机械振动在工程中的应用

在自然界及宇宙中也到处存在着振动，月亮的圆缺、潮汐的涨落、树 木的年轮、一些树木和花草年复一年的发芽、生长与枯萎等等。
对这些振动和波动现象进行研究，找出其内在规律并进行有效用就会 对社会产生重大的社会效益与经济效益，为人类造福。
二、机械振动在工程中的实际应用
回顾以往的历史，我们可以看到振动与波的利用曾促使一些科 学技术领域与产业部门发生重大的变革，甚至引发某一领域或产业 部门产生新的革命如自同步理论的提出与研究成功地促进了惯性振 动机结构与相应的制造产业的重大变化，可控电磁振动给料设备的 成功应用促使某些工业企业自动化程度明显提高，振动压路机和具 有振动机构的摊铺机的成功应用，使高速公路的修建质量及使用寿 命得到保证与提高，石英振荡器的研究成功引发了钟表工业的革命， 超声电机的研制成功使小尺寸、小功率、低转速电机的产业产生重 大的变革，彩超与医用CT的研究成功使医疗检测与诊断技术产生了 革命性的变化，光导纤维的研究成功促进了通信技术的革命。
(2)共振与振荡。 在某特定转速时就可能会出现共振的现象，当出现共振时，所采用
的方式通常是在加工时避免进入共振范围或是利用阻尼法对共振进行消 除。此外机床参数设定不佳，就会引起系统的振荡，发生这种情况时， 对系统放大倍数进行减小可有效消除振荡。
故障诊断
一些小型转动机械振动判断方法可以通过查看它们的轴承箱或 者机壳，如果在这上面看不出来问题，则可以通过它们上面安 装的测温度的设备来判断；也可以通过转动机械在工作时机械 内部的音质来判断，看是否有异音或者是音量不正常的现象出 现；还可以通过感受设备的振动状况来判断。如果发现异常， 就利用振动仪表来测量振动是否超标。
• 例如： • 在工程地质部门，利用振动所发生的应力波进行检测和地质勘探， • 在石油开采中，利用振动所引发的弹性波提高原油产量， • 在海洋工程方面，海浪波动的能量可以用来发电， • 在医疗方面，利用超声波等诊断和治疗疾病，彩超、医用CT和核磁共
振等， • 光导纤维和激光的应用是光波工程应用的范例，具有十分重大的理论
(4)轴承故障。 其分为滚动轴承故障：疲劳剥落、塑性变形、锈
蚀、磨损、保持胶合架损坏等；滑动轴承故障：巴士合金损坏、松脱、 壳体间松动与间隙过大。
数控机床设备振动故障也时有发生，其中主要故障有：
(1)电气元件原因。 编码器及其连接线、电源三相输入、伺服电
动机、驱动板、变频器等电气元件是负责速度信号的反馈与调节速 度的。在此之中，编码器的故障最为普遍。其作为闭环系统检测的 元件，直接对各轴电动机速度调整产生影响，当编码器出现故障致 使其反馈的信号不稳定时，变频器或者驱动部分就会根据其信号不停地对 频率和电压进行调整，以便完成系统给出的指令。而电动 机频繁加减速，导致机床振动。
下表分别为国家电力行业轴承振动烈度和振动振幅的标准：
2、振动筛
振动筛是一种适合潮湿细粒级难筛物料干法筛分的振动筛 分机械设备，是目前国内处理难筛物料的振动筛分机械设 备。振动筛具有大振幅、大振动强度、较低频率和弹性筛 面的工艺特点。工作过程中始终保持最大的开孔率，从而 筛分效率高、处理能力大，筛板更换方便，降低了成本。 振动筛超大筛面和大处理能力可满足现场的生产需要。振 动筛筛子的结构采用多段筛面振动而筛箱和机架不参与振 动的运动方式，使筛子实现了大型化。
(2)没有对中。 这种现象普遍存在，而且其产生的影响非常重
要， 由于不对中现象因而增加的旋转作用力将对机械轴承与密封 构件施以异常的加应力。它的类型分为：平行、角度、平行与角度均 不对中。
(3)部件松动。 部件松动是普遍且易发生的故障，主要情况有：
机械设备的结构框架或者其底座发生松动，产生的后果就是整个机 械设备发生松动同时剧烈振动；另一类情况就是原本在零部件间正 常配合的关系被破坏，从而造成其间隙超过误差范围导致松动。
毫无例外，人类自身的每一器官也每时每刻都处在振动之中，例如，心脏的搏动、 血液的循环、肺部的张缩呼吸、脑细胞的思维以及耳膜的振动和声带的振动等， 前面所列举的这些振动都有人体对振动的有效利用，离开这些振动人类就无法生 存
从广义的角度来看，在社会与经济生活中看，例如：人口的增长与衰减、 农作物虫灾发生的周期性现象、股市的升跌和振荡、社会经济发展过程中 速度的增长与衰减等，都可以归纳为不同形式的振动。
机械结构 振动筛一般由振动器、筛箱、支承或悬挂装置、传动装置等部分组
成。 振动器 单轴振动筛和双轴振动筛的振动器，按偏心重配置方式区分一般有
两种 型式。偏心重的配置方式以块偏心型式较好。 筛箱 筛箱由筛框、筛面及其压紧装置组成。筛框是由侧板和横梁构成。
筛框必须要有足够的刚性。 支承装置 振动筛的支承装置有吊式和座式两种。座式安装较为简单，且安装
高度低，一般应优先选用。振动筛的支承装置主要由弹性元件组成， 常用的有螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。
传动装置 振动筛通常采用三角带传动装置，振动筛的结构简单，可以任意选 择振动器的转数，但运转时皮带容易打滑，可能导致筛孔堵塞。振动 筛也有采用联轴器直接驱动的。联轴器可以保持振动器的稳定转数， 而且使用寿命很长，但振动器的转数调整困难。
意Βιβλιοθήκη Baidu与实际价值。
振动筛
超声波的应用
潮汐发电
三、应用举例
1、机械设备故障分析
振动是机械设备在使用中普遍存在的特性， 同时也是机械设备的运行状 态与其故障诊断的重要系数 基于机械振动的设备故障常见的有以下4类：
(1)不平衡。 不平衡就是设备重量与其几何的中心线不重合从
而产生的故障。当转子在旋转时，它的重心在轴承上产生了离心力 作用，这个离心力的大小随转子旋转形成稳定的变化。它的类型分 为：静不平衡、力不平衡以及力矩不平衡。
由此可见：振动与波的利用技术对于人类的生产活动有着很大的 关联。
工程中利用振动原理的设备来说，目前成功应用于工矿企业的该类设备举 不胜数。
在许多部门，如采矿、冶金、煤炭、石油化工、机械以及在人类日常 生活过程中数以万计的振动机器和振动仪器已用来完成许多不同的工 艺过程如给料、上料、输送、筛分、布料、烘干。