07-机床振动频率的测量
机床振动频率测试标准
机床振动频率测试标准
机床振动频率测试的标准可以根据具体的国家、行业或组织的要求而不同，以下是常见的几个国际标准和行业标准：
1. ISO 10816-1：机械振动评估的第1部分，规定了各种类型机械设备的整体振动水平的评价方法，包括机床。
该标准给出了不同类型的机械设备在不同运行状态下的振动限值。
2. ISO 28927-9：振动测量和评估的第9部分，适用于手持和推动机械设备的测量和评估。
该标准给出了手持和推动机械设备的振动限值。
3. DIN ISO 2631：人体对振动的感知和评估的标准，可以用于评估机床的振动对操作员的影响。
此外，许多行业组织和标准化机构也提供了相应的振动频率测试标准，如美国国家标准协会（ANSI）、欧洲标准委员会（CEN）和国际电工委员会（IEC）等。
这些标准可以从相关机构获取或购买。
对于具体的机床振动频率测试，应根据所在地区和行业的要求选择适合的标准进行测试。
振动频率测量仪的操作介绍
振动频率测量仪的操作介绍振动频率测量仪是一种用来测量物体振动频率的仪器。
它通常由测量传感器、信号处理器和显示器等部分组成。
它的使用可以帮助我们更好地了解物体的振动状态，从而在工程设计和维护中更加精准地进行操作。
操作步骤在使用振动频率测量仪时，需要按照以下步骤进行操作：1.确定测试条件。
在进行振动频率测量之前，需要先确定测试对象和测试条件。
这包括测量位置、环境温度、测试时长等因素。
通常，测量位置应选取在物体振动最大的位置。
2.安装传感器。
将传感器安装在测试位置上。
传感器的安装位置和方法应根据实际情况进行确定。
在安装传感器时，需要注意传感器的位置应与物体振动方向垂直，并且尽量保证传感器与物体之间的接触面积充足。
3.连接信号处理器。
将传感器与信号处理器连接起来，通常需要使用专用的数据线连接。
4.设置测量参数。
在进行振动频率测量之前，需要设置测量参数，如采样频率、采样时间、测量范围等。
通常，测量参数应根据实际情况进行设置。
5.开始测量。
当测量参数设置完成之后，即可开始进行振动频率测量。
测量过程中，需要注意保持测试对象的稳定，避免外部干扰。
6.结束测量。
完成测量任务后，将传感器和信号处理器进行拆卸，清理工作现场。
测量参数解读在振动频率测量过程中，需要根据不同的测量需求进行设置，以下是常用的测量参数及其含义：•采样频率：指每秒钟采集的数据个数。
采样频率越高，测试数据的精度越高。
•采样时间：指测量信号所持续的时间。
采样时间越长，测试数据越准确。
•测量范围：指测量仪器可以进行测量的振动范围。
测量范围越大，测试数据的精度越高。
注意事项在使用振动频率测量仪时，需要注意以下事项：1.测量环境：测量环境应尽量选择在室温下进行，避免过高或过低的温度对测量精度的影响。
2.测量条件：在进行振动频率测量之前，需要确定测试对象和测试条件，避免因为测试条件差异导致测试效果不佳。
3.传感器安装：传感器的安装位置应根据实际情况进行确定，避免传感器安装不稳或位置不准确导致测试结果偏差。
振动测量仪检测机械设备振动频率试验方法
振动测量仪检测机械设备振动频率试验方法引言本文档旨在介绍振动测量仪检测机械设备振动频率的试验方法。
振动频率的检测对于评估机械设备的性能和运行状态具有重要意义。
通过使用振动测量仪，我们可以获取准确的振动频率数据，进而判断设备是否正常工作，是否存在故障或其他问题。
检测前准备在进行振动频率的试验前，需要确保以下准备工作已完成：1. 确保振动测量仪已校准，并且其精度符合要求。
2. 选择合适的测点。
通常，振动测量应在设备的关键部位进行，如轴承、驱动装置、连接部件等等。
3. 清洁测点，确保其不受污物或腐蚀物的影响。
4. 确保测试环境稳定，避免外部干扰对测试结果的影响。
测试步骤以下是振动测量仪检测机械设备振动频率的试验步骤：1. 将振动测量仪的传感器安装在所选择的测点上。
确保传感器与设备紧密连接，并且位置正确。
2. 打开振动测量仪，并根据设备的工作状态进行合适的设置。
例如，选择合适的量程和采样频率。
3. 启动机械设备，并确保其处于正常工作状态下。
4. 等待足够的运行时间，以使设备达到稳定状态。
5. 开始记录振动频率数据。
根据测量要求，可以选择不同的记录方式，如实时记录或定时采样。
6. 持续记录一段时间，以确保获得足够的数据样本。
通常建议记录至少10个周期的数据。
7. 分析测得的振动频率数据。
可以使用专业软件进行频谱分析，以获取各个频率分量的幅值和相位信息。
8. 基于分析结果，评估机械设备的振动频率是否处于正常范围内。
根据设备的类型和要求，可以参考相关标准或经验值进行判断。
9. 如果发现振动频率异常或超过允许范围，进一步分析可能的原因，并采取相应的措施修复或调整设备。
结论通过使用振动测量仪进行振动频率的试验，我们可以准确评估机械设备的运行状态和性能。
本文档介绍了振动测量仪检测机械设备振动频率的试验方法，包括准备工作、测试步骤和数据分析。
遵循本文档的指导，可以提高振动频率试验的准确性和可靠性，从而更好地评估机械设备的振动性能。
数控机床振动测量和控制技术
数控机床振动测量和控制技术随着行业、航空制造业对加工速度、加工精度和表面质量的要求愈来愈高以及高速加工技术的发展，和制造商面临着如何在实现较高加工速度的同时保证加工精度和表面质量的课题。
一般而言，数控机床的振动和震动有细微但很明确的区别（如图1）：在电机带宽以内的低频运动通常称之为振动，可以在保持机械结构不变的前提下进行消除和抑制；高于电机带宽的高频运动通常称之为震动，往往需要对机械结构进行修改，增加机械的刚性达到减轻振动的目的。
数控机床或机器人的振动能够增加工件加工时间、降低表面质量甚至精度。
图1. 振动和震动的区别本文将以五轴数控机床为例，重点介绍基于加速度传感器对高速数控机床进行振动控制的新技术。
1.DAS（Direct Acceleration Sensor）加速度传感器传统中采用惯性测量单元（IMU，Inertial Measurement Unit）可以进行惯性乃至振动的测量。
