机电设备维修与维护 教学课件振动监测与诊断 中职 高三 工信版

振动监测与诊断 振动监测与诊断 机械振动是工程中普遍存在的现象，机械设备的零部件、整机都有不同程度的振动。机械设备的振动往往会影响其工作精度，加剧机器的磨损，加速疲劳破坏；而随着磨损的增加和疲劳损伤的产生，机械设备的振动将更加剧烈，如此恶性循环，直至设备发生故障、破坏。由此可见，振动加剧往往是伴随着机器部件工作状态不正常、乃至失效而发生的一种物理现象。 振动监测与诊断 据统计，有60%以上的机械故障都是通过振动反映出来的。因此，不用停机和解体，通过对机械振动信号的测量和分析，就可对其劣化程度和故障性质有所了解。另外，振动的理论和方法比较成熟，且简单易行。所以在机械设备的状态监测和故障诊断技术中，振动检测技术是一种普遍被采用的基本方法。 所谓振动诊断，就是对正在运行的机械设备进行振动测量，对得到的各种数据进行分析处理，将结果与事先制订的某种标准进行比较，进而判断系统内部结构的破坏、裂纹、开焊、磨损、松脱及老化等各种影响系统正常运行的故障，依此采取相应的对策来消除故障、保证系统安全运行。 一、振动诊断基本知识 1、什么是振动 振动是物体的一种运动形式，它是指物体在平衡位置上作往复运动的现象。例如图2-1所示的弹簧质量系统中重物的运动就是振动的一个典型例子。 机械振动 各种机器设备是由许多零部件和各种各样的安装基础所组成，这些都可认为是一个弹性系统。某些条件或因素可能引起这些物体在其平衡位置附近做微小的往复运动，这种每隔一定时间的往复性机械运动，称为机械振动。 振动分类 确定性振动：其规律可以用某个确定的数学表达式来描述，其振动的波形具有确定的形状。其振动位移是时间t的函数，可用简单的数学解析式来表示，为：x=x(t) 随机振动：不能用确定的数学表达式来描述，其振动波形呈不规则的变化，只能用概率统计的方法来描述。 式中 ——物体相对平衡位置的位移； A——振幅（又称峰值），表示物体偏离平衡位置的最大距离（2A称为峰-峰值）；单位为毫米（mm）； ——振动的角频率，表示秒内的振动次数或称圆频率； ——振动的初相位角，用以表示振动物体的初始位置，单位为弧度（rad） （1）确定性振动 1）简谐振动 简谐振动是机械振动中最简单最基本的振动形式。若物体振动时其位移随时间变化的规律可用正弦（或余弦）函数表示，则称为简谐振动。其数学表达式为： （2-1） 2、 振动的表示方法 2）周期振动 若振动波形按周期T重复出现，也就是 相对简谐振动而言，一般它是一个复杂的周期振动，是由一个静态分量和无限个谐波余弦分量（振幅为，相角为）组成，实践中产生复杂周期振动的情况远多于产生简谐振动的情况。事实上，简谐振动往往是复杂周期振动的一种近似表示。 成立时，称为周期振动， （2—2） 3）准周期振动 所谓准周期振动，也是由一些不同周期的简谐振动合成的振动。这一点与复杂周期振动相类似。准周期振动是一种非周期振动，可用如下的函数描述： （2—2） （2）随机振动 随机振动是一种非确定性振动，不能用精确的数学关系式描述。 随机振动过程虽不能预知，也不能重复，但随机振动具有一定的统计规律，因此可以用概率统计的方法来研究随机振动，用统计特征参数来描述随机振动的特性，用随机信号来描述随机振动。 。 1、振动参数及其选择 如前所述，通常用来描述振动响应的三个参数是位移、速度和加速度。 对大多数机器来说，速度是最佳参数，这也是许多标准采用该系数的原因之一。但是另外一些标准都采用相对位移参数进行测量，这在发电、石化工业的机组振动监测中用的最多。对于轴承和齿轮部件的高频振动监测来说，加速度却是最合适的监测参数。 二、振动监测参数与标准 2、测量位置的选定 首先应确定是测量轴振动还是轴承振动。