机械振动案例分析(专业材料)
机械振动原理的应用案例
机械振动原理的应用案例1. 弹簧振子•案例描述：弹簧振子是机械振动中常见的一个案例，通过调整弹簧的初始位置和质点的质量来研究振动的特性。
•案例分析：–弹簧振子的基本原理是质点在弹簧作用下发生周期性的振动。
–当质点受到外力作用时，会出现振动现象，振动的特性包括振幅、周期、频率等。
•案例应用：–在建筑工程中，可以利用弹簧振子的原理设计减震系统，以抵消地震等外力对建筑物的影响。
–弹簧振子还可以应用于仪器和设备中的振动控制系统，如汽车悬挂系统和机械结构的振动减小系统。
2. 动力摆锤•案例描述：动力摆锤是一种利用机械振动原理来产生动能的装置，由摆锤和驱动器组成。
•案例分析：–动力摆锤的基本原理是通过摆锤的周期性摆动，将机械能转化为动能。
–摆锤的运动过程中，驱动器通过传递力量给摆锤，使其继续摆动，并且产生更大的动能。
•案例应用：–动力摆锤被广泛应用于发电站和工厂的能量回收系统中，以提高能源利用效率。
–在交通工具中，动力摆锤也可以作为动力传动装置，用于提供动力和减少能量消耗。
3. 震动筛网•案例描述：震动筛网是一种基于机械振动原理工作的筛分设备，广泛应用于矿石分类和颗粒物筛分等领域。
•案例分析：–震动筛网通过振动力将颗粒物在网面上进行筛分，根据颗粒物的大小和形状分别进行筛分和分离。
–筛分过程中，颗粒物受到机械振动的作用，产生相对运动，通过筛孔的大小来分离颗粒物。
•案例应用：–震动筛网广泛应用于矿山、建筑材料、化工等工业领域，用于颗粒物的筛分和分级。
–在环保领域，震动筛网也可以用于固液分离、废弃物处理和废水处理等环境工程。
4. 随机振动识别•案例描述：随机振动识别是一种利用机械振动信号进行故障诊断的方法，通过分析振动信号的频谱和特征来判断设备的状态。
•案例分析：–随机振动信号是由于设备的非理想性和环境的随机变化引起的。
–通过振动信号的频谱分析、时间序列分析和特征提取等方法，可以识别设备故障的类型和程度。
•案例应用：–随机振动识别被广泛应用于工业设备和机械设备的故障诊断和预测维护。
机械振动案例分析(专业材料)
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一种吸声型的声屏障结构
利用声屏障将声源 和保护目标隔开
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高架桥上的吸声屏障
高架桥上的吸声 与隔振组合屏障
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在坦克炮塔内，陀螺仪、加速度计及角度传 感器不断地测定各种运动载荷，车载计算机根 据这些信息计算并发出抵消这些运动的控制指 令，通过伺服系统使炮塔相对于底盘水平转动、 火炮相对于炮塔高低俯仰，从而使坦克即使在 不断颠簸的运动中也能将火炮准确地对准目标。
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振动的利用
“振动利用工程学” 是20世纪后半期逐渐形成和发展起来的一 门新学科，振动利用工程的发展使世人瞩目。就振动机械来说， 目前已成功应用于工矿企业中的振动机器已发展到数百种之多， 在许多部门，如采矿、冶金、煤炭、石油化工、机械、电力、水 利、土木、建筑、建材、铁路、公路交通、轻工、食品和谷物加 工、农田耕作以及在人类日常生活过程中。
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战国初期为了防御敌国的地道战术在《墨子．备学篇》记载 了一种防御方式 ，守军在城内沿城墙根约每隔6米挖一口井。 深约3米左右。让陶工烧制坛子，有耳朵灵敏的人日夜值班， 并将耳朵贴在坛口侦听。如果敌人正在挖地道，通过坛中的 声音就能觉察。这种方法不仅能判断敌人否在挖洞，还能从 不同的坛口的声音确定声源方向。即地道的大致方位。这个 方法很有振动学理论根据。因为敌人挖地道的声波经同地下 传到坛子，坛子内空气柱发生共鸣，再引起坛口蒙皮的振动， 因此声音就大了
车载火炮稳定系统