但是，由于惯性测量单元的尺寸较大、成本较高以及测量频率范围过窄而难以用于数控机床和机器人行业。
采用DAS加速度传感器可以很好的适应数控机床应用，它具有尺寸紧凑（约100x100x30 mm）和测量频率范围近于电机频率（约100 Hz）以及占用数控机床整机的成本较小（约占整机成本5%）等特点。
同时，由于采用以太网（Ethernet）技术，DAS加速度传感器的数据采集频率约为100 Mb/s，可以满足数控系统对采样周期的较高要求。
在硬件结构上，DAS加速度传感器采用大量的平面线性加速度计进行排列，能够进行直线加速度和角加速度的测量，可测量轴数达6个。
在软件功能上，DAS 加速度传感器中有丰富的DAS API库函数，能够通过Ethernet UDP和简单的客户/服务器协议与计算机进行通讯，允许用户在Windows和Linux下开发多种应用，完成较为复杂的工作。
图2. DAS加速度传感器2.基于DAS加速度传感器估算TCP速度验证通过加速度传感器的DAS API库，可以对采集到的加速度传感器的加速度信息进行贝叶斯估算和传感器融合算法进行中心点TCP速度的估算。
频率的测量
频率的测量频率是指一个事件或过程在一定时间内重复发生的次数。
在测量频率时，我们可以使用不同的方法和工具。
基本概念在频率的测量过程中，有几个重要的概念需要了解：周期（d）：指事件或过程重复发生的时间间隔。
周期（d）：指事件或过程重复发生的时间间隔。
周期（d）：指事件或过程重复发生的时间间隔。
周期（d）：指事件或过程重复发生的时间间隔。
周期（d）：指事件或过程重复发生的时间间隔。
周期（d）：指事件或过程重复发生的时间间隔。
周期（d）：指事件或过程重复发生的时间间隔。
周期（d）：指事件或过程重复发生的时间间隔。
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频率（Frequency）：指单位时间内事件或过程重复发生的次数。
频率（Frequency）：指单位时间内事件或过程重复发生的次数。
频率（Frequency）：指单位时间内事件或过程重复发生的次数。
频率（Frequency）：指单位时间内事件或过程重复发生的次数。
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频率（Frequency）：指单位时间内事件或过程重复发生的次数。
频率（Frequency）：指单位时间内事件或过程重复发生的次数。
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单位：常用的频率单位包括___（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz）等。
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机床振动标准
机床振动标准一、振动频率机床振动频率应符合机床设计规定的要求。
通常情况下，数控机床的振动频率在10〜50HZ之间，高精度机床的振动频率更高。
如果振动频率过低或过高，都会对加工质量和机床寿命产生不良影响。
二、振动幅度振动幅度是衡量机床振动强度的主要指标。
一般来说，机床振动的振幅应在0.05mm以下，特殊情况下也不应超过0.Imm o振幅过大不仅会影响工件的表面质量，还会加速机床的磨损，影响机床的寿命。
三、振动方向机床振动的方向应符合机床设计规定的要求。
通常情况下，机床的振动方向包括垂直、水平、轴向等方向。
如果振动方向不正确，会影响工件的加工精度和表面质量，同时也会加速机床的磨损。
四、振动稳定性机床振动的稳定性应符合机床设计规定的要求。
在加工过程中，机床应保持稳定的振动状态，避免出现突然的振动或异常的振动。
如果振动稳定性不好，会影响工件的加工精度和表面质量，同时也会加速机床的磨损。
五、振动波形机床振动的波形应符合机床设计规定的要求。
通常情况下，机床的振动波形应为正弦波或近似正弦波。
如果波形失真或出现异常波形,会影响工件的加工精度和表面质量，同时也会加速机床的磨损。
六、振动原因机床振动的产生原因很多，主要包括以下几个方面：1.机床结构设计不合理；2.机床零部件加工精度不高；3.机床安装调试不当；4.切削过程中切削力过大；5.切削过程中切削速度过快；6.切削过程中进给速度过快；7.机床运转过程中温度变化大；8.机床润滑不良；9.机床维护不当等。
七、振动对加工质量的影响机床振动会对加工质量产生很大的影响，主要包括以下几个方面:1.影响工件的表面粗糙度；2.影响工件的尺寸精度；3.影响工件的形状精度；4.影响工件的定位精度；5.影响工件的重复精度等。
八、振动对机床寿命的影响机床振动会对机床寿命产生很大的影响，主要包括以下几个方面:1.加速机床零部件的磨损；2.降低机床的精度和使用寿命；3.增加机床的故障率等。
机械实验之振动参数的测定
机械实验之振动参数的测定引言振动是机械工程中一个非常重要的概念。
在机械系统中，振动会导致性能下降、损坏甚至故障。
因此，准确测定振动参数对于机械系统的设计和维护至关重要。
本文将介绍机械实验中测定振动参数的方法和步骤，并使用Markdown 文本格式进行说明。
振动参数的定义在进行振动参数测定之前，我们首先要了解振动参数的定义。
常见的振动参数有以下几种：1.振幅：振动的最大偏离量，常用单位为米（m）或毫米（mm）。
2.频率：振动的周期数每秒所发生的次数，常用单位为赫兹（Hz）。
3.相位：描述振动在某一时刻与参考点之间的位置关系，常用角度来表示。
4.加速度：物体在单位时间内的速度变化率，常用单位为米每平方秒（m/s²）。
实验步骤以下是测定振动参数的一般步骤：1.准备实验装置和仪器：选择一个适当的实验装置，例如一个振动台或一个振动传感器。
同时需要准备振动参数测量仪器，例如振动测试仪或加速度计。
