如何对第三类机械松动进行振动测量和分析
工程力学中的振动分析如何进行？
工程力学中的振动分析如何进行？在工程力学的广袤领域中，振动分析是一个至关重要的课题。
无论是桥梁的设计、机械装备的研发，还是建筑物的抗震性能评估，都离不开对振动现象的深入理解和精准分析。
那么，工程力学中的振动分析究竟是如何进行的呢？要进行振动分析，首先得明确什么是振动。
简单来说，振动就是物体在平衡位置附近做往复运动。
这种往复运动可以是周期性的，也可以是非周期性的。
而在工程力学中，我们通常更关注周期性的振动，因为它们具有更明显的规律和特征。
在振动分析中，有几个关键的概念需要先搞清楚。
比如振幅，它指的是物体振动时偏离平衡位置的最大距离；频率，是指单位时间内振动的次数；周期，则是完成一次振动所需要的时间。
这三个概念相互关联，通过简单的数学关系可以相互转换。
接下来，我们来谈谈振动分析的方法。
常见的有理论分析、实验研究和数值模拟三种。
理论分析是通过建立数学模型来描述振动系统的行为。
对于一些简单的振动系统，比如单自由度的弹簧振子，我们可以利用牛顿第二定律和胡克定律等基本物理定律，推导出其运动方程，然后求解方程得到振动的特性，如振幅、频率和相位等。
但对于复杂的多自由度系统，理论分析往往会变得非常困难，甚至无法进行精确求解。
实验研究则是通过实际测量来获取振动系统的特性。
在实验中，我们会使用各种传感器，如加速度传感器、位移传感器等，来采集振动信号。
然后，通过对这些信号进行处理和分析，得到振动的相关参数。
实验研究的优点是直观、可靠，可以真实地反映实际系统的振动情况。
但实验研究也有其局限性，比如成本较高、实验条件难以控制、无法完全模拟实际工作环境等。
数值模拟是近年来发展迅速的一种振动分析方法。
它利用计算机软件，对振动系统进行建模和仿真。
通过数值计算的方法求解振动方程，得到系统的振动响应。
数值模拟的优点是可以处理复杂的几何形状和边界条件，能够快速地对不同的设计方案进行评估和优化。
但数值模拟的结果也依赖于模型的准确性和计算方法的合理性，如果模型不准确或者计算参数设置不当，可能会导致结果的偏差。
机械振动的测量方法
机械振动的测量方法机械振动是指物体在其中一固定点或者固定坐标系中围绕其中一平衡位置作周期性的往复运动。
机械振动测量的目的是为了评估物体的振动特性，找到振动源，分析振动原因，以进一步改进设计和提供振动控制措施。
机械振动的测量方法有很多种，下面就几种常用的机械振动测量方法进行介绍。
1.声学振动测量方法：这种方法是通过采集并分析物体产生的声音来测量机械振动。
它可以通过一个或多个声音传感器将机械振动转化为声音信号，然后借助声学仪器进行分析和处理。
这种方法可以用来确定振动的频率、振幅、振动模式和振动源的位置等。
它适用于非接触式测量，测量范围广，且具有较高的灵敏度。
2.惯性振动测量方法：这种方法是通过安装加速度传感器或振动传感器，直接感知机械振动的加速度或位移，然后根据牛顿运动定律计算出振动的频率、幅值和相位等参数。
这种方法适用于测量低频振动，测量结果更加准确，但需要对传感器进行定期校准。
3.光学振动测量方法：这种方法是通过光学传感器来测量机械振动。
光学传感器可以分为接触式和非接触式两类。
接触式的光学传感器通常是基于拉普拉斯原理，测量物体表面的位移或变形。
非接触式的光学传感器则通常是采用激光干涉或干涉测量的原理，利用激光束来测量物体的位移或振动速度。
光学振动测量方法精度高，分辨率高，适用于测量微小振动。
4.功率谱测量方法：这种方法是通过对机械振动信号进行频谱分析，测量不同频率成分的能量或功率，以评估振动的特性。
功率谱测量方法可以使用FFT（快速傅里叶变换）等算法将时域信号转化为频域信号，进而获取功率谱图。
功率谱图可以提供振动的频率分布、主要振动频率和传递函数等信息。
这种方法适用于复杂的振动分析和频谱分析。
值得注意的是，以上所述的机械振动测量方法仅为常用方法之一，还有一些其他的测量方法，如微机械系统(MEMS)传感器、电容式传感器、压电传感器等，这些传感器可以通过物理效应来感知机械振动。
不同的测量方法有不同的适用范围和测量精度，需要根据具体的测量需求和实际情况选择合适的方法。
无损检测技术中的振动测试与分析方法详解
无损检测技术中的振动测试与分析方法详解无损检测技术被广泛应用于机械设备、航空航天、汽车工业等领域，其中振动测试与分析方法是无损检测技术的重要组成部分之一。
振动测试与分析方法的目标是通过对被测物体振动信号的采集和分析，来判断其结构可靠性、研究其工作原理、预测其故障状态等。
本文将详细介绍振动测试与分析方法的原理、应用以及常用的测试设备。
振动测试与分析方法常用于故障诊断和结构动力学分析。
通过检测被测物体振动信号的频率、振幅和相位等参数，可以确定其是否存在异常振动、磨损、脱落等问题。
同时，振动信号的频谱分析和频域分析可以获取系统的动态特性，如共振频率、固有频率等信息，为结构设计和动态优化提供参考依据。
振动测试首先需要对被测物体进行传感器的安装。
常用的传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。
加速度传感器通过测量物体在特定点上的加速度来获取振动信号；速度传感器通过测量物体在特定点上的速度来获取振动信号；位移传感器通过测量物体在特定点上的位移来获取振动信号。
在振动测试过程中，需要注意传感器的选择和位置的确定。
传感器选择要考虑被测物体的特点以及测试需求。
位置的确定则需考虑传感器的灵敏度、测量范围和安全因素等因素。
振动测试完成后，需要进行信号处理和分析。
常用的信号处理方法包括傅里叶变换、小波变换和相关分析等。
傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号，通过分析频谱可以获取振动信号的频率成分。
