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【节选】机械振动分析仪技术-宝钢工业检测公司

检测仪

来源:检测仪 点击数:1619次 更新时间:2015-1-22 10:25:34
诊断名称:【节选】机械振动分析仪技术-宝钢工业检测公司
备注信息:

 

  《机械振动分析技术》学习资料由宝钢工业检测公司万先生和樽祥科技有限责任公司设备管理协会会员关先生创作。 本文提供学习资料 课件节选。

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状态监测和故障诊断的目的

1.对机组运行中的各种异常状态作出及时、正确、有效的判断,预防和消除故障,或者将故障的危害性降低到较低程度;同时对设备维护和运行进行必要的指导,确保运行的安全性、稳定性和经济性。

2.确定合理的故障检修时机及项目,即要保证设备在带病运行时的安全、不发生重大设备故障,又要保证停机检查时发现设备的确有问题,合理延长设备的使用寿命和降低维修费用。

3.通过状态监测,为提高设备的性能进行的技术改造及优化运行参数提供数据和信息。

机械振动基础知识

定义

机械振动是物体(或物体的一部分)在平衡位置(物体静止时的位置)附近作的往复运动。机械振动有不同的分类方法。按产生振动的原因可分为自由振动、受迫振动和自激振动;按振动的规律可分为简谐振动、非谐周期振动和随机振动;按振动系统结构参数的特性可分为线性振动和非线性振动;按振动位移的特征可分为扭转振动和直线振动。

自由振动:去掉激励或约束之后,机械系统所出现的振动。振动只靠其弹性恢复力来维持,当有阻尼时振动便逐渐衰减。自由振动的频率只决定于系统本身的物理性质,称为系统的固有频率。

受迫振动:机械系统受外界持续激励所产生的振动。简谐激励是较简单的持续激励。受迫振动包含瞬态振动和稳态振动。在振动开始一段时间内所出现的随时间变化的振动,称为瞬态振动。经过短暂时间后,瞬态振动即消失。系统从外界不断地获得能量来补偿阻尼所耗散的能量,因而能够作持续的等幅振动,这种振动的频率与激励频率相同,称为稳态振动。例如,在两端固定的横梁的中部装一个激振器,激振器开动短暂时间后横梁所作的持续等幅振动就是稳态振动,振动的频率与激振器的频率相同。系统受外力或其他输入作用时,其相应的输出量称为响应。当外部激励的频率接近系统的固有频率时,系统的振幅将急剧增加。激励频率等于系统的共振频率时则产生共振。在设计和使用机械时必须防止共振。例如,为了确保旋转机械安全运转,轴的工作转速应处于其各阶临界转速的一定范围之外。

自激振动:在非线性振动中,系统只受其本身产生的激励所维持的振动。自激振动系统本身除具有振动元件外,还具有非振荡性的能源、调节环节和反馈环节。因此,不存在外界激励时它也能产生一种稳定的周期振动,维持自激振动的交变力是由运动本身产生的且由反馈和调节环节所控制。振动一停止,此交变力也随之消失。自激振动与初始条件无关,其频率等于或接近于系统的固有频率。如飞机飞行过程中机翼的颤振、机床工作台在滑动导轨上低速移动时的爬行、钟表摆的摆动和琴弦的振动都属于自激振动。

振动在机械行业中的应用

振动在机械中的应用非常普遍,例如在振动筛分行业中基本原理系借电机轴上下端所安装的重锤(不平蘅重锤),将电机的旋转运动转变为水平、垂直、倾斜的三次元运动,再把这个运动传达给筛面。若改变上下部的重锤的相位角可改变原料的行进方向。

为什么要监测振动?

了解了振动的基本常识之后,就会有个疑问?为什么要振动,如何来监测?

监测机械动能才能发现潜在的设备缺陷,发现一些正在发生和发展的问题,因而能阻止问题的发生,节省大量时间、经费并避免损失。相反,如果对那些我们不期望的振动不进行监测和诊断,设备很可能会一直使用甚至损坏。

振动的危害:

严重的设备损坏和产生事故

质量问题

不必要的维护

高功率消耗

延误生产

职业病

振动分析仪的三种参量

什么是振动分析仪位移?
 

物体振动时经过的距离。常用单位:μm;
 

什么是振动分析仪速度?
 

物体在振动期间以什么样的速度在摆动。常用单位:mm/s;
 

什么是振动分析仪加速度?
 

物体振动速度的变化率。常用单位:g,m/s2.
 

 

由上述公式可知:

(1)振动位移、速度和加速度信号的频率相同。

(2)振动速度(或加速度)的幅值反映了振动频率(转速)的影响。

(3)振动加速度相位超前振动速度相位90度,振动速度相位又超前振动位移相位90度。

(4)在相同振动位移幅值下,频率越高,交变应力越大,对设备的危害也越大。因此,高频设备的振动位移幅值必须严格控制。

 引起旋转机械振动的原因

振动分析仪 振动是机器的一种属性。由制造公差、零部件间的滚动和摩擦以及旋转或往复运动的离心力、不平衡力等因素产生。

当这些因素(缺陷)扩大时,振动就会增加。

旋转部件不平衡

联轴器或轴承安装不对中

轴弯曲

齿轮偏心或损坏

传动带或传动链损坏

轴承损坏

扭矩变化

电磁力

介质力或负荷波动

松动

摩擦

结构共振或系统振荡

油膜涡动、油膜振荡

润滑不良

工艺参数配合不当

工作载荷波动

分属安装原因、维护原因、工艺原因、长期运行。

未完待续。

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行业: 工业监测设备-仪器仪表 
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