2.安装振动传感器：将振动传感器安装在待测物体或系统上。
确保传感器位置稳定且能够准确地测量振动参数。
3.启动振动系统：通过适当的激励方式，启动振动系统。
可以使用电机、震动器或其他适当的装置来激励振动。
4.测量振动参数：使用振动参数测量仪器，对振动进行测量。
可以测量振幅、频率、相位和加速度等参数。
5.记录和分析结果：将测量得到的数据记录下来，并进行分析。
可以使用图表等方法来直观地展示振动参数的变化。
实验注意事项在进行振动参数的测定过程中，需要注意以下几点：1.实验装置和仪器的选择应当与待测物体或系统的特性相匹配。
2.安装振动传感器时，应当确保传感器的位置稳定。
同时还要注意传感器与待测物体或系统之间的连接方式。
3.激励振动系统时，要注意激励幅值的选择，不能过大或过小。
4.测量振动参数时，要遵循正确的测量方法和标准。
确保测量结果的准确性和可靠性。
5.在记录和分析结果时，要注意对数据进行合理的处理，避免错误的解读和分析。
振动频率测量实验的步骤与注意事项
振动频率测量实验的步骤与注意事项振动频率测量实验是物理学和工程学中常见的实验之一。
通过测量物体的振动频率，可以了解物体的固有特性，如弹性常数和质量等。
本文将介绍振动频率测量实验的步骤和注意事项。
一、实验步骤1. 准备实验装置：首先需要准备一个振动实验装置，这可以是一个简单的弹簧振子或复杂的机械振动系统。
确保实验装置的结构牢固，运动灵活，不会出现过大的能量损失。
2. 安装测量仪器：将合适的测量仪器安装在振动装置上。
常用的测量仪器有光电门、激光测量仪、加速度计等。
根据实验需求，选择合适的仪器进行安装和调试。
3. 调整实验参数：根据实验装置的特点和要求，调整实验参数。
例如，调整弹簧振子的弹性系数和质量，或者调整机械振动系统的初始位置和频率等。
确保实验参数能够满足实验目的，而不会对测量结果产生太大的误差。
4. 开始实验测量：启动振动装置，观察和记录振动过程。
使用合适的测量仪器，进行振动频率的测量。
根据实验要求，可以测量不同频率下的振动情况，或者测量不同参数下的振动频率等。
5. 数据处理和分析：将实验得到的数据进行处理和分析，得出振动频率的测量结果。
可以使用统计方法，如均值和标准差等，对数据进行分析，以提高测量的准确性和可靠性。
二、注意事项1. 安全第一：进行实验时，一定要注意安全。
遵循实验室的安全规定，佩戴好个人防护装备，确保实验过程中不会对人员和设备造成伤害。
2. 仪器校准：在进行振动频率测量实验前，一定要对仪器进行校准。
校准过程中要保证仪器的准确性和精度，以确保测量结果的准确性。
3. 实验环境控制：实验环境对振动频率的测量结果也有影响。
尽量做到实验环境的稳定，避免风、温度和湿度等因素对实验结果产生干扰。
4. 实验装置的稳定性：实验装置的牢固性和稳定性对振动频率的测量也有重要影响。
确保实验装置的结构稳定，减小能量损失，能够保证测量结果的准确性。
5. 数据处理的注意事项：在进行数据处理时，要注意处理方法的合理性和适用性。
振动测量方法和标准文档
振动测量方法和标准振动测量是一种用于评估机械设备运行状况和故障诊断的重要工具。
通过测量机械设备产生的振动信号，可以获得有关设备结构的信息以及潜在故障的迹象。
正确选择适当的振动测量方法和遵循相应的标准，对于准确评估设备状况和制定维护计划至关重要。
本文将探讨振动测量方法和标准的相关内容。
1、振动测量方法1.1 加速度传感器加速度传感器是一种广泛用于振动测量的传感器。
它可以测量垂直方向和水平方向的加速度。
该传感器将振动转化为电信号，进而分析并显示振动特性。
加速度传感器具有高频响应和较低的成本，适用于连续振动监测和机械故障诊断。
1.2 速度传感器速度传感器可以测量振动的速度。
它适用于低频振动测量和对振动的整体评估。
速度传感器可以直接测量振动，并提供振动速度的输出信号。
与加速度传感器相比，速度传感器具有较低的灵敏度和频率响应，但在某些应用中仍然具有一定的实用价值。
1.3 位移传感器位移传感器可以测量振动的位移。
它适用于低频振动测量和对机械设备结构变化的评估。
位移传感器可以直接测量振动的位移，并提供相应的输出信号。
位移传感器通常具有较低的频率响应和较高的灵敏度，适用于对振动幅值的精确测量。
2、振动测量标准2.1 ISO 10816系列标准ISO 10816系列标准是振动测量中最常用的国际标准之一。
该系列标准规定了振动测量的一般要求，以及根据不同类型的机械设备和应用的振动限值。
这些标准提供了一种测量和评估机械设备振动水平的一般方法，并提供了用于判断机械设备运行状况的准则。
2.2 ASME标准ASME标准适用于美国机械工程师学会制定的振动测量标准。
这些标准更加具体和详细，适用于各类机械设备和应用。
ASME标准提供了更为细致的振动测量方法和评估准则，有助于更准确地判断设备的运行状况，并制定相应的维护计划。
2.3 DIN标准DIN标准是德国国家标准组织制定的振动测量标准。
这些标准被广泛用于欧洲地区。
DIN 标准与ISO标准相似，提供了一种测量和评估机械设备振动的方法和准则。
机床振动分析与控制
机床振动分析与控制机床振动是生产制造中不可避免的问题，它直接影响着加工精度、加工表面质量和机床噪声等方面。
因此，对机床振动的分析和控制是非常必要的。
一、机床振动的分类机床振动可分为自由振动和受迫振动两种。
自由振动是机床在没有外界干扰的情况下受到外力作用后，由自身本身惯性和刚度而引起的振动，它的发生频率与机床结构固有频率有关。
受迫振动是指机床在接收到外部振动力作用下，产生的振动。
机床受迫振动的频率与激振力的频率相等或接近，此时机床会出现共振现象。
二、机床振动的原因机床振动的原因很多，主要有以下几个方面：1.机床刚度不够：机床刚度过小，会导致机床振动过大。
2.机床结构不合理：机床结构的设计不合理，会导致机床振动。
3.物件不均匀：机床加工物体不均匀，会导致机床振动。
4.切削参数选择不当：切削参数选择不当，会导致机床振动。