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振动引起的转子系统破坏
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如果在加工时有强迫振动，又称为激励振动，它是由周期变 化的激振力所引起的，例如主轴回转不平衡、电机振动、传 动部件有缺陷，以及周围有振动源通过地基传给加工设备的 振动等，都会产生振纹。电机是主要动力源，也是振动源， 电机的振动对加工的影响很大。
振动分析案例(48个实例)
实例No.7某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断
实例No.8某循环气压缩机管道振动和噪声故障
实例No.9某原油泵进口管道共振故障的诊断和排除
实例No.10某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断
实例No.11某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断
实例No.12某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断
1996年11月2日某大型裂解气压缩机中压缸两端轴承座振动突 增数倍，诊断为转子严重不平衡!开缸检查证实，因进口过滤 器支承块断裂，刮下大量积精品焦课件，堆积在转子上造成严重不11 平 衡!经清焦处理，开车证实：振动恢复正常。
Case History #2 Rotor Unbalance
实例NO.2 30万吨/年乙烯装置裂解 气压缩机组转子动不平衡故障
Typical Spectrum典型的频谱
严重不平衡的典型频谱
Typical spectrum shows dominant GMF典型频谱表明转 子转速频率突增，这是精典品课型件 的转子不平衡的特征12!
实例No.41一次风机电动机转子与定子之间气隙变化故障的诊断
实例No.42某离心式冷水机(约克)电动机定子偏心或定子绝缘层短路故障诊断
实例No.43某干燥机排风机电动机转子条松动故障的诊断
实例No.44某变速交流感应电动机转子条松动故障的诊断
实例No.45某离心式冷水机(约克)电动机相位故障的诊断
实例No.46某电厂大型引风机电动机多根转子条断裂故障的诊断
实例No.19某驱动箱伞齿轮高噪声和振动故障的诊断
实例No.20某电动机转子条故障
实例No.21某纸机滚动轴承外环故障
实例No.22某纸机滚动轴承外环故障
实例No.23某纸机滚动轴承内环故障
旋转设备振动案例分析
旋转设备振动案例分析一、水流作用引起的振动1、异常情况简介：7号机1号、2号循环泵并列运行时，2号循环泵电机上机架振动变化不大，1号循环泵电机上机架水平振动最高达到0.17mm；站在电机上机架的平台上有很强的晃动感，1号循环泵电机电流为185A, 2号循环泵电流为225A；两台泵的出口压力均为0.22MPa。
1号循环泵单独运行时的参数：电流225～227A，出口压力0.155MPa（2号泵单独运行出口压力也为0.155MPa），电机上机架水平振动最大0.04mm。
2、振动分析：当1号循环泵单独运行时，电机电流，电机上机架振动，泵出口压力均处于正常状态。
当与2号泵并列运行时，此时1号泵性能不如2号泵性能好，2号泵的出口水压对1号泵产生影响，即水力冲击或1号泵入口产生涡流现象，1号泵的流量大幅度降低，出现1号泵在并列运行时电机上机架水平振动大和电机电流低的现象。
分析原因为1号循环泵的泵体密封环与叶轮密封环由于磨损间隙过大，泵的轴套与导向橡胶轴承间隙由于磨损超标。
3、结论：3个月后利用机组小修的机会对7号机1号循环泵解体检查，橡胶轴承磨损严重与轴套的总间隙达2.5毫米，叶轮密封环间隙达7毫米。
导叶室内积聚有许多细砂。
二、由于处理缺陷工艺程序不正确引起的振动1、详细经过2012年8月30日9时20分，1号机汽泵转速5140r/min，机组负荷280MW，点检员现场点检发现汽泵振动增大，振动产生的声音也很大，用听针进行听诊，驱动端声音比非驱动端声音偏大，由于振动太大，没有听到有摩擦的声音，用点检仪测定振动主要以工频振动为主。
