振動(dòng)一詞對(duì)于人們來說并不陌生。
在工業(yè)領(lǐng)域，振動(dòng)指圍繞機(jī)械參考點(diǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，幾乎所有工業(yè)設(shè)備都具有這一特征。既然那么普遍為何還要關(guān)注振動(dòng)?
振動(dòng)和振動(dòng)測(cè)試
正常水平內(nèi)的振動(dòng)是允許的，而超過這個(gè)范圍就要引起注意，因?yàn)樗坏珪?huì)造成機(jī)器故障，也可能是出現(xiàn)故障的征兆。只有了解振動(dòng)的原因和振動(dòng)的表現(xiàn)形式，才能在生產(chǎn)環(huán)境中避免振動(dòng)導(dǎo)致的故障發(fā)生。
測(cè)量、記錄、跟蹤機(jī)器狀態(tài)，并能夠?qū)ΤＲ姷臋C(jī)器振動(dòng)故障進(jìn)行診斷和趨勢(shì)監(jiān)測(cè)的設(shè)備就是振動(dòng)測(cè)試儀。通常由傳感器、信號(hào)調(diào)節(jié)部分、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理部分、數(shù)據(jù)記錄部分、反饋部分等組成。傳感器安裝在軸承或需要測(cè)量的部位獲得振動(dòng)信號(hào)。
振動(dòng)的參數(shù)
自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振動(dòng)這三種振動(dòng)在設(shè)備故障診斷中有各自的主要使用領(lǐng)域。
對(duì)于結(jié)構(gòu)件，因局部裂紋、緊固松動(dòng)等原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)件的特性和參數(shù)發(fā)生改變的故障，多利用脈沖力所激勵(lì)的自由振動(dòng)來檢測(cè)，測(cè)定構(gòu)件的固有頻率、阻尼系數(shù)等參數(shù)的變化。
對(duì)于減速箱、電動(dòng)機(jī)、低速旋轉(zhuǎn)設(shè)備等機(jī)械故障，主要以強(qiáng)迫振動(dòng)為特征，通過對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率成分、振幅變化等特征參數(shù)分析，來鑒別故障。
對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及能被工藝流體所激勵(lì)的設(shè)備，除了需要監(jiān)測(cè)強(qiáng)迫振動(dòng)的特征參數(shù)外，還需監(jiān)測(cè)自激振動(dòng)的特征參數(shù)。
振動(dòng)位移具體地反映了間隙的大小，振動(dòng)速度反映了能量的大小，振動(dòng)加速度反映了沖擊力的大小。也可以認(rèn)為，在低頻范圍內(nèi)，振動(dòng)強(qiáng)度與位移成正比;在中頻范圍內(nèi)，振動(dòng)強(qiáng)度與速度成正比;在高頻范圍內(nèi)，振動(dòng)強(qiáng)度與加速度成正比。
在低頻范圍(<10Hz)，主要測(cè)量的振幅是位移量。這是因?yàn)樵诘皖l范圍造成破壞的主要因素是應(yīng)力的強(qiáng)度。位移量是與應(yīng)變、應(yīng)力直接相關(guān)的參數(shù)。
在中頻范圍(10~1000Hz)，主要測(cè)量的振幅是速度量。這是因?yàn)檎駝?dòng)部件的疲勞進(jìn)程與振動(dòng)速度成正比，振動(dòng)能量與振動(dòng)速度的平方成正比。在這個(gè)范圍內(nèi)，零件的疲勞破壞為主要表現(xiàn)，如點(diǎn)蝕、剝落等。
在高頻范圍(>1000Hz)，主要測(cè)量的振幅是加速度。它表征振動(dòng)部件所受沖擊力的強(qiáng)度。沖擊力的大小與沖擊的頻率與加速度值正相關(guān)。
振動(dòng)的原因
引起振動(dòng)的原因很多，比較常見的原因有不平衡，松動(dòng)，磨損，不對(duì)中。
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