三、机床振动的影响机床振动对加工质量和生产效率有很大的影响：1.会导致加工误差和表面粗糙度增加；2.会降低机床的精密度和加工速度，影响加工效率；3.会加速机床的磨损，降低机床使用寿命；4.会产生噪音，影响工作环境。
四、机床振动的分析方法机床振动的分析方法主要有模态分析、频率响应分析和时域分析等。
1.模态分析：模态分析是指将机床看做是一个多自由度振动系统，根据振动理论和结构分析方法，预测机床在振动系统中的一个特有频率和振动型。
2.频率响应分析：频率响应分析是指对机床的受迫振动进行分析，获得机床在不同频率下的响应情况。
3.时域分析：时域分析是指直接测量机床在特定时间段内的振动，并将采集到的数据进行处理、分析和处理。
五、机床振动的控制方法机床振动的控制方法主要有降低机床固有振动频率、采用减振结构和优化切削参数等方法。
1.降低机床固有振动频率：采取提高机床刚度、改变机床结构等措施。
2.采用减振结构：采用减振器、减振基础等减振结构来减小机床的振动。
3.优化切削参数：通过优化切削参数，使之达到最佳点，减少机床振动。
高中物理实验测量机械振动的周期与频率
高中物理实验测量机械振动的周期与频率在高中物理学习中，实验是非常重要的一部分，通过实验可以帮助我们更直观地理解和巩固所学的理论知识。
测量机械振动的周期与频率是高中物理实验中的一个重要内容。
本文将介绍一种常用的实验方法，帮助同学们准确测量机械振动的周期与频率。
实验名称：测量机械振动的周期与频率实验目的：本实验旨在通过测量机械振动的周期与频率，加深学生对振动的理解，巩固相关理论知识，并掌握测量的方法与技巧。
实验器材：1. 弹簧振子装置2. 记时器3. 尺子或标尺4. 实验笔记本实验步骤：1. 准备弹簧振子装置，确保其安全稳定。
2. 使用标尺或尺子测量振子的长度，并记录下来。
确保测量精确。
3. 轻轻将振子拉至一侧，然后松手使其自由振动起来。
4. 启动记时器，并开始计时，记录下振子完成十个完整振动周期所用的时间。
5. 停止记时器，计算出十个周期的均值，即为振动的平均周期。
6. 根据平均周期的倒数，即可求得振动的频率。
实验数据处理：1. 根据实验步骤所得到的数据，计算出振动的平均周期。
2. 将平均周期的倒数，即频率，计算出来，并记录下来。
实验注意事项：1. 操作时需小心谨慎，避免振子或其他器材的损坏，以防生命安全事故的发生。
2. 测量尺子或标尺应与振子垂直，并确保测量起点准确。
3. 计时器应准确启动与停止，以保证测量的准确性。
实验结果分析：通过上述实验步骤，我们可以获得振动的平均周期和频率。
根据振动的周期与频率的关系公式：频率=1/周期，我们可以进一步得到振动的频率。
本实验的目的就是通过测量实际数值，验证振动的周期与频率的关系。
实验结果的准确性与精确性取决于实际测量的过程和仪器的精度。
因此，在进行实验前，我们要仔细检查实验仪器的状态，并确保其精确度和可靠性。
在进行实验时，要求同学们共同合作，互相监督，尽量提高测量的准确性。
总结：通过本实验，我们学习了一种快速测量机械振动周期与频率的方法，并且掌握了操作实验器材的技巧。
振动频率测试方法
振动频率测试方法
振动频率测试方法有以下几种：
1. 使用频率计：使用频率计可以直接测量振动频率。
将频率计与振动源连接，并调节频率计以对准振动频率，然后即可读取振动频率。
2. 视觉检测法：将振动源安装在一个特殊的支架上，在其上面放置一块气泡水平仪。
当振动源振动时，气泡会随之移动。
读取气泡位置之间的时间以及振动源的距离，就可以计算出振动频率。
3. 加速度计法：使用加速度计可以测量振动源的加速度，从而计算出振动频率。
将加速度计固定在振动源上，并记录加速度计的输出信号，然后通过转换公式，即可计算出振动频率。
4. 声波检测法：某些振动源的振动会产生声波。
使用麦克风或声学传感器可以检测这些声波，并将其转换为电信号。
通过分析这些信号，可以得出振动频率。
5. 射线检测法：使用射线检测仪可以检测振动源振动时所产生的射线或辐射。
这些信号可以用于计算振动频率。
07-机床振动频率的测量
机床振动频率的测量一．研究背景车削加工过程中，工件和刀具之间常常发生强烈的振动，破坏和干扰了正常的切削加工，是一种极其有害的现象。
当车床发生震动时，工件表面质量恶化，产生明显的表面振纹，工件的粗糙度增大，这时必须降低切削用量，使车床的工作效率大大降低。
强烈振动时，会时车床产生崩刃现象，使切削加工过程无法进行下去。
由于振动，将使车床和刀具磨损加剧，从而缩短车床和刀具的使用寿命；振动并伴随有噪音，危害工人身心健康，使工作环境恶化。
尽管超精密车床具有很高的刚度，但振动仍然是影响表面粗糙度的主要因素之一。
超精密机床通常都有很高的固有频率，在超精密加工过程中，实际的工艺系统是一个非常复杂的振动系统，系统中的振动使工件与刀具之间的相对位置发生了微幅变动，最终使工件表面粗糙度增大、表面质量降低。
有关学者通过研究发现：机床主轴的振动、导轨的振动以及刀具的振动都具有高频率、小振幅的特征，积屑瘤、外界干扰、机床刚性不足以及高速旋转部件不平衡也会引起切削振动，最终导致加工表面微观特征的改变。
另外，切削系统中的动态效应对振动也有显著的影响。
因此，必须采取必要的预防措施来减小或防止振动对超精密加工表面质量的影响。
所以，我们选择测量振动频率这个课题。
二. 研究现状1．A47-V1002激光非接触振动测量仪激光非接触振动测量仪不需要在被测物体上安装传感器，只需对针测量点，对发射激光及接受激光进行特殊技术处理，测量被测物体的振动数据，特别适用于机器零部件，电子元器件等微小物品振动测量。
ZXP-J200振动监测仪为双通道、多功能、智能化的在线式监测仪表，用于测量轴承的绝对振动或轴的相对振动，可广泛用于监测汽轮机、发电机、风机和泵等各种旋转机械的振动。
仪表可同时测量和显示出两个通道的振动参数，参数包括：转速、振幅通频值、报警值、1X选频值和相位。
每通道可提供独立的4-20mA 标准电流输出，输出电流相互隔离。