小波变换可以将信号分解为不同频率成分的小波系数，通过对小波系数的分析可以对不同频率成分的振动信号进行识别和分析。
相关分析可以用于判断振动信号与特定事件之间的关系，如判断振动信号是否与某个故障事件有关联。
振动测试与分析方法在工程实践中有着广泛的应用。
在机械设备维护中，通过对振动信号的监测和分析，可以对设备的故障状态进行诊断和预测，提前采取维修措施，避免设备故障带来的不必要损失。
在航空航天领域，振动测试与分析方法被用于研究飞机、火箭等飞行器的动力学特性，优化设计和提高性能。
机械设备振动标准分析
机械设备振动标准它是指导我们的状态监测行为的规范最终目标：我们要建立起自己的每台设备的标准（除了新安装的设备）。
⏹监测点选择、图形标注、现场标注。
⏹振动监测参数的选择：做一些调整：长度、频率范围⏹状态判断标准和报警的设置1 设备振动测点的选择与标注1.1监测点选择测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分进行传递的地方。
对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。
也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。
在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。
铅垂方向标注为V，水平方向标注为H，轴线方向标注为A，见图6-1。
图6-1 监测点选择图6-2在机器壳体上测量振动时，振动传感器定位的示意图1.2 振动监测点的标注（1）卧式机器这个数字序列从驱动器非驱动侧的轴承座赋予数字001开始，朝着被驱动设备，按数字次序排列，直到第一根轴线的最后一个轴承。
在多根轴线的(齿轮传动)机器上，轴承座的次序从驱动器开始，按数字次序继续沿着第二根轴线到被驱动器往下排列，接着再沿着第三根轴线往下排列，直到机组的末端为止。
常见的几种标注方法见图6-3～6-5。
图6-3 振动监测点的标注图6-4 振动监测点的标注图6-5 振动监测点的标注（2）立式机器遵循与卧式机器同样的约定。
1.3 现场机器测点标注方法机壳振动测点的标注可以用油漆标注，也可以在机壳上粘贴钢盘来标注振动测点，最好采用后一种方法标注。
采用钢盘时，机壳要得到很好的处理。
钢盘规格为厚度5mm，直径30mm，用强度较好的粘接剂粘接，以保证良好的振动传递特性。
2 设备振动监测周期的确定振动监测周期设置过长，容易捕捉不到设备开始劣化信息，周期设置过短，又增加了监测的工作量和成本。
因此应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率以及故障模式等因素，合理选定振动监测周期。
当设备处于稳定运行期时，监测周期可以长一些；当设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。
物理实验技术中的振动测量与解析方法
物理实验技术中的振动测量与解析方法振动作为物体的一种运动形式，广泛存在于各个领域。
在物理实验中，准确测量和分析振动现象是十分重要的。
本文将探讨物理实验技术中的振动测量与解析方法。
一、振动测量技术1.光电测振法光电测振法是一种通过光电测量来估测物体振动状态的方法。
它通过将物体固定在光电测振仪上，利用光电测振仪中的激光器和光敏位置传感器来测量物体的振动位移。
该方法具有高分辨率和高灵敏度的特点，适用于精确测量微小振动。
2.电容传感器测振法电容传感器测振法利用电容传感器来测量物体振动的方法。
当物体振动时，导致电容传感器的容量发生改变，通过测量电容传感器的电容变化来计算出物体的振动位移。
电容传感器测振法具有快速响应和较高的精度，常用于测量中等振幅的振动。
3.激光干涉测振法激光干涉测振法是一种利用激光干涉原理来测量物体振动的方法。
该方法利用激光束照射到物体上，并通过测量激光光束在物体表面反射出的干涉光信号的变化来计算物体的振动位移。
激光干涉测振法具有非接触性、高精度和灵敏度高的特点，适用于测量微小振动。
二、振动解析方法1.频谱分析法频谱分析法是一种将振动信号分解为不同频率分量的方法。
它可以将复杂的振动信号分解为一系列单一频率的分量，用于分析物体振动的频率特性。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。
频谱分析法可以帮助我们了解物体的共振频率以及受力后的振动特性。
2.模态分析法模态分析法是一种研究物体振动模态的方法。
它通过对物体进行激励，并测量物体在不同模态下的振动响应，从而确定物体的各个振动模态及其特征参数。
常用的模态分析方法包括振型测试和响应谱法。
模态分析法对于研究物体的振动特性和结构动力学具有重要意义。
3.相位空间分析法相位空间分析法是一种通过分析物体在相位空间中的轨迹来研究振动特性的方法。
它可以将多维振动信号映射到相位空间中，从而形成轨迹。
通过观察轨迹的形状和演化规律，可以揭示物体的非线性振动特性，并推断物体的非线性动力学行为。
机械振动分析方法和故障诊断技巧
机械振动分析方法和故障诊断技巧机械振动是指机械系统中发生的谐波运动，它可能是正常工作的结果，也可能是机械故障的表现。
因此，机械振动分析和故障诊断技巧是确保机械系统安全和可靠运行的重要手段。
本文将介绍一些常用的机械振动分析方法和故障诊断技巧，以帮助读者更好地理解和解决机械振动问题。
首先，机械振动的分析方法可以分为实验方法和数值方法两类。
实验方法主要包括传感器测量和信号处理两个步骤。
传感器测量是通过安装振动传感器或加速度计等传感器，采集机械系统振动信号的幅值、频率、相位等参数。