点检员申请降低汽泵转速运行观察，晚上低负荷时停汽泵检查，当转速降低时，振动的振幅值也在下降。
8月31日4时50分停泵检查，解体联轴器罩发现联轴器膜片出现多处对称裂纹，此时由于电泵偶合器润滑油滤网堵塞，润滑油压不断降低，偶合器轴瓦温度在不断上升，切换滤网操作有断油危险，为了防止发生引起停机事故，因此没有进一步检查，更换联轴器膜片后恢复运行。
火力发电厂旋转机械振动实例
二 XX 厂#42 凝结泵振动处理 1 振动概况
#42 凝泵电机小修前振动正常，小修时更换了泵与电机的连接短轴，并对电 机进行了检查。小修后电机振动超标，动平衡加重后振动在 100um 左右，偏大。 2 振动分析及处理
#42 凝泵投入运行后，电机振动数值较动平衡后有所增加，且随着运行时间 的增加，振动有不断上涨的趋势。被迫切换到 41 凝泵运行。在 41 凝泵运行的情 况下，对 42 凝泵电机振动进行了测量。测量结果表明，电机上轴承南北方向振 动很不稳定，在 90~180μm 之间波动；东西方向相对稳定，基本保持在 150~160 μm。对其进行频谱分析，发现南北方向工频成分只有 70μm 左右，但却存在着 大量的低频成分，这也是该方向振动不稳定的主要原因；而东西方向以工频成分 为主，低频成分很少。
通过分析以上 2 瓦轴振异常的特点，发现 2 瓦轴振在 5100rpm 附近的变化 类似于通过临界转速的情况，而从现场了解到的情况是该转子 1 阶临界转速在 2600rpm 左右，不是临界；而振动的变化又表现为两倍频的变化，属于 2 倍频共 振，可能的原因为 2 瓦轴振探头的自振频率与轴振 2 倍频率靠得太近造成的探头 共振。这种情况下转子的真实振动并不大（相邻 1 瓦轴振很稳定）。
启动，小机轴振异常，最大达到 90um 以上。 2 振动分析及处理
现场数据表明，转速在 4600rpm 以下时小机振动正常；超过 4600rpm 后， 振动开始增加且波动很大，极不稳定，轴振超过报警值 56um，最大达到 90um 以上。通过分析，发现引起轴振不稳定波动的原因主要是存在一个频率为 55Hz 左右的分量（与转子临界 3100rpm 比较接近），而工频分量一直很小而且稳定。
机械振动测试技术与案例分享
北京东方振动和噪声ห้องสมุดไป่ตู้术研究所
振动.应变.声学.冲击 全面解决方案
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3.传感器与仪器使用注意事项
★应变测试时，发现电桥无法平衡怎么办？ a. 检查应变片是否绝缘、检查应变片桥路是否接对，应 变仪上桥路档位选择是否正确 b.用万用表量应变片电阻：标准应该为120欧姆，如果过 大，如到达131欧姆，则是由于电阻过大无法平衡。解 决方法如下： ◆更换电阻小的导线，或缩短导线长度；
1.试验概述 2.试验仪器 3.测点布置 4.测试过程 5.测试结果
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1.试验概述
对某型号电机转子进行了双面动平衡测试，通过 动平衡测试，得到两个不平衡面的不平衡量及相位， 最后给出平衡该不平衡量所需加的配重及相位。
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2.试验仪器
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3.测点位置
本次试验属于双面动平衡，将被测对象某发电 机转子放置于平衡机上，在两个平衡面的径向 分别放置一个加速度传感器测量两个平衡面的 不平衡量，通过转速传感器测量转速和振动相 位。
26168.175
510.00375
峭度指标
3.185709
3.125752
3.323581
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5.测试分析
（3）频域分析——齿轮箱二级行星级
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5.测试分析