每个通道的报警值可以各自任意设置，当测量的通频值超过各自的设置值时，各自的报警指示灯亮，相应继电器动作。
机床振动测试与诊断
机床振动测试与诊断摘要现代工业发展过程中，普通机床和数控机床的使用是非常常见的，无论哪种机床在工作过程中都不可避免的会产生机械振动，那么对机床的振动测试和诊断也就逐渐形成一门独立的学科。
机床在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，都会伴随微弱的振动。
机械振动在大多数情况下是有害的，并且还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。
然而，振动并不是完全有害的，我们可以利用机床发出的振动来检测开机状态下机床是否处于安全工作中，以及利用振动可以检测机床能够继续安全工作的时间，何时将可能发生故障等一系列的问题。
因此对机床振动的测试和诊断是必不可少的。
关键词：机床振动；测试；诊断；频率AbstractIn the development of modern industry, the use of ordinary machine tool and numerical control machine tool is very common, no matter what kind of machine tool in the working process of the inevitable will produce mechanical vibration, the vibration test and diagnosis of machine tool will gradually form an independent discipline. When the machine is moving, due to the imbalance of the rotating parts, load of inhomogeneous, anisotropic stiffness, loose, bad lubrication, support factors such as clearance, will accompany a faint vibration. Mechanical vibration is harmful in most cases, and also with the same frequency noise, deteriorating environment and a health hazard.Vibration, however, is not totally bad, we can use machine tool of vibration to test on the machine in safety work, and the vibration can be used to detect machine can continue to secure work time, when there will be a failure and a series of problems. So testing and diagnosis of vibration of machine tool is indispensable.Key words: Machine tool vibration; Test; Diagnosis; The frequency1 概述 (4)1.1课题背景 (4)1.2机床振动诊断的发展趋势 (4)1.2.1数控机床的发展历程 (4)1.2.2测试与诊断技术的应用 (5)1.3机床振动测试诊断国内外发展现状 (5)1.4课题意义 (6)2数控机床振动测试故障诊断系统整体框架 (6)2.1方案选择 (6)2.2方案比较 (7)2.3方案确定 (8)2.4上位机与下位机连接方案确定 (8)2.5数控机床机械振动分析与检测方法 (9)2.5.1 数控机床机械故障情况分析 (9)2.5.2 故障诊断方法的确定 (9)2.6系统功能分析与元器件选择 (10)2.6.1 信号预处理模块 (10)2.6.2 数据采集模块 (10)2.6.3 数据处理模块 (10)2.6.4 机间通讯模块 (11)2.6.5 故障信号及其频谱图显示模块 (11)2.6.6 频谱图保存和浏览模块 (11)3振动测试系统硬件的设计 (11)3.1数控机床故障的分类 (11)3.2硬件系统的设计 (12)3.3机床测试数据分析 (12)4结论 (14)参考文献 (15)1.1课题背景我国在工业部门中开展状态监测与故障诊断技术研究的工作起步于1986年，在此之前从国外引进的大型机组，一般都购置了监测系统。
维护应用如何确定机床振动频率值并分析振动原因
维护应用如何确定机床振动频率值并分析振动原因机床振动是现场调试尤其是伺服优化的工作中经常遇到的问题，为了保证机床的平稳运行和提高机床性能，必须先消除机床运行中的振动问题，在这方面FANUC也提供了针对不同振动频率下消除振动的各种功能，如下表所示。
不同频率下消除振动的功能有很多，但是解决振动问题的首要前提，就是：我们需要首先知道机床振动的频率值到底是多少？虽然我们可以通过直接观察来大致判断振动属于低频还是高频，但是，定量的确定振动频率值对我们分析问题和解决问题的帮助都很大，尤其在下面两种情况：•为了判断机床振动是机械自身固有特性引起的，还是传动环节中周期性干扰造成的，需要知道振动频率是否会随运行速度而同步变化。
•如果机床振动稳定在固定的频率，那么必须知道具体的频率点才能正确的施加滤波器等功能，消除振动。
针对这一需求，本文先介绍了使用SERVOGUIDE 来具体确定振动频率点的方法，之后说明了根据振动频率来分析振动原因的一些心得，供大家参考。