信号处理则是将传感器采集到的原始振动信号进行滤波、采样、转换等操作，得到频谱图、时域图等振动特征图，从而分析机械振动的特性和问题。
数值方法则是通过建立机械系统的数学模型，利用有限元仿真、边界元法等数值计算方法，得到机械系统的振动响应和特征频率。
这些方法能够辅助工程师更全面地了解机械系统的振动状况，并找出可能的故障原因。
其次，故障诊断技巧是通过分析机械振动信号中的特征频率、谐波共振、幅度变化等信息，判断机械故障的类型和位置。
其中，特征频率是指机械系统在运行过程中产生的振动信号中最明显的频率成分，可以通过振动分析仪器进行测量，并与机械系统的结构、转速等参数进行比对。
通过对比分析，工程师可以确定机械系统是否存在异常振动，进一步判断是否出现故障。
另外，谐波共振是指机械系统中某个部件在特定频率作用下振动幅度显著增大的现象。
通过振动分析，工程师可以判断谐波共振是否超过了设计范围，是否会引起机械系统的损坏。
此外，工程师还可以通过分析振动信号中的幅度变化，判断故障是否逐渐恶化或发展成为严重的问题。
除了上述的分析方法和技巧，机械振动分析和故障诊断还需要结合实际情况和经验。
例如，工程师需要对机械系统的结构、材料、转速等参数进行全面考虑，并根据机械振动的特点和规律，判断可能的故障原因。
此外，工程师还需要掌握振动分析仪器的使用方法和数据处理技巧，以确保结果的准确性和可靠性。
常见三种机械松动的振动频谱分析
Ｉ
至 ８
三
迪 ４
磐 。
速度振动频谱 ，时间２００６—１２－２６，振动总值 １２ ５３ｍｍ／ｓ
图２ 湿损 纸碎浆 机齿 轮箱 垂直 方 向振动 频谱 图
图１ 类型Ａ典型的松动频谱 图
表 １ 类 型Ａ松 动所 反 映的基本 特 征
参数
基 本 特 征 表 现
频率 该松 动频谱是 以较高的 １×转频振动为主导
文章编 号 ：１６７１—０７１ １ （２００８）０２—００５２—０４
维普资讯
诊 断技术
ｕＪ 椭
Ｏ Ｏ
０ ０
常见三种机械松动 的振动频谱分析
申 甲斌
（山东亚太森博浆纸有 限公司 ，山东 临沂 ２７６８２６）
摘 要 ：介绍三种常见类 型的机械松动故 障原阕 、典 型的松动频谱 、松动 的基 本特 征表 现及处理方法 ， 并列举 了典型案例 。 关键词 ：机械 ；振动；频谱分析 中 图分 类 号 ：ＴＨ１７ 文献 标 识 码 ：Ｂ
改半 闭环 方法 如下 ： （１）修改 三个 机床 参数
全 闭 环 半 闭 环
～
／
３０２００ ＮＵＭ ＥＮＣＳ
设 置值 设 置值
２
１
＿
３１０４０
ＥＮＣ ——
ＩＳ ——
ＤＩＲＥＣＴ ［ｏ１
ｏ
１
／
／
／
／
ＶＤＩ ３４ｄ１德国 一线件
觏 茗碌 Ｈ妇 ｛酏
振动 通常情况下径 向振动较大 ，尤 其垂直 方向振 动 较大 ，轴 向振动很小或正常
相位 比较垂直和水 平方向的振 动 ，可 以发现 振动具 有方向性 ，相位差为０。或 １８０。
如何进行震动测量
如何进行震动测量震动测量是一种用于分析与评估物体震动行为的重要技术手段。
它广泛应用于工程领域，如建筑、交通、机械等，以及科学研究和环境评估等领域。
如何进行有效的震动测量，是一项关系到数据准确性和工程质量的重要问题。
本文将介绍一些关键的方法和技巧，供读者参考。
首先，进行震动测量前需要明确测量的目的和需求。
不同的工程、实验或研究项目，对于测量的精度、频率范围和数据处理方式都有不同的要求。
因此，在选择测量设备和参数设置时，需要根据具体情况进行综合考虑。
例如，对于振动车辆的测试，常用的测量参数包括振动加速度、速度和位移；而对于结构物的振动测试，则需要关注频率响应和模态分析等指标。
其次，选择合适的测量设备和传感器是关键。
常用的测量设备包括加速度计、位移传感器、速度传感器等。
在选择传感器时，需要考虑其灵敏度、频率响应、动态范围和可靠性等因素。
此外，还需要根据测量对象的特点选择合适的固定方式，确保传感器能够准确地测量目标物体的振动情况。
然后，进行震动测量时需要注意传感器的布置和安装。
传感器的布置位置与测量结果的准确性密切相关。
一般来说，传感器应尽量靠近振动的源头，以获得更准确的数据。
在安装传感器时，需要确保其与被测物体之间的接触良好，并采取适当的固定方式以避免传感器松动或偏移造成的误差。
此外，为了提高测量的准确性和稳定性，还需进行现场环境的考虑和干预。
例如，对于室外测量，应避免外部环境噪声的干扰，采取隔音措施；对于室内测量，需要排除人员活动或设备振动的影响。
同时，还需注意环境温度和湿度对测量结果的影响，并进行相应的修正。
在进行震动测量时，必须注意数据采集的频率和时长。
频率是指在一定时间内所采集到的数据点的数量，对于高频振动的测量，需要增加数据采集的频率来保证数据的准确性。
而时长则是指数据采集的持续时间，一般来说，需要确保数据采集的时长足够长，以涵盖完整的振动过程，避免信息的遗漏。
最后，进行震动测量后，还需对所获得的数据进行分析和处理。
振动状态监测及故障诊断技术应用
2.4.2 滑动轴承
滑动轴承可能有多种故障，其中包括间隙过大，油膜振荡以及摩擦。造成这些故障的原因是装配不当，润滑不良，负荷欠妥，长久磨损及轴承设计不当等。滑动轴承的故障一般在频谱图上表现为半频故障，间隙过大时（4~10）倍频分量较显著，类似于机械松动的现象，但轴向振动较大；油膜涡动有较大的径向振动，频谱图中有明显而稳定的涡动频率分量（42%~48%），可能有高次谐波分量。
a) 内环的频率为：fr=n/60
b) 保持架的旋转频率（或滚动体的公转频率）：fc=1/2{1-d/D(cosa)}fr
c) 外环故障频率：Zfc=Z/2{1-d/D(cosa)}fr
d) 内环故障频率：Zfi= Z/2{1+d/D(cosa)}fr
式中 Ｚ——轴承滚动体个数
