振动分析入门(mixture)

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振动分析入门mixture

振动分析入门mixture
准确判断设备健康状态
合理安 排检修
设备主管
提高设备 运行效率
提高经 济效益
运行主管
公司老板
团结 信赖 创造 挑战
团结 信赖 创造 挑战
内容
什么是 振动?
振动基 础知识
单通道 振动分析
频带 分析
团结 信赖 创造 挑战
什么是振动?
团结 信赖 创造 挑战
什么是振动?
• 振动是指物体在机械激振力的作用下相对 于参考点的运动。
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16x 团结 信赖 创造 挑战
时域波形
团结 信赖 创造 挑战
时域波形
团结 信赖 创造 挑战
时域波形团Leabharlann 信赖 创造 挑战时域波形
团结 信赖 创造 挑战
时域波形
团结 信赖 创造 挑战
时域波形
团结 信赖 创造 挑战
团结 信赖 创造 挑战
团结 信赖 创造 挑战
团结 信赖 创造 挑战
FFT 信号处理
团结 信赖 创造 挑战
FFT 信号处理
团结 信赖 创造 挑战
振动频谱的产生
团结 信赖 创造 挑战
振动频谱
1X
4X
倍频
团结 信赖 创造 挑战
振动频谱
1X
4X
倍频
团结 信赖 创造 挑战
振动频谱
1X
4X
倍频
团结 信赖 创造 挑战
振动频谱
1X
4X
倍频
团结 信赖 创造 挑战
振动频谱
团结 信赖 创造 挑战
振动简介
振动幅值

《振动分析基础》PPT课件

《振动分析基础》PPT课件
求: 1、圆柱体的运动微分方程;
2、微振动固有频率。
解:取摆角 为广义坐标
系统的动能
T12mvC 2 12JCC 2
R
由运动学可知:
vC (R r)
C
vC r
(R r)
r
T3m(Rr)22
4
系统的势能 V m(R gr)co s
设钢丝绳被卡住的瞬时t=0,
这时重物的位置为初始平衡位置 ;以重物在铅垂方向的位移x作为 广义坐标,则系统的振动方程为
m x kx 0
k
方程的解为
xA sin nt()
n
k1.6 9s3 1
m
静平衡位置
m
O
利用初始条件
x (0 ) 0 , x (0 v ( )0 v)
x
求得 0A v 0.0127m Nhomakorabea如高尔夫球; 质点在平面有2个自由度:两个方向的移动,
加上约束则成为单自由度。
§19-1 单自由度系统的自由振动
1.自由振动微分方程
l0——弹簧原长; k——弹簧刚性系数;
l0 k
l0 k
st——弹簧的静变形;
W kst stW /k
m
st
x
取静平衡位置为坐标原点,x 向下为正,则有:
F O
mdd22txWFWk(xst)
k x
W x
mxkx0 单自由度无阻尼自由振动方程
mxkx0 n2m k xn2x0
xC 1co ntsC 2si n nt C 1,C 2 积 分 常
令 : A C 1 2 C 2 2, ta n C 1/C 2
xAsi nnt()
A——振幅; n——固有频率; (n + )——相位;

振动分析入门

振动分析入门

9-30X RPM
30-50X RPM
13
频带报警
l 根据机器特定的故障类型把频谱分成 不同的频带
1X 不平衡
2X 3X- 6X
BEARING BAND 1
BEARING BAND 2
9-30X RPM
30-50X RPM
频带报警
l 根据机器特定的故障类型把频谱分成 不同的频带
1X 不平衡 2X 不对中
振动分析基本原理
艾默生过程控制公司
王建军
上海市新金桥路1277号
电话:021- 2892 9057
传真:021- 2892 9001
James.Wang@
什么是振动?
l 振动是指物体在机械激振力的作用下相对于参考 点的运动。
如下所示的轴振动即表现为轴相对 于滑动轴承中心的运动。
9-30X RPM
BE轴A承R频IN带G 2BAND 2 30-50X RPM
频带趋பைடு நூலகம்报警
次同步 1X
2X
轴承1 轴承2 齿轮 轴承3
频率
振动幅值
.3 in/sec
不平衡 的趋势
2xRPM
.1 in/sec 时间 (天)
10-20xRPM
轴承问题 的趋势
报警
时间 (天)
16
9
轴承外圈故障实例
在频谱中清晰显示 晚期轴承故障
外圈故障 – 一个月前有发现吗?
常规的振动检测不能帮助发现
早期的滚动轴承问题
10
调制解调与 PeakVue
调制解调 幅值 0.3 g
PeakVue 幅值 5 g
调制解调和 PeakVue 都用于 发现早期轴承问题
PeakVue可以做到: • 实际的冲击幅值 • 更早期预警 • 建立趋势 • 判明故障程度