Ps：这里讨论的振动，是在机床的基本参数设定正确、线缆使用连接正确的前提下讨论，如果是基本的参数问题或者干扰问题，不在本文的分析范围内）1如何使用SERVO GUIDE 确定机床共振频率点当发现机床某个轴运行时出现振动，先选择几个虽然振动但是机床仍然能够保持移动状态而不报警的速度值。
使用SERVO GUIDE 采集这些速度下该轴的TCMD波形，同时记录下此时的轴移动速度。
如下图就是在某客户处采集F1000 时的TCMD 图形。
从图中可以看出，电流波动幅度较大，也验证了机床振动的事实。
获得波形后，将横轴放大（按下键），同时也可以调整选取不同的时间段，直至屏幕中能看到的TCMD波形波动规律基本相同（不需要完全一致，只需要放大到大致相同即可），如下图所示。
将图形放大到这种状态是为了便于进行“傅立叶变换”，只有转换到频域才能确定其振动频率的具体数值。
保持以上图形显示状态，按下“CTRL+F”或者选择“方式——FOURIER”，即完成了对当前屏幕下显示波形的傅立叶变换。
振动频率测量仪
振动频率测量仪1. 概述振动频率测量仪是一种用于测量机械设备振动频率的仪器。
振动频率是机械设备正常运行的重要参数之一，它直接影响机械设备的稳定性和寿命。
因此，振动频率测量仪在现代工业生产中得到了广泛的应用。
2. 原理振动频率测量仪的工作原理是通过传感器将机械设备振动信号转化成电信号，并通过处理电路进行信号放大、滤波和数字化处理，最后输出机械设备的振动频率参数。
传感器通常采用加速度传感器或速度传感器。
加速度传感器通过监测机械设备表面的振动加速度来测量振动频率。
速度传感器则是通过监测机械设备表面产生的磁场来测量振动频率。
电路处理方面，一般需要进行信号放大、滤波和数字化处理。
放大电路将传感器采集的微弱信号进行放大，以提高信号的可靠性和稳定性。
滤波电路则用于去除噪声和干扰信号，以保证振动信号的准确性。
数字化处理将信号转化成数字信号，以便于计算和处理。
最后，振动频率测量仪会通过显示器输出机械设备的振动频率参数，以便于工程师和操作人员进行维护和保养。
3. 应用振动频率测量仪主要用于机械设备的保养和维护。
通过测量机械设备的振动频率，可以判断机械设备是否处于正常运行状态，以及机械设备是否需要进行保养和维护。
同时，振动频率测量仪也可以用于判断机械设备的故障原因，以便于工程师进行修复。
以汽车为例，振动频率测量仪可以用于测量车轮的振动频率。
如果车轮的振动频率过高，就说明轮胎可能存在问题，需要更换。
另外，振动频率测量仪也可以用于测量发动机的振动频率，以判断发动机是否处于正常运行状态。
4. 使用注意事项使用振动频率测量仪时，需要注意以下几点：•确保传感器的安装位置正确，以避免误差。
•操作人员应该具备相关专业知识和技能，以避免误操作。
•仪器应该经常进行校准和维护，以保证精度和可靠性。
•操作过程中应注意安全，避免发生人身伤害和设备损坏等问题。
5. 结论振动频率测量仪是机械设备保养和维护中不可缺少的工具之一。
它可以通过测量机械设备的振动频率，帮助工程师和操作人员判断机械设备的状态，并进行相应的维护和修复。
振动频率测试方法
振动频率测试方法一、引言振动频率是描述物体振动状态的重要参数，广泛应用于机械、电子、航空航天等领域。
准确测量振动频率对于确保设备的正常运行和故障诊断具有重要意义。
本文将介绍几种常用的振动频率测试方法，包括机械式测试方法、电子式测试方法和光学式测试方法，并对其优缺点进行分析。
二、机械式测试方法机械式测试方法是一种传统的测量振动频率的方式。
其基本原理是通过将被测物体与一个质量块相连，使其形成一个等效质量系统，并通过改变质量块的位置来改变系统的固有频率。
通过观察系统在不同位置下产生共振现象时的固有频率，即可得到被测物体的振动频率。
机械式测试方法具有简单易行、成本低廉等优点。
然而，由于其需要改变质量块位置来进行测量，因此需要较长时间来得到准确结果，并且在实际应用中存在一定难度。
三、电子式测试方法电子式测试方法利用传感器将被测物体产生的振动转化为电信号，通过电子测量设备进行信号处理，得到振动频率的测量结果。
常用的电子式测试方法包括加速度传感器法、速度传感器法和位移传感器法。
加速度传感器法是最常见的电子式测试方法。
其基本原理是通过将加速度传感器安装在被测物体上，测量物体在不同频率下产生的加速度信号，并通过频谱分析得到振动频率。
加速度传感器法具有响应快、准确性高等优点，广泛应用于工程领域。
速度传感器法和位移传感器法则是通过测量物体产生的速度和位移信号来得到振动频率。
这两种方法相对于加速度传感器法来说具有更高的准确性，但在实际应用中受到安装位置限制。
四、光学式测试方法光学式测试方法利用光学原理进行振动频率测量。
其基本原理是通过将激光束照射在被测物体上，并利用激光干涉仪等设备来检测物体表面反射回来的激光信号，根据干涉现象得到振动频率。
光学式测试方法具有非接触式、高灵敏度等优点，适用于对高精度振动频率的测量。
然而，光学设备的价格较高，使用起来较为复杂，需要专业的操作技术。
五、优缺点比较综合以上介绍的三种振动频率测试方法，它们各自具有不同的优缺点。
振动频率测量仪的操作说明 振动频率测量仪如何操作
振动频率测量仪的操作说明振动频率测量仪如何操作振动频率测量仪是针对各种机器设备测量工作频率而研制的，即可测量一般机器设备振动频率、也可测量精度要求高的设备（如：振动压路机、各种振动筛、气动工具、振动电机构成的一切设备）。
仪器接受先进集成电路及高灵敏度传感器结合而成，具有牢靠性高、耗电低、抗干扰本领强的特点。
仪器接受ABS手持式机壳及蓄电池供电方式，LCD模式显示频率值，操作简便、直观。
该仪器的研制成功，将会极大的便利测试人员在现场进行对机器设备的检测、标定。
操作说明1. 将传感器按装在被测设备上，可用磁吸座或镙丝固定。
2. 将电源开关按在“开”处，10秒种后便可检测。
3. 当“欠压”指标灯亮时，表示电池电压低于正常使用电压，应适时充电（充电时间约8小时）。
注意事项1．传感器在使用时避开摔打、敲击。
头部允许更换探针、镙丝或磁吸座，2．仪器擦洗时，禁止使用汽油、橡胶水擦洗。
