义为振动速度的变化率,其单位是用有多少个m/s2或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方,在这 些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。 (六)转速:旋转机械的转动速度 (七)简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式一一往复运动

机组振动基础知识的讲解..

机组振动 一、基本概念 1.振动:物体偏离平衡位臵,出现动能和位能的连续相互转换的往复运动形式称振动。受一次冲击力产生的振动——自由振动:受周期性的变化力产生的振动——受迫振动。 2.振动的描述:振幅;频率;相位;方向。 3.振幅:单向振幅——振动极限位臵与平衡位臵之间的距离; 双向振幅——振动两极限位臵之间的距离,也称峰—峰值; 4.频率:每一秒钟振动的次数; 通频——最大振幅的振动频率; 基频——振幅最大的正弦振动频率; 分频——某一振动中各种正弦振动的频率 5.相位:振动信号最大值与转子谋一点的相对位臵; 6.方向:横向;轴向;扭转。 二、机组产生振动的原因 机组转子受周期性的不平衡力产生受迫振动,产生不平衡力的原因很多,按力的性质可分为: 1.不平衡离心力——转子的质量中心与回转中心不重合产生的不平衡离心力或不平衡力矩,周期性变化; 2.发电机不平衡的电磁力——转子磁场与静子磁场间不平衡作用力; 3.轴承油膜不平衡的作用力

4.蒸汽对转子作用的不平衡周向力 受迫振动的特点是:振幅大小与激振力成正比;振动频率等于激振力的频率;振动相位于激振力的相位有关; 作用在转子上的不平衡力或力矩,不可能完全消除,只能设法减小。因此,机组的振动不可避免,只要振幅不超过允许值,不影响安全运行。但轴承支撑刚度不足,可能使振幅放大,原来合格的振动变为不合格。 一般厂家保证:额定转速稳定运行时,轴承座的双振幅值不大于0.025mm,轴颈相对振动的双振幅值不大于0.076mm;在通过临界转速时,各轴承座双振幅值不大于0.08mm,各轴颈相对振动双振幅值不大于 0.24mm。若出现异常振动,表明存在机械故障,影响安全运行。 三、机组振动的危害 1.动静部分摩擦、转子弯曲; 2.轴承磨损,轴承脱胎;轴承座紧固螺钉松动; 3.凝汽器管束和主油泵零件损坏。 4.发电机振动过大,滑环和电刷磨损加剧,静子槽楔松动、绝缘磨损。 四、机组振动的测量——无法测量直接转子的最大振幅 过去测量轴承座的振动振幅。虽然轴承座的振动与转子的振动成比例,但受轴承座刚度的影响,不能真实地反映转子的振动状况。现在机组采用涡流位移传感器测量轴颈相对轴承座的振动和轴承座的振动。 测量轴颈相对振动的振幅会出现机械偏差,即轴颈圆周表面的椭圆度、偏心率、剩磁,或材质不均等引起的偏差。一般可以通过扣除偏心率的方法修正,但对弹性热弯曲引起的误差无法估量。

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