振动分析基础

振动分析基础
什么是振动速度?
振动速度是质量块在振荡过程中运 动快慢的程度。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in/sec来表示,或用mm/s来表 示。
x = x(t)
振动的任一瞬时的数值。
• 峰值 (Peak value)
xp
振动离平衡位置的最大偏离。
• 平均绝对值 (Aver. absolute
xav
1 T
T 0
x dt
value) • 均值 (Mean value)
x 1
T
x dt
T0
又称平均值或直流分量。 • 有效值 (Root mean square
图10两个相差90度相位角振动
图11 两个相差180度相位角振动
的质量块系统
的质量块系统
振是以角度为单位,通常是利用频闪灯或光电头测量得到。 下图给出了振动相位与机器振动间的关系。
在左侧图中,机器上的轴承1和轴承2之间的振动相位差为0度(同相振动), 而在右侧图中的机器,轴承1和轴承2之间的振动相位差为180度(反相振动)。
近它,这时质量块的振动响应就会被记录下来。
振动分析基础
什么是振动?怎样利用它来进行评价机器的状态?
振动分析基础
什么是振动频率?它与振动波形有什么关系?
考察上图可见,在记录纸上画出的振动轨迹是一条有一定幅值的、比较标 准的正弦曲线。由振动的周期(T)可以计算出振动的频率。如下图所示:频率 的单位是用CPS、CPM或用Hz表示(1Hz=60 CPM)。

振动分析步骤和方法

振动分析步骤和方法

33
多个径向幅值测量
34
辅助振动分析技术
冲击测试,解决共振问题 峰值能量,轴承和齿轮分析 瀑布图 时域波形分析 相位分析 波德图,奈奎斯特图 轴心轨迹 振型分析

35
常见机器问题



不平衡 轴弯曲 不对中 松动 偏心 共振 皮带传动问题


只有几种故障轴向振动大
– 不对中、轴弯曲、悬臂转子不平衡

一般规则:
– 轴向振动幅值大于最大径向的50%,则应 重 点考虑
25
波形和频谱
26
正弦波
27
冲击-脉冲波形
28
边带
幅值调制的结果 载频为中心频率,同时是故障频率 边带以载频为中心等间隔分布, 间隔为 调制频率

29
典型边带-轴承内圈

3
第一步:问题定义 ie 为什么进行振动分析
确立“基线数据” 确定振动大的原因 确定振动明显增加的原因 确定部件频繁损坏的原因- 轴承、接手 、密封、齿轮 厖 确定结构损坏的原因- 基础、管路、安 装、焊接 ?..

4
定义问题(续)
确定噪声源 确定机床加工质量问题原因

– 表明 – 尺寸误差

10
第四步:感观检查
松动或失去螺栓 底座、基础、焊接裂纹 密封泄漏 皮带磨损 介质腐蚀和堆积 慢动作研究(频闪灯)

– 转子、皮带、轮、接手等等
11
第五步:试探
泵的吸入和排出管路 外部安装的部分 背景源 比较所有安装界面的总振值, 判断松 动 比较机器机座的总振值, 判断“软机座 ”