3．长期仪器不用时，每三个月对仪器充电一次，避开电池损坏。
4．仪器在测量过程中显示有误时，应先考虑电池是否欠压或传感器线是否损坏。
5．仪器使用一年得返厂维护标定。
振动频率测量仪的操作介绍振动频率测量仪是针对各种机器设备测量工作频率而研制的；即可测量一般机器设备振动频率、也可测量精度要求高的设备（如：振动压路机、各种振动筛、气动工具、振动电机构成的一切设备）。
操作说明1.将传感器按装在被测设备上，可用磁吸座或镙丝固定。
2.将电源开关按在“开”处，10秒种后便可检测。
3.当“欠压”指标灯亮时，表示电池电压低于正常使用电压，应适时充电（充电时间约8小时）。
注意事项1．传感器在使用时避开摔打、敲击。
头部允许更换探针、镙丝或磁吸座，2．仪器擦洗时，禁止使用汽油、橡胶水擦洗。
3．长期仪器不用时，每三个月对仪器充电一次，避开电池损坏。
4．仪器在测量过程中显示有误时，应先考虑电池是否欠压或传感器线是否损坏。
5．仪器使用一年得返厂维护标定。
仪器接受先进集成电路及高灵敏度传感器结合而成，具有牢靠性高、耗电低、抗干扰本领强的特点。
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机床振动频率的测量一．研究背景车削加工过程中，工件和刀具之间常常发生强烈的振动，破坏和干扰了正常的切削加工，是一种极其有害的现象。
当车床发生震动时，工件表面质量恶化，产生明显的表面振纹，工件的粗糙度增大，这时必须降低切削用量，使车床的工作效率大大降低。
强烈振动时，会时车床产生崩刃现象，使切削加工过程无法进行下去。
由于振动，将使车床和刀具磨损加剧，从而缩短车床和刀具的使用寿命；振动并伴随有噪音，危害工人身心健康，使工作环境恶化。
尽管超精密车床具有很高的刚度，但振动仍然是影响表面粗糙度的主要因素之一。
超精密机床通常都有很高的固有频率，在超精密加工过程中，实际的工艺系统是一个非常复杂的振动系统，系统中的振动使工件与刀具之间的相对位置发生了微幅变动，最终使工件表面粗糙度增大、表面质量降低。
有关学者通过研究发现：机床主轴的振动、导轨的振动以及刀具的振动都具有高频率、小振幅的特征，积屑瘤、外界干扰、机床刚性不足以及高速旋转部件不平衡也会引起切削振动，最终导致加工表面微观特征的改变。
另外，切削系统中的动态效应对振动也有显著的影响。
因此，必须采取必要的预防措施来减小或防止振动对超精密加工表面质量的影响。
所以，我们选择测量振动频率这个课题。
二. 研究现状1．A47-V1002激光非接触振动测量仪激光非接触振动测量仪不需要在被测物体上安装传感器，只需对针测量点，对发射激光及接受激光进行特殊技术处理，测量被测物体的振动数据，特别适用于机器零部件，电子元器件等微小物品振动测量。
ZXP-J200振动监测仪为双通道、多功能、智能化的在线式监测仪表，用于测量轴承的绝对振动或轴的相对振动，可广泛用于监测汽轮机、发电机、风机和泵等各种旋转机械的振动。
仪表可同时测量和显示出两个通道的振动参数，参数包括：转速、振幅通频值、报警值、1X选频值和相位。
每通道可提供独立的4-20mA 标准电流输出，输出电流相互隔离。
每个通道的报警值可以各自任意设置，当测量的通频值超过各自的设置值时，各自的报警指示灯亮，相应继电器动作。
仪表采用LED数码显示器，显示明了、操作简便，具有较强的抗干扰能力和通用性。
图1 ZXP-J200振动监测仪三.研究方案该方案的研究主要分成两大部分进行：测量和显示。
通过电容式位移传感器，将振动信号采集到计算机中。
该传感器属于高精度传感器，能够十分精确的将振动变化转化为一呈正弦波形输出的电压变化。
采入计算机后，该方案将这一电压输出分别输入至Labview分析程序和数字频率计中，通过频率计即可显示出振动的频率，通过Labview对信号进行处理及分析。
该研究方案框图如图2。
图2 研究方案框图四．研究内容1 传感器部分1.1 结构组成(1) 探头capaNCDT6100有多种可用探头，如图3所示。
不同探头所规定的测量量程不同。
我组所用传感器探头的有效量程为5mm。
有效测量面积为ø12.6mm。
输出电压范围为0~10V。
被测物需为可导电材质。
图3 可用探头(2) 信号处理器信号处理器见图4。
图4 信号处理器该信号调理电路板包含一个振荡器，解调和不可分割的前置放大器。
还包含了“零”和“增益”电位器，用于调整零点和增益。
这便于优化电流测量任务。
连接的电路板还包含8引脚连接器，反向极性保护和各种保护部分。
(3) 连接线连接线有两端，一端与处理器连接，此端同时为电源端和信号输出端，如图5所示。
图5 信号处理器另一端有多根连接线，可外接电源与分析显示设备。
使用时需注意连接线中不同颜色的线不可混用，避免造成短路和异常工作。
图6为线的连接方式。
注意本传感器的使用电压为正负15V ，+24V 的电压不使用。
图6 线的连接方式1.2 测量原理间隙变化型电容传感器用于测量位移及一切能转换为位移测量的物理参数，其特点是非接触式测量。
测量原理示意图如图7所示。
其测量计算公式为δεεωA C C j X C 0;1==(1) 式中A —— 极板面积；0ε—— 真空介电常数，F/m 1085.8120-⨯=ε；ε—— 极板间介质的介电常数，当介质为空气时1=ε； δ—— 两极板间的距离。
由上式可知，当两板间距离δ发生变化，即位移变化时，电容值就会发生相应的变化，并且以正弦信号表现出来。
图7 测量原理示意图1.3 测量过程及结果图8 所用实验设备图8为所用实验设备。
传感器已连接完成，将探头放至振动源上国定平台处，并保证探头与振件距离不超过5mm ，调节振动台的振动频率和振动幅度，使之达到一个适宜的数值。
连接示波器，将传感器输出端与示波器连接，调节示波器，即可显示出正弦信号。
从中可观察出振动台的频率与振幅变化。
图9为仿真软件处理后输出的方波信号与正弦波的对比。
图9 仿真软件处理后输出的方波信号与正弦波的对比从示波器可明显观察到波形的变化，达到了转化振动信号的目的。