D——轴承的节径
d——滚动体直径
D． 负荷变化导致振动值变化
E． 时域波形稳定，每转出现1个、2个或3个峰值
2.3 机械松动
机械松动分为结构松动和转动部件松动，造成机械松动的原因是：安装不良、长期磨损、基础或机座损坏、零部件破坏。机械松动故障的频谱图和波形特征：
A．强径向振动，特别是垂直方向，出现3~10倍频
B．径向振动较大，尤其垂直径向振动较大
轴承按其结构分为滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承在运转过程中由于各种原因引起损坏，如装配不当，润滑不良，水分和异物侵入，腐蚀和过载等可使轴承过早损坏。主要故障表现为：疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、断裂、胶合、保持架损坏。
2.4.1 滚动轴承
滚动轴承的特征频率与故障具体部位、滚动轴承零件几何尺寸、轴承工作转速等因素有关。如果不计轴承各元件弹性变形，并认为滚动与滚道之间为纯滚动，则各故障特征频率为：
旋转机械松动引起的振动故障特征与振动机理分析
旋转机械松动引起的振动故障特征与振动机理分析作者：刘文玲来源：《大东方》2016年第06期摘要：本文对旋转机械发生机械松动的形式进行了介绍，并重点对各类松动形式的故障特征及典型频谱图进行了分析，同时对机械松动产生的振动机理进行了分析。
关键词：机械松动；故障特征；振动机理在旋转设备运行过程中经常会出现机械松动现象，但在设备运行中机械松动只能通过进行状态检测进行分析才能发现，虽然松动本身不是纯粹的故障，不会产生振动，但会放大设备的其它故障，因此有必要对旋转设备关于松动引起的振动特征及振动机理进行分析。
机械松动有三种形式：结构框架或底座松动、结构或轴承座晃动或开裂引起的松动、轴承在轴承座内松动或部件配合松动。
一、振动特征分析1.结构框架或底座松动结构框架或底座松动包括支脚、底板、水泥底座松动或强度不够。
框架或底板变形，坚固螺丝松动等情况。
它的振动特征为：●类似不平衡或不对中，频谱主要以1X为主；●振动具有局部性，只表现在松动的转子上；●同轴承径向振动垂直，水平方向相位差0或180度；●如果轴承坚固是在轴向，也会引起类似不对中的轴向振动。
2.结构或轴承座晃动或开裂引起的松动结构或轴承座晃动或开裂引起的松动主要包括结构或轴承座开裂、支承件长度不同引起的晃动、部件间隙出现少量偏差时、坚固螺丝松动。
它的振动特征为：●主要以2X为特征（主要是径向2X超过1X的50%）；●幅值有时不稳定；●振动只有伴随其它故障如不平衡或不对中时才有表现，此时要消除不平衡或不对中将很困难；●在间隙达到出现碰撞前，振动主要是1X和2X，出现碰撞后，振动将出现大量谐频。
3.轴承在轴承座内松动或部件配合松动轴承在轴承座内松动或部件配合松动包括轴承在轴承座内松动、滚动轴承轴承内圈间隙大、滚动轴承轴承保持架在轴承盖内松动、轴承松动或有相对转动。
它的振动特征为：●常常出现大量的高次谐频，有时10X，甚至20X，松动严重时还会出现半频及谐频（0.5X、1.5X……）成分；●半频及谐频往往随不平衡或不对是等故障现象；●振动幅值变化较大，相位有时也不稳定。
机械振动测试与分析.docx机械振动测试与分析.docx
第8章机械振动测试与分析8.1 概述机械振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理现象。
各种机器、仪器和设备运行时，不可避免地存在着诸如回转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、润滑状况的不良及间隙等原因而引起受力的变动、碰撞和冲击，以及由于使用、运输和外界环境下能量传递、存储和释放都会诱发或激励机械振动。
所以说，任何一台运行着的机器、仪器和设备都存在着振动现象。
在大多数情况下，机械振动是有害的。
振动往往会破坏机器的正常工作和原有性能，振动的动载荷使机器加速失效、缩短使用寿命甚至导致损坏造成事故。
机械振动还直接或间接地产生噪声，恶化环境和劳动条件，危害人类的健康。
因此，要采取适当的措施使机器振动在限定范围之内，以避免危害人类和其他结构。
随着现代工业技术的发展，除了对各种机械设备提出了低振级和低噪声的要求外，还应随时对生产过程或设备进行监测、诊断，对工作环境进行控制，这些都离不开振动测量。
为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械结构的振动分析和振动设计，找出其薄弱环节，改善其抗振性能。
另外，对于许多承受复杂载荷或本身性质复杂的机械结构的动力学模型及其动力学参数，如阻尼系数、固有频率和边界条件等，目前尚无法用理论公式正确计算，振动试验和测量便是唯一的求解方法。
因此，振动测试在工程技术中起着十分重要的作用。
振动测试的目的，归纳起来主要有以下几个方面：(1) 检查机器运转时的振动特性，以检验产品质量；(2) 测定机械系统的动态响应特性，以便确定机器设备承受振动和冲击的能力，并为产品的改进设计提供依据；(3) 分析振动产生的原因，寻找振源，以便有效地采取减振和隔振措施；(4) 对运动中的机器进行故障监控，以避免重大事故。
一般来讲，振动研究就是对“机械系统”、“激励”和“响应”三者已知其中两个，再求另一个的问题。
振动研究可分为以下三类：(1) 振动分析，即已知激励条件和系统的振动特性，欲求系统的响应；(2) 系统识别，即已知系统的激励条件和系统的响应，要确定系统的特性，这是系统动态响应特性测试问题；(3) 环境预测，即已知系统的振动特性和系统的响应，欲确定系统的激励状态，这是寻求振源的问题。
教你测振动及分析原因
教你测振动及分析原因
（一）测量方向及代号；