机械振动分析技术在故障预测中的应用案例
机械振动分析技术在故障预测中的应用案例引言：故障预测是机械维护和设备管理的重要组成部分，通过分析机械振动数据可以提前发现故障迹象，预测设备的运行状态。
机械振动分析技术可以帮助企业提高设备可靠性，降低维修成本，提高生产效率。
本文将介绍两个机械振动分析技术在故障预测中的应用案例，分别是基于时域分析和频域分析的方法。
案例一：基于时域分析的机械故障预测方法背景：某工厂的离心泵是生产装置中的关键设备，但近期频繁出现故障，造成生产中断和高额维修费用。
为了提前发现故障迹象，降低故障率，工厂决定采用机械振动分析技术。
方法：1. 数据采集：工程师安装加速度计和振动传感器，定期采集泵的振动数据。
2. 时域分析：将采集到的振动数据进行时域分析，计算出振动信号的包络谱和时域波形图。
3. 故障诊断：通过对包络谱和时域波形图的分析，识别泵的故障迹象，并查找可能的故障源。
4. 故障预测：根据故障迹象和振动特征，建立故障预测模型，并对未来的振动数据进行预测。
结果：经过分析和诊断，工程师发现泵的轴承存在严重的磨损，可能导致泵的故障。
根据振动数据建立的故障预测模型预测了轴承的寿命，并提出了维修建议。
工厂按照建议进行维修，成功地避免了设备故障和生产中断。
案例二：基于频域分析的机械故障预测方法背景：某电力公司有一台重要的汽轮发电机组，但近期出现了振动异常的情况，令人担忧。
为了保证发电机组的安全运行，电力公司决定采用机械振动分析技术。
方法：1. 数据采集：工程师使用振动传感器采集发电机组的振动数据，并记录下来。
2. 频域分析：将振动数据转化为频域信号，进行频谱分析，得到频谱图和频域特征。
3. 故障诊断：通过对频谱图和频域特征的分析，识别异常振动的频率和幅值，并与故障手册中的故障特征进行对比。
4. 故障预测：根据异常振动频率和幅值的变化趋势，预测发电机组的故障类型和发展趋势。
结果：经过分析和诊断，工程师发现发电机组的转子存在磨损，导致了振动异常。
振动大实例与原因分析PDF
1倍频振动大除了动平衡还应检查什么750KW异步电机3000V工频2极轴长2M6轴瓦档轴颈80mm端盖式滑动轴承中心高500mm。
检修后空载试车垂直4.6mm/s水平6.5mm/s轴向1.2mm/s振动较大振感很强。
振动频谱1倍频4-5mm/s2倍频1-2mm/s断电后1倍频2倍频值一点点降下来的。
据维修技师反应3年前空载试车也是振动大到现场连上机械接手在转就好了于是到现场安装试车结果振动还是大。
重新拆回车间转子在动平衡机上做了动平衡装配时轴瓦间隙也重新复测了。
再试车振动比原来还大了点频谱和原来一样。
我问了维修人员动平衡配重2面都加了轴瓦间隙都在标准里面。
请问做动平衡时是在1300-1500左右做的有无可能在3000转时平衡改变了除了动平衡还要检查其他什么可能是共振问题这个规格的电机转子固有频率接近5ohz 本案例中应大于50hz 动平衡后单机试转仍大是由于加重后固有频率下降更接近转频所以振动有升无减请注意动平衡的速度不是工频平衡本身可能是合格的联合运行振动值更大是由于连接上了被驱动设备形成转子副电机转子带载后固有频率下降较多更接近工频。
所以振动愈发的大其实就一句话组合转子的固有频率小于原来单体的好像这么说的原话不记得了据统计有19的设备振动来自动不平衡即一倍频而产生动不平衡有很多原因。
现场测量的许多频谱结果也多与机器的一倍频有关系下面仅就一倍频振动增大的原因进行分析。
一、单一一倍频信号转子不平衡振动的时域波形为正弦波频率为转子工作频率径向振动大。
频谱图中基频有稳定的高峰谐波能量集中于基频其他倍频振幅较小。
当振动频率小于固有频率时基频振幅随转速增大而增大当振动频率大于固有频率时转速增加振幅趋于一个较小的稳定值当振动频率接近固有频率时机器发生共振振幅具有最大峰值。
由于通常轴承水平方向的刚度小振动幅值较大使轴心轨迹成为椭圆形。
振动强烈程度对工作转速的变化很敏感。
1力不平衡频谱特征为振动波形接近正弦波轴心轨迹近似圆形振动以径向为主一般水平方向幅值大于垂直方向振幅与转速平方成正比振动频率为一倍频相位稳定两个轴承处相位接近同一轴承水平方向和垂直方向的相位差接近90度。