71

《振动分析基础》课件

《振动分析基础》课件

车辆的振动分析
总结词
车辆的振动分析是研究车辆动态特性和提高乘坐舒适性的重要手段,主要关注车辆的平顺性和稳定性 。
详细描述
通过对车辆进行振动测试和分析,可以评估车辆在不同路况下的平顺性和稳定性,优化车辆悬挂系统 和轮胎设计,提高车辆的乘坐舒适性和行驶安全性。同时,还可以研究车辆的动态特性,为车辆的主 动和半主动控制提供依据。
05
振动分析案例研究
机械设备的振动分析
总结词
机械设备的振动分析是振动分析中应用最广泛的一类,通过对机械设备振动特 性的研究,可以预测和解决设备运行中的问题,提高设备稳定性和可靠性。
详细描述
机械设备的振动分析主要研究设备的振动特性、振动源、传递路径和振动对设 备性能的影响。通过测量和分析设备的振动数据,可以识别出设备的故障模式 、预测设备寿命,优化设备设计和改进设备维护策略。
振动分析的重要性
振动分析在工程领域中具有重要意义 ,如机械设备的故障诊断、结构安全 评估、噪声控制等。
VS
通过振动分析,可以深入了解物体的 动态特性,为优化设计、提高产品质 量和可靠性提供依据。
振动分析的应用领域
机械制造
振动分析用于检测机械设备的 工作状态,预防故障发生,提
高生产效率。
航空航天
振动分析用于评估飞行器的结 构安全性,优化设计,降低噪 音和振动对乘客的影响。
THANKS
感谢观看
混合控制技术
混合控制技术是指结合主动和被动控制技术的优点,以提高减振效果的 控制技术。
混合控制技术可以同时使用主动和被动元件,通过主动元件提供反向振 动来抵消原始振动,同时利用被动元件提供额外的阻尼和隔振效果。
混合控制技术可以综合主动和被动控制技术的优点,提高减振效果,但 需要设计合理的控制系统和元件参数,成本也相对较高。

《振动分析基础》课件

《振动分析基础》课件

主动控制和被动控制的应用实例
主动控制应用实例
在桥梁、高层建筑等大型结构中,采用主动控制技术抑制地震、风等引起的振动;在精 密仪器中,采用主动控制技术抑制微小振动,提高测量精度。
被动控制应用实例
在汽车和航空器中,采用被动控制技术降低振动和噪音;在电子设备中,采用被动控制 技术吸收电磁干扰,提高设备性能。
REPORTING
振动分析的基本概念和原理
频率
单位时间内振动的次数。
阻尼
振动系统内部或外部阻力使振 幅逐渐减小的性质。
振幅
振动物体离开平衡位置的最大 距离。
周期
完成一次振动所需的时间。
共振
当策动力的频率与物体的固有 频率相等时,振幅急剧增大的 现象。
PART 02
振动分析的基本理论
单自由度系统的振动分析
自由振动分析
环境工程中的振动分析应用
总结词
环境保护、噪声控制
详细描述
在环境工程中,振动分析被应用于环境保护和噪声控制等领域。通过分析环境中的振动信号,工程师可以了解噪 声的来源和传播途径,制定有效的噪声控制措施,从而改善环境质量,保护人们的健康和生活质量。
2023-2026
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
PART 05
振动分析的工程应用
机械工程中的振动分析应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
广泛应用、提高效率和性能
在机械工程中,振动分析被广泛应用于各种设备和机器的 设计、优化和故障诊断。通过分析振动数据,工程师可以 了解设备的运行状态,预测潜在的故障,从而提高设备的 效率和性能,延长使用寿命。
航空航天工程中的振动分析应用

振动分析基本知识

振动分析基本知识

CA= 接触角 Ω= 设备转速 N=滚动体个数 P=节园直径 B=滚珠或滚动体直径
FTF=保持架通过频率 BPFI=内环通过频率 BPFO=外环通过频率 BSF=滚珠旋转频率
fundamental train frequency ball pass frequency inner race ball pass frequency outer race ball spin frequency
©2010 Fluke Corporation
下午12时17分23秒
不对中
• 不对中的原因可能有以下几种: • 组装不佳,或组装后发生移动 • 管道张力造成变形 • 柔性支撑件的扭矩引起变形 • 温度引起机器结构发生变化 • 联轴器加工不良 • 联轴器润滑不够充分
• 未对准会以两种方式表现出来: • 径向和切向方向上(平行)的2 倍 频振动 • 轴向方向上(成角度)的1倍频振动
轴承失效频率和设备转速的单位相同
©2010 Fluke Corporation
下午12时17分23秒
滚动轴承的失效频率
不要忙着计算故障频率,首先寻找故障征兆 不同厂家—不同型号---不同滚珠数
©2010 Fluke Corporation
下午12时17分23秒
滚动轴承的频谱
基本频率、谐波、边带、固有频率及其边带
时频转换
©2010 Fluke Corporation
下午12时17分23秒
时频转换
©2010 Fluke Corporation
下午12时17分23秒
时频转换
©2010 Fluke Corporation
下午12时17分23秒
时频转换
通频值、分频值、基频、倍频
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频带报警