1、垂直方向—V
2、水平方向—H
3、轴向方向—A
（二）一般测振动的辅助条件：
1、变转速振动测试；
2、变负荷振动测试；
3、变润滑系统参数（油温、油压）振动测试；
4、启动和停车过程振动测试；
5、共振频率测试；
6、机壳、基座或管道某些部件的测试。
（三）原因分析一般说来：
1、不平衡量增大，则径向水平、垂直两个方向的振幅同时增长；
2、不对中径向振幅增大，但同时还可引起轴向振动；
3、基座松动时垂直方向振动明显大于水平方向振动；
4、转子组件松动引起的振动，其振幅不稳定；
5、油膜涡动和油膜振荡则以径向振动为主，振幅不稳定；
6、转子裂纹引起的2陪频振动，水平方向和垂直方向的振幅大小相近。
（四）转速变化主要指设备在启动和停止过程中所经历的各种转速，振动信号能显示出故障与转速的关系，以此可区分不同故障；
1、不平衡引起的振幅值随转速的增大而增大，并在通过临界转速时有峰值出现；
2、不对中引起的振动与转速关系不大。
机械振动的模态测试与振动分析方法研究
机械振动的模态测试与振动分析方法研究机械振动是机械工程中非常重要的一个分支，主要涉及到机械系统的振动现象，并研究其造成的原因和对系统性能的影响。
为了有效地对机械振动进行测试和分析，人们开展了广泛的研究，提出了各种模态测试方法和振动分析方法。
模态测试是机械振动研究中最常用的手段之一、模态是描述结构振动特性的关键参数，包括固有频率、振型形态和阻尼特性等。
通过模态测试可以获得结构的模态参数，为进一步的振动分析提供基础数据。
常用的模态测试方法包括激励法、响应法和识别法。
激励法是通过给结构施加外力或激振器激励来得到结构的响应，进而计算得到结构的模态参数。
响应法是通过测量结构在自然条件下的响应来获取模态参数。
识别法则是通过与数值模拟数据进行比较，识别出结构振型的一种方法。
这些方法各有优劣，可以根据实际情况选择合适的方法进行测试。
振动分析方法是对模态测试数据进行处理和分析的手段，目的是揭示结构的振动特性和存在的问题。
常用的振动分析方法包括频率分析、时域分析、轨迹分析和频域分析等。
频率分析是对结构振动信号进行频率特性的分析，从而得到结构的固有频率和阻尼比等参数。
时域分析则是对振动信号的时域波形进行分析，识别出引起振动的周期性和非周期性因素。
轨迹分析是通过分析结构其中一位置的振动轨迹，找出结构存在的不平衡、松动和变形等问题。
频域分析则是将振动信号转换到频域，得到结构在不同频率下的振动特性。
除了模态测试和振动分析方法外，人们还开展了许多其他的研究。
例如，结合有限元分析进行模态测试和振动分析，可以优化测试过程和提高测试精度。
此外，还有基于图像处理和信号处理的模态测试和振动分析方法等。
总之，模态测试与振动分析方法是研究机械振动非常重要的手段。
通过模态测试可以获得结构的模态参数，为进一步的振动分析提供基础数据；而振动分析方法可以揭示结构的振动特性和存在的问题，为对振动进行控制和优化提供依据。
随着科学技术的进步，模态测试与振动分析方法也在不断发展，为实际工程中的振动问题提供了更多解决方案。
振动的监测方法和监测方法
振动监测方法1、常规监测设备正常运转时，使用笔式测振仪检测设备旋转部位的振动值，主要是振动速度，测量轴向、垂直方向和水平方向的振速并记录作为参考值。
岗位巡检人员在日常检测发现测量值发生变化时，通常先检查连接部件是否松动，能停机的设备可检查轴对中、轴承游隙或轴承与轴和轴承座的配合间隙等，不能停机的设备则使用振动频谱仪进行精密检测，分析振动频谱，找出是否为动平衡原因或其他原因。
据有关资料统计，利用简易诊断仪器可以解决设备运行中50%的故障。
由此可见，简易诊断在设备管理与维修中具有重要作用。
2、精密监测精密监测是通过振动频谱仪检测设备振动频谱图，分析各频率对应的振动速度分量，如某一频率的振动速度分量超限，可对比常见振动故障识别表判断故障点。
振动频率的计算：设备运转部位的工频振动频率(HZ)=转速(r∕min)∕60,如某风机的转速为960r∕min,则其工频振动频率为16HZo工频振动频率通常称为转动频率。
振动监测技术常用的振动监测方法有波形、频谱、相位分析及解调分析法。
频谱图显示振动信号中的各种频率成分及其幅值，不同的频率成分往往与一定的故障类别相关。
波形图是对振动信号在时域内进行的处理，可从波形图上观察振动的形态和变化，波形图对于不平衡、松动、碰摩类故障的诊断非常重要。
双通道相位分析通过同时采集两个部位的振动信号，从相位差异中可以对相关故障进行有效的鉴别。
解解是提取低幅值、高频率的冲击信号，通过包络分析，给出高频冲击信号及其谐频，此技术在监测滚动轴承故障信号方面较为有效。
1、不平衡转子小平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。
结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。
转子不平衡的主要振动特征：⑴振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动；⑵波形为典型的正弦波；⑶振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90。
机械系统的振动特性测试与分析
机械系统的振动特性测试与分析引言机械系统的振动特性对于其性能和稳定性具有重要影响。
因此，准确测试和分析机械系统的振动特性变得至关重要。
本文将探讨机械系统振动测试与分析的方法和技术，旨在帮助读者更好地理解和应用振动特性测试与分析。
一、振动测试的基本原理与方法1.1 振动测试的基本原理振动测试的基本原理是通过测量机械系统在不同工况下的振动信号来获取其振动特性。
振动信号是由机械系统的运动引起的，可以表达为振动幅值、频率、相位等。