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振动的利用
“振动利用工程学” 是20世纪后半期逐渐形成和发展起来的一 门新学科，振动利用工程的发展使世人瞩目。就振动机械来说， 目前已成功应用于工矿企业中的振动机器已发展到数百种之多， 在许多部门，如采矿、冶金、煤炭、石油化工、机械、电力、水 利、土木、建筑、建材、铁路、公路交通、轻工、食品和谷物加 工、农田耕作以及在人类日常生活过程中。
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一种吸声型的声屏障结构
利用声屏障将声源 和保护目标隔开
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高架桥上的吸声屏障
高架桥上的吸声 与隔振组合屏障
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在坦克炮塔内，陀螺仪、加速度计及角度传 感器不断地测定各种运动载荷，车载计算机根 据这些信息计算并发出抵消这些运动的控制指 令，通过伺服系统使炮塔相对于底盘水平转动、 火炮相对于炮塔高低俯仰，从而使坦克即使在 不断颠簸的运动中也能将火炮准确地对准目标。
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在振动力学研究兴起之前,有两个典型的振动问题引起注 意,即弦线振动和单摆摆动。弦线振动是无穷多自由度连 续系统的振动,单摆摆动是单自由度离散系统的振动,振幅 不大时都可认为是线性的.单摆振动比较简单,对后来线性 振动的发展影响不大。
1678年Hooke提出弹性定律,建立了弹性体变形与恢复 力间的线性关系,引入了振动系统的基本组成部分——弹 簧，1678年，Newton在其划时代的《自然哲学之数学 原理》中建立了运动变化与受力间的关系,使振动问题的 动力学研究成为可能,他也定义了振动系统的另一基本组 成部分——质量,假设了介质阻力与速度及速度平方成正 比,形成阻尼概念的雏形。
振动切削原理
振动切削理论是在切削过程中加入了超声振动。由工业金刚石颗粒 制成的铣刀、钻头或砂轮，在加工过程中对零件表面进行20000次/秒的 连续敲击，即使是高硬材料，在如此高频的振动敲击下，一个很小的切削 力也可将其瓦解。振动切削机床的进给力还是很大的，因此在振幅的最高 点，附在刀具上的金刚石颗粒以撞击方式将零件表面材料以微小颗粒形式 分离出来。
要机器运行，这些激振力矩就存在强迫扭振就持续发生， 使得轴在运转时产生剧烈振动。
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曲轴的破坏
曲轴按照激振的频率进行强制振动，当激振 频率与曲轴本身的固有频率相同时，就会产生共 振。当扭振应力超过轴系所能承受的应力时，曲 轴将产生断裂。
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防止曲轴破坏的解决办法
在设计新型的内燃机过程中,就应注意设计方案和设计参 数的选择,不要使所设计的内燃机工作在临界转速内,必要 时可以通过改变曲轴的刚度、各个转动系统,从而改变整个轴系的自振频率,避免内燃机在工作转 速范围内产生共振。当采取一定的措施后还不能解决问题, 最常用的办法就是在曲轴自由端安装减振器。
车载火炮稳定系统
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振动引起的转子系统破坏
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如果在加工时有强迫振动，又称为激励振动，它是由周期变 化的激振力所引起的，例如主轴回转不平衡、电机振动、传 动部件有缺陷，以及周围有振动源通过地基传给加工设备的 振动等，都会产生振纹。电机是主要动力源，也是振动源， 电机的振动对加工的影响很大。
●恶化飞机和车船的乘载条件，等等。