根据机器特定的故障类型把频谱分成 不同的频带
1 X 不平衡 2 X 3 X 6 X B E A R I N G B A N D 1 B E A R I N G B A N D 2 9 3 0 X R P M 3 0 5 0 X R P M
频带报警

根据机器特定的故障类型把频谱分成 不同的频带
A L A R M L E V E L = 0 . 1 1 I N / S E C
P E A K R M S O V E R A L L V A L U E
对晚期的滚动轴承故障不够敏感(通常为低幅值信号)
频带报警

根据机器特定的故障类型把频谱分成 不同的频带
1 X 2 X 3 X 6 X B E A R I N G B A N D 1 B E A R I N G B A N D 2 9 3 0 X R P M 3 0 5 0 X R P M
FFT 信号处理
FFT 信号处理
振动频谱的产生
振动频谱
1X
4X
倍频
振动频谱
1X
4X
倍频
振动频谱
1X
4X
倍频
振动频谱
1X
4X
倍频
振动频谱
2.0 A 1 - 522P1 03 FA N PU MP 522 P103 - P2H Pump Outboard H oriz ontal R oute Wav eform 06- Sep-05 08:57 :21 FA U LT R MS = .25 98 LO A D = 10 0.0 R PM = 678 . (11.30 H z ) PK (+) = .83 56 PK (-) = .82 24 C R ESTF= 3.22 1.5 1.0 A LER T
振动幅值
时间
振动基础知识
幅值 频率 相位 时域 波形 频谱
幅值
频率
时域波形
周期 幅 值
频率=1/周期
相位
相位
相位
180°
振动三要素
幅值 振动有多严 重?
频率 振动的根源 ?
相位
振动的先后 顺序?
时域波形
+ 0
时间
-
时域波形
时域波形
时域波形
+ 0
+ 0
特征
典型的FFT频谱
转速很重要
故障频率与转速 成正比
典型的FFT频谱
不平衡引起的振动峰值通常 出现在机器的转速频率处
不平衡
典型的FFT频谱
不对中引起的振动峰值通常 出现在1或2倍转速频率处
不对中
典型的FFT频谱
机械松动引起的振动峰值通常 转速的若干低次倍频处
机械松动
典型的FFT频谱
滚动轴承问题引起的振动峰值序列 通常具有的梳状特征,与其几何 结构有关
振动简介
考察单摆水平方向振动
质点正向最大位移
振动幅值
时间
振动简介
平衡位置(位移为零)
振动幅值
时间
振动简介
负向最大位移
振动幅值
时间
振动简介
平衡位置(位移为零)
振动幅值
时间
振动简介
单摆完成一个振动周期,其时间-振动幅值 曲线为正弦波形
振动幅值
时间
振动简介
旋转机械中转子的振动
假定存在偏心质量
1 X 不平衡
不对中 2 X 3 X 6 X B E A R I N G B A N D 1 B E A R I N G B A N D 2
9 3 0 X R P M 3 0 5 0 X R P M
频带报警

根据机器特定的故障类型把频谱分成 不同的频带
1 X 不平衡
不对中 2 X 3 X 6 X 机械松动 B E A R I N G B A N D 1 Bearing Band 1 B E A R I N G B A N D 2
振动分析能帮我们做到…
准确判断设备健康状态
合理安 排检修
设备主管
提高设备 运行效率
运行主管
提高经 济效益
公司老板
内容
频带 分析
什么是 振动?
振动基 础知识
单通道 振动分析
什么是振动?
什么是振动?