为软件部分再分析提供了原始信号。
2 数字频率计部分2.1 工作原理电路原理图如图10所示。
电路连接图如图11所示。
图10 电路原理图本电路能够精确测量输入的0～999Hz的方波信号频率。
2.2 工作原理分析(1) 整体分析频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他电信号每秒钟出现的个数，对被测电信号在一定时间内不断地进行取样、计数、存储，并用数码管及时地显示出来. 本数字频率计由四部分组成：时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。
图11 电路连接图由时钟芯片PCF8583，分级分频系统得到具有固定宽度T的方波脉冲做门控制信号，时间基准T称为闸门时间。
宽度为T的方波脉冲控制闸门的一个输入端B.被测信号频率为fx，周期Tx。
到闸门另一输入端A。
当门控制电路的信号到来后，闸门开启，周期为Tx的信号脉冲和周期为T的门控制信号结束时过闸门，于输出端C产生脉冲信号到计数器，计数器开始工作，直到门控信号结束，闸门关闭。
单稳1的暂态送入锁存器的使能端，锁存器将计数结果锁存，计数器停止计数并被单稳2暂态清零。
(简单地说就是：在时基电路脉冲的上升沿到来时闸门开启，计数器开始计数，在同一脉冲的下降沿到来时，闸门关闭，计数器停止计数。
同时，锁存器产生一个锁存信号输送到锁存器的使能端将结果锁存，并把锁存结果输送到译码器来控制七段显示器，这样就可以得到被测信号的数字显示的频率。
而在锁存信号的下降沿到来时逻辑控制电路产生一个清零信号将计数器清零，为下一次测量做准备，实现了可重复使用，避免两次测量结果相加使结果产生错误。
)若T=1s，计数器显示fx=N(T时间内的通过闸门信号脉冲个数) 若T=0.1s，通过闸门脉冲个数位N时，fx=10N，(闸门时间为0.1s时通过闸门的脉冲个数)。
也就是说，被测信号的频率计算公式是fx=N/T。
由此可见,闸门时间决定量程，可以通过闸门时基选择开关，选择T大一些，测量准确度就高一些，T小一些，则测量准确度就低。
根据被测频率选择闸门时间来控制量程。
被测信号频率通过计数锁存可直接从计数显示器上读出。
在整个电路中，时基电路是关键，闸门信号脉冲宽度是否精确直接决定了测量结果是否精确。
(2) 元器件功能:A CD4518 双BCD同步加计数器该IC是双BCD同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～15。
该计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；11脚～14脚）。
此外还必须掌握其控制功能，否则无法工作。
CD4518有两个时钟输入端CP和EN，若用时钟上升沿触发，信号由CP输入，此时EN端应接高电平“1”。
若用时钟下降沿触发，信号由EN端输入，此时CP端应接低电平“0”，不仅如此，清零（又称复位）端Cr也应保持低电平“0”，只有满足了这些条件时，电路才会处于计数状态，若不满足则IC不工作。
另外，该CD4518无进位功能的引脚，第6脚或第14脚将输出下降沿的脉冲，利用该脉冲和EN端功能，可作为计数的电路进位脉冲和进位功能端供多位数显用。
引脚如图12所示。
其中，1CP、2CP为时钟输入端；1CR、2CR为清除端；1EN、2EN为计数允许控制端；1Q0～1Q3为计数器输出端；2Q0～2Q3为计数器输出端；Vdd为正电源；Vss为地。
图13为时序图。
B CD4511CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器，具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动LED显示器。
BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。
它主要用来检测数码管是否损坏。
LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD 码输入端。
a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。
CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。
引脚如图14所示。
CD4518 CP1CP2EN1EN2Q1AQ1BQ2AQ2BQ3AQ3BQ4AQ4BR1VSSVDD R2图12 CD4518引脚图图13 时序图CD4511VDD VSSfg a b c d eA1A2A3A4LE LT BI图14 CD4511引脚图C CD4013 双主-从D 型触发器在电子技术中，N/2(N 为奇数)分频电路有着重要的应用，对一个特定的输入频率，要经N/2分频后才能得到所需要的输出，这就要求电路具有N/2的非整数倍的分频功能。
CD4013是双D 触发器，在以CD4013为主组成的若干个二分频电路的基础上，加上异或门等反馈控制，即可很方便地组成N/2分频电路。
上面介绍的N/2分频电路仅限于N≤7，当N≥7时，可根据分频N 值的大小，相应增加二分频级数，并恰当引接反馈信号走线，便可得到N≥7的分频电路。
下面仅介绍一例9/2分频电路，如图7所示。
图8是其工作波形。
IC1～IC4四级D 触发器组成16分频电路，f 0信号从Q3输出，电路有Q1、Q4两级反馈。
其工作原理与上述有关分频电路相似，波形图上A 点虚线脉冲表示为电容C 滤除掉的Q1反馈信号。
从图8中可知，只要fi 输入四个半周期的时钟信号，就输出一个周期信号f 0，即f 0的频率为fi 的2/9。
.电路工作原理是，在第n 个周期，末级两分频器的输出为高电平时，输入时钟脉冲的上升沿使分频电路工作；在第n ＋1个周期，末级两分频器的输出为低电平时，输入时钟脉冲的下降沿使分频电路工作。