1.2 振动测试的方法振动测试的常用方法包括激励法和响应法。
激励法是通过在机械系统中施加外力或激励信号，例如敲击、震动台、电磁激振器等，来诱发系统的振动，并测量其响应；响应法是通过测量机械系统的振动响应信号，例如加速度、速度、位移等，来获得系统的振动特性。
二、振动测试与分析的仪器与设备2.1 振动测试与分析的仪器振动测试与分析的仪器包括振动传感器、数据采集设备和分析软件。
振动传感器常用的类型有加速度传感器、速度传感器和位移传感器，用于测量振动信号。
数据采集设备用于采集和记录振动信号数据，其中包括信号放大、模数转换等功能。
分析软件用于对采集的数据进行分析、处理和展示。
2.2 振动测试与分析的设备振动测试与分析的设备包括震动台、敲击设备和电磁激振器等。
震动台可以模拟机械系统在不同工况下的振动环境，用于进行振动特性测试。
敲击设备可以施加短暂、高频的冲击力，用于激励系统的振动。
电磁激振器则可以通过施加恒定频率和振幅的电磁力来激励系统的振动。
三、振动特性的测试与分析方法3.1 振动信号分析方法振动信号分析方法主要包括时域分析、频域分析和阶次分析。
时域分析通过对振动信号的幅值和相位进行时域展示，直观地反映系统的振动特性。
频域分析通过对振动信号进行傅里叶变换，将信号从时域转换为频域，得到频谱图谱等，用于分析系统的频率响应特性。
阶次分析是对振动信号进行周期性分析，用于分析系统在旋转工况下的振动特性。
震动现象的实验测量与分析
震动现象的实验测量与分析震动现象是物体或系统在受到外力作用后发生的周期性或非周期性运动。
在工程领域和科学研究中，我们常常需要对震动现象进行实验测量和分析，以了解和控制物体的振动行为。
本文将介绍关于震动现象测量与分析的实验方法和数据处理技术。
一、实验测量1. 实验设备选择在进行震动现象的实验测量时，我们需要选择合适的实验设备。
通常情况下，可以使用加速度计、速度计或位移计等传感器来测量物体的振动参数。
根据实际需求，选择合适的传感器进行测量。
2. 实验参数设置在进行实验前，需要确定实验参数，包括激励力的大小、频率等。
这些参数将直接影响到实验结果的准确性和可靠性。
根据目标物体的特性和实验要求，合理设置实验参数。
3. 数据采集在实验过程中，使用合适的数据采集设备记录传感器所测得的数据。
数据采集设备可以是计算机、数据采集卡或者专门的数据记录仪等。
确保数据采集的准确性和稳定性，以获得可靠的实验数据。
二、数据处理与分析1. 数据预处理在进行数据处理之前，需要对采集得到的原始数据进行预处理。
这包括滤波、降噪和校准等步骤。
滤波是用于去除高频噪声或其他干扰信号，降低数据的噪声级别。
校准是将原始数据转换为真实的物理量，如加速度、速度或位移。
2. 时间域分析时间域分析是对振动信号进行时域特性的分析。
常用的方法有均方根、峰值、峰峰值和时域波形等。
均方根代表了振动信号的能量大小，峰值表示了振动信号的最大值，峰峰值是振动信号波动的范围。
波形图可以直观地表示振动信号的变化规律。
3. 频域分析频域分析是对振动信号进行频域特性的分析。
通过对振动信号进行傅里叶变换，可以将信号转换为频谱图。
频谱图表示不同频率成分的振幅大小。
在频域分析中，常用的方法有频谱密度、功率谱和频谱包络等。
4. 模态分析模态分析用于研究物体的振动模态。
通过对振动信号进行模态分析，可以得到物体的固有频率、振型和阻尼等信息。
模态分析可以帮助我们了解物体的结构特性和动力学行为，对于设计和优化物体的振动性能具有重要意义。
机械松动故障的振动诊断及其应用
故障中水平和垂直方向相位差约为 ９０。）。此时，测 量应 向下 移到设 备底脚 、基础 平板 和混凝 土基础上 ， 比较 不 同位 置振动 在工 频 （或转 速 频率 ）处 的幅值 、 相位 。如果 两个位 置 的振动 幅值 和相位存 在很大差 别 ，说 明有 相对运 动 ，这 可帮助 寻找松 动源 。需 要指 出 ，机 械松 动导致非 线性 刚度改 变 ，变化 程度 与激振 力有 关 ，因而松动振 动具 有非线 性特 征 ，其频率 成分 除 了基频 （等 于转 速 频 率 ）以 外 ，还 产 生 高 次 谐 波 （２×、３×等）和偶 次分频 （如 １／２、３／２倍基频 ）振 动 ，频 谱结构 成梳状 ；其振 动幅值 也与负 荷有密切关 系 ，将 随着负荷 增加 而 增 大 ；其 振 动状 态对 转 速 （即 激 振频 率 ）的变 化 反 映也 很 敏 感 ，振 动值 随 转 速 的 增减 而表现 出无 规律 的变化 ，忽 大忽小 ，呈 跳跃式变 化 一 。
电力设备的机械松动与振动监测
电力设备的机械松动与振动监测随着电力工业的不断发展，电力设备的机械松动与振动监测变得日益重要。
合理监测和管理电力设备的机械松动与振动，能够及早预警设备故障，维护设备安全运行，提高电力系统的可靠性和稳定性。
本文将从监测原因、监测方法以及监测管理等方面进行探讨。
一、监测原因电力设备的机械松动与振动产生的原因有很多，主要包括以下几个方面。
1. 设备老化与磨损：长期运行会引起设备件的磨损和老化，导致机械连接部件的松动和振动增加。
2. 设备安装不当：设备在安装过程中若未按照规范进行固定，会造成机械松动和振动。
3. 设备过载与工况变化：设备在过载或者频繁工况变化下，可能会导致机械松动和振动的增加。
4. 频繁启停：电力设备频繁启停时，由于温度的变化以及机械结构的热胀冷缩，可能会引起设备机械松动和振动。
二、监测方法为了实现对电力设备机械松动与振动的准确监测，以下是一些常见的监测方法。
1. 振动传感器：振动传感器可以用于测量电力设备的振动情况，通过安装在设备表面的传感器来监测振动频率、振动幅度、回转角度等参数。