振动是指物体在机械激振力的作用下相对于参考 点的运动。
如下所示的轴振动即表现为轴相对 于滑动轴承中心的运动。
Ball Pass Frequency Outer Race 外圈特征频率(BPFO)
轴承故障怎样产生振动?
外圈故障 产生冲击 内圈故障 产生冲击
轴承故障怎样产生振动?
外圈故障 产生冲击 内圈故障 产生冲击
内圈故障信号 被转速调制
轴承外圈故障实例
在频谱中清晰显示 晚期轴承故障
外圈故障 – 一个月前有发现吗?
频带趋势报警
振动幅值
次同步 频率
1X 2X
轴承1
轴承2
齿轮
轴承3
2xRPM
10-20xRPM
.3 in/sec
不平衡 的趋势
轴承问题 的趋势
.1 in/sec 时间 (天)
报警 时间 (天)
Thank you Questions
滚动轴承问题
齿轮啮合问题
齿轮问题导致 边带幅值增加
Many distinct peaks
齿轮问题
滚动轴承故障
4种不同的轴承特征频率
Ball Spin Frequency 滚动体频率(BSF) Fundamental Train Frequency 保持架频率(FTF) Ball Pass Frequency Inner Race 内圈特征频率(BPFI)
Bearing Band 2
9 3 0 X R P M 3 0 5 0 X R P M
频带报警

根据机器特定的故障类型把频谱分成 不同的频带
1 X 不平衡
不对中 2 X 3 X 6 X 机械松动 B E A R I N G B A N D 1 轴承频带 1 B E A R I N G B A N D 2
设备故障的自动诊断
振动报警模式
振动总量报警

机器的振动总量
A L A R M L E V E L = 0 . 1 1 I N / S E C
P E A K R M S O V E R A L L V A L U E
可以对不平衡振动有效 (通常较其他故障模式的振动幅值高)
振动总量报警

机器的振动总量
1x
4x
+ 0
-
16x
时域波形
时域波形
时域波形
时域波形
时域波形
时域波形
FFT 信号处理
1x
4x
12x
Frequency
振动信号采集及处理
传感器
时域波形
振动幅值
时间
Fபைடு நூலகம்T
振动幅值
频谱
频率
FFT 信号处理
Amplitude Amplitude
T i m e
T i m e
Amplitude

每一种机器故障都具有特定的振动模式。 振动的频率取决于机器的几何结构和工作速度。


仅通过一次振动检测即可获得多个机器构件的
状态信息。
典型的FFT频谱
不同频率的峰值
典型的FFT频谱
特定的 峰值通常与 特定的 机器故障及 检测时的 机器转速相对应
典型的FFT频谱
特定的故障对应特定的振动特征
故障
A cce lerat ion in G- s
0.5
0
-0.5 A LER T -1.0
-1.5 FA U LT -2.0 0 50 100 150 200 250 Time in mSe cs 300 350 400
振动分析测试-1
25HZ
90HZ
200HZ 频率
单通道振动分析
诊断三大法则
常规的振动检测不能帮助发现
早期的滚动轴承问题
调制解调与 PeakVue
调制解调 幅值 0.3 g 调制解调和 PeakVue 都用于 发现早期轴承问题
PeakVue 幅值 5 g
PeakVue可以做到: • 实际的冲击幅值 • 更早期预警 • 建立趋势 • 判明故障程度
频带分析
——巧妙运用分析参数进行自动诊断
9 3 0 X R P M 3 0 5 0 X R P M
频带报警

根据机器特定的故障类型把频谱分成 不同的频带
1 X 不平衡
不对中 2 X 3 X 6 X 机械松动 B E A R I N G B A N D 1 轴承频带 1 B E A R I N G B A N D 2
轴承频带 2
9 3 0 X R P M 3 0 5 0 X R P M
振动简介
质点正向最大位移
考察垂直方向振动
振动幅值
时间
振动简介
振动幅值
平衡位置(位移为零)
时间
振动简介
振动幅值
负向最大位移
时间
振动简介
振动幅值
平衡位置(位移为零)
时间
振动简介
正向最大位移
振动幅值
时间
振动简介
振动幅值
时间
振动简介
振动幅值
时间
振动简介
振动幅值
时间
振动简介
振动幅值
时间
振动简介
振动分析基本原理
艾默生过程控制公司
景东华
上海市新金桥路1277号 电话:021--2892 9960
Donghua.jing@
“在当今工业领域中有多种参数的测量可以实 现不干扰设备的常规运行,其中的振动信号
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