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地震，群灾之首。 强烈的破坏性地震 瞬间将房屋、桥梁、 水坝等建筑物摧毁， 直接给人类造成巨 大的灾难，还会诱 发水灾、火灾、海 啸、有毒物质及放 射性物质泄漏等次 生灾害。
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印度洋强震引发海啸席卷南稻亚谷书屋东南亚
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建造结构振动台模型试验
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振动切削
振动切削加工是在刀具或工件上附加一定可控的振动，使加 工过程变为间断、瞬间、往复的微观断续切削过程。振动切削 方法首先由日本宇都宫大学的隈部淳一郎教授于60年代提出的。 目前，在日本、中国、俄罗斯、德国、韩国、印度、美国、奥 地利、英国等开展了广泛的研究与生产应用。
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组员：
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机械振动的发展历史 振动带来的危害及其控制 振动的利用
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2
振动是在日常生活和工程实际 中普遍存在的一种现象，也是整 个力学中最重要的研究领域之一。
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人类对振动现象的认识有悠久的历史，早在公元前6世 纪,Pythagoras发现了较短的弦发出较高的音,将弦长缩短一半 可发出高一音阶的音符，战国时期的古人已定量地总结出弦线 发音与长度的关系,将基音弦长分为三等份,减去或增加一份可 确定相隔五度音程的各个音，公元前6世纪成书的《旧约・约 书亚记》记载共振现象,城墙在齐声呐喊中塌陷;成书于战国时 期的《庄子・徐无鬼》更明确记载了共振现象“鼓宫宫动,鼓角 角动,音律同矣”;成书于公元2～5世纪的《犹太法典》第二章 也描述一种共振象,“公鸡把头伸进空的玻璃容器内啼鸣致使容 器破碎”。
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6
机械振动，是指物体(系)在平衡位置(或平 均位置)附近来回往复的运动。
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7
●引起噪声污染；
●影响精密仪器设备的功能，降低机械加工 的精度和光洁度； ●消耗机械系统的能量，降低机器效率；
●使结构系统发生大变形而破坏，甚至造成 灾难性的事故，有些桥梁等建筑物就是由 于振动而塌毁；
●机翼的颤振、机轮的摆振和航空发动机的 异常振动，曾多次造成飞行事故；
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战国初期为了防御敌国的地道战术在《墨子．备学篇》记载 了一种防御方式 ，守军在城内沿城墙根约每隔6米挖一口井。 深约3米左右。让陶工烧制坛子，有耳朵灵敏的人日夜值班， 并将耳朵贴在坛口侦听。如果敌人正在挖地道，通过坛中的 声音就能觉察。这种方法不仅能判断敌人否在挖洞，还能从 不同的坛口的声音确定声源方向。即地道的大致方位。这个 方法很有振动学理论根据。因为敌人挖地道的声波经同地下 传到坛子，坛子内空气柱发生共鸣，再引起坛口蒙皮的振动， 因此声音就大了
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汽车发动机的曲轴在工作时会发生 扭振现象，其内因是曲轴不仅自身 具有惯性，而且还有弹性，由此确 定了曲轴本身固有的自由扭转特性， 而其外因则是作用在曲轴上周期性 变化时的激振力矩，例如：大爆发 的活塞惯性力、曲柄连杆机构的惯 性力和重力、附件的不规则阻力矩 和外界作用力，这些力矩是曲轴产生扭振的能量来源，只