2. 加速度传感器：加速度传感器可用于测量电力设备的加速度，通过检测设备的加速度变化来判断设备的振动情况。
3. 声音分析法：利用声学检测设备发出的噪音来判断电力设备的运行状态，通过分析噪音的频谱和幅度变化可以判断设备是否存在机械松动和振动情况。
4. 状态监测系统：利用传感器采集电力设备的温度、湿度、振动等数据，并通过数据分析来判断设备的运行状态。
三、监测管理为了合理管理电力设备的机械松动与振动监测，以下是一些可行的措施。
1. 设备定期检测与维护：定期进行设备的检测与维护，包括紧固螺丝、清洁设备表面等操作，及时发现和修复设备的机械松动与振动问题。
2. 数据分析与报警系统：建立合理的数据分析与报警系统，实时监测设备的振动等信息，并能对异常情况做出及时报警和处理。
3. 专业人员培训与管理：培训专业的技术人员，提高他们对设备机械松动与振动监测的认知和处理能力，建立完善的监测管理体系。
松动度检查标准
松动度检查标准
松动度检查是一种机械零件检测方法，用于检测机械零件之间的松动程度。
通常，松动度检查标准包括以下几个方面：
1. 测量工具要求：检测松动度通常需要采用适当的工具，如刻度尺、游标卡尺等，并要保证这些工具的精度和准确性。
2. 检查方法要求：松动度检查时需要选择适当的检查方法。
一般来说，可以采用手摇、机械振动等方法检测松动度。
3. 松动度标准值要求：松动度检查的标准值需要考虑机械零件的精度要求和工作环境等因素，制定标准值时需要综合考虑多种因素。
4. 检查点的设置要求：在进行松动度检查时需要选择适当的检查点，并根据机械零件的形状和结构确定量测方向和点数。
5. 检查报告要求：松动度检查结果通常要记录在书面或电子报告中，并注明检查方法、检查点、检查结果和结论等信息，以供工程师和其他相关人员参考。
综上所述，松动度检查标准需要考虑机械零件的松动度和精度要
求，选择适当的检测工具和方法，合理设置检测点，编制详细的检查报告等。
这有助于确保机械零件的工作稳定性、可靠性和安全性，并为机械零件的生产和维护提供参考。
三度松动的标准
三度松动的标准
三度松动是指物体的结构或连接处松动程度达到一定程度的情况。
具体三度松动的标准可以根据不同物体的性质和使用情况来确定，一般包括以下几个方面：
1. 松动程度：三度松动一般指物体的结构或连接处松动程度较大，严重影响物体的稳定性和功能。
例如，如果是机械设备的连接螺栓松动，当达到一定程度无法承受正常工作负荷时，则可被认为是三度松动。
2. 影响范围：三度松动还需要考虑其对物体整体的影响范围。
如果松动仅影响到了物体的一小部分，而整体稳定性和功能并未受到明显影响，则可能不被认为是三度松动。
而当松动影响到物体的重要部分，导致整体功能丧失或危及人身安全时，则可能被认为是三度松动。
3. 防范措施：判断三度松动还需要考虑松动程度与预防措施之间的关系。
如果松动程度较轻，但依然可能导致严重后果，并且没有有效的预防措施可用，则应该加以重视，将其视为三度松动。
总之，三度松动的标准是一个相对而言的概念，需要综合考虑松动程度、对整体影响范围以及可预防性等因素来确定。
对于不同的物体和情况，判断标准可能会有所差异。
在实际应用中，需要根据具体的需求和实际情况进行综合评估和判断。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如何对第三类机械松动进行振动测量和分析
关键词关键词: : 第三类松动第三类松动 振动分析振动分析 加速度包络加速度包络 频谱分析
摘要
振动分析作为一项十分成熟的无损检测和预测性维修的手段，在状态检测方面有着其他方法无法比拟的优势，尤其是在进行旋转机械的松动检测方面更是无可替代。
机械松动共有三种类型，本文以第三类松动作为研究对象，从理论的角度系统的阐述第三类松动的特征，以及如何采集数据，并对采集到的数据进行频谱的分析。
此外，为了加深读者对理论知识的理解，本文选择了一个很有代表性的实际案例，通过具体的实例分析，利用频谱分析技术和加速度包络分析技术，详细地阐述测量和分析的过程
一 第三类机械松动的理论知识
松动分类
在大部分的机械故障中，有一类故障十分常见，即松动。
通过广泛的研究表明，至少有三种不同类型的机械松动存在，每种类型的松动都有其独特的振动频谱以及振动相位表现。
1） 型A- 结构框架/基础松动 （主要为1倍的转速振动）
2）
类型B – 由于摇摆运动或结构断裂/轴承座断裂引起的松动 3） 类型C （即第三类松动）- 轴承在轴承座中松动或部件之间配合不当（在冲击作用之下由于非线性产生多重谐波）
第三类松动的故障表现
在所有的机械松动中，第三类的机械松动是最常见的，同时也是最难处理的，因为第三类松动通常与轴承有关，往往涉及到需要更换轴承，而轴承的更换在一个工厂里边往往是一个比较复杂的工作，通常需要离线检修，花费的时间也比较长。
所以如果没有利用振动分析进行预测性诊断，在设备完全实效之前就作出一个有效的更换计划，将有可能给工厂带来很大的损失！第三类的松动通常又包括以下故障：
1）轴承座的轴承松动，即通常所说的跑外圈
2）过大的轴承内部游隙，即通常所说的轴承过度磨损
3）轴承座中的轴承衬套松动
4） 跑内圈
第三类松动的特征
第三类松动通常有以下几个特征
1) 具有多重转速谐波，有时会达到10倍甚至是20倍，这些谐波在频谱中非常明显
2) 这种松动趋向于产生方向性很强的振动，这一点与不平衡不同
3) 如果谐波幅值变大，也会产生间隔为1/2倍转速的频率，即0.5倍，1.5倍，2.5倍，有时甚至有1/3倍的转速谐波
5）存在明显的1/2峰值，则表现为更为复杂的松动故障存在，有可能存在摩擦
6）通常第三类松动的松动故障的相位测量有些不稳定，但是如果振动本身变成高方向性时，水平和垂直方向的差异将接近0度和180度。
7）转子松动时，如泵叶轮松动，每次启动后的相位不同
8）似第三类松动的振动频谱，（许多1倍转速谐波）实际预示着更为严重的故障存在-轴承松动和跑圈。
这些情况会因为最终抱死而导致设备的严重失效
第三类松动的特征通常都是比较明显的，即连续的倍频。
见下图
通常来说，倍频的数量和倍频的峰值暗示了故障的严重程度。
数量越多，峰值越高，松动也越严重，但是，在严重的松动末期，由于随着磨损的加剧，芯轴与轴承之间的间隙加大，这个时候反而会导致峰值的下降，但同时，振动总值通常会急剧加大。
此外，利用加速度包络的频谱表现也可以反映出松动的存在，通常来说，随着松动的发展，加速度包络值的底角能量通常会抬升，抬升的原因是由于噪音的加大。
下面就以一个明显的
案例来进行分析
二典型案例剖析
背景介绍: 该案例来源于一台加工中心的电主轴，从2007年12月份开始，就开始对该电主轴进行振动监测，监测的结果显示存在松动。
截至目前为止，已经采集了共五次。
通过这五次的跟踪和详细分析，可以很明显的看到松动的发展过程，具体的分析请见下图：
数据来源: 从2007-12-17 至2008-5-15
测量方式: 主轴夹同一把刀，所有的测量以同转速进行
振动趋势图:
The value is increasing
gradually .从趋势图上
可以看出振动存在向上
的趋势
基于每一次的详细分析:
2007-12-17
2008-1-29 Continuous harmonic of the rotation speed indicate mechanical loose inside the spindle , but the amplitude is as small as less than 0.01 mm/s . so at this period, it is not serious . 连续的倍频暗示内部存在松动，但是由于幅值非常微小，才0.01mm/s .所以松动不是很言重
2008-3-4 Mechanical loose is developing from the amplitude of the spectra . the mechanical amplitude is as high as 0.4 mm/s 。
从频谱中可以看出，相比于上一次，幅值明显增高，表明松动程度加大
Continuous harmonics is becoming clear and the numbers
of the harmonics is more than
before 连续的倍频比以前更加
清晰，且倍频的数量比以前增加，
表明在进一步扩大
2008-5-8
2008-5-15
The continuous harmonics
disappear , but the total vibration
value is increasing sharply 连续的倍
频消失，但是在低频段出现了非常明
显的随机振动，主轴的振动总值较之
前几次大幅度飙升
加速度包络值表现：
为了对比底角能量的抬升，特意把五次数据放在同一张图中，并把每一次用不同的颜色与以分开，从图中我们可以明显的看出，底脚能量逐渐的抬起，确定了松动的存在。
诊断结论: 由于主轴内部一直存在松动，随着时间的推移，松动程度逐渐加大，同时结合跳动值，强烈建议更换该主轴！
主轴松动原因分析：该电主轴系德国进口原装WEISS高精密电主轴，当初在购买电主轴的时候,在技术参数中明确标明，电主轴的使用寿命为5000~5500小时。
而该电主轴从开始使用至今已接近两年的时间，粗略估算可以看出实际使用寿命已经大大超过正常使用期限，任何轴承的使用都是有一个寿命的，更何况是高精密的电主轴轴承，电主轴在连续的运转当中，轴承各部件产生磨损是一个不可避免的过程，同时，加剧该主轴磨损的一个很重要的原因还在于该电主轴是用在粗加工工位上面，电主轴在运转的过程当中，承受很大的切削力和加工振动，负荷的加大也是产生轴承磨损，导致电主轴松动的一个很重要的原因。
实际拆检结果：由于电主轴的维修必须具备很高的专业知识和许多的专业工具，通常来说，实际拆检结果
一般的客户很难进行电主轴的维修，必须送到专业的维修机构去修理！该主轴在被换下来之后即被送往北京WEISS的维修点进行维修。
在返修报告中的实际拆检一栏中，拆检人员这样描述：主轴径向和轴向跳动超标明显，拆开外盖可以明显的看到轴承内部已经存在游隙，芯轴已经明显的感觉到松动。
从该报告中可以看出，实际拆检与诊断结果十分吻合，验证了频谱分析的结果是正确的，成功的防止了故障的进一步扩大！
措施反馈和效果：鉴于电主轴在机床部件中的关键性以及它的维修价格十分昂贵，为了最大程度的延长电主轴的寿命，结合生产特点，我们对该工位的加工程序做了稍微的改动，主要是把铣刀的吃刀厚度缩小了0.6mm,这样一来，便明显的降低了主轴的负载，主轴的被迫振
动明显降低，经过近2个月的持续跟踪，主轴的振动水平一直非常平稳，证明该措施的有效性。
总结：第三类松动通常有比较明显的特征，即连续的转频的倍频。
此外，通过加速度包络
的频谱表现也可以确定松动的存在。
只要掌握了一定的理论知识和一定的经验，就可以作出很好的诊断
[参考文献]
SKF状态监测分析师培训一级培训课程
--------斯凯孚可靠性系统有限公司
SKF状态监测分析师培训二级培训课程
--------斯凯孚可靠性系统有限公司
SKF状态监测分析师培训三级培训课程
--------斯凯孚可靠性系统有限公司
撰稿人孙巩长
工作单位上汽通用五菱汽车股份有限公司 发动机工厂设备维修科 SAIC-GM-Wuling Automobile Co.,Ltd
Engine Plant Equipment Maintenance Section
地址：中国广西柳州市潭中西路。
邮编：545007
职称工程师。