機(jī)械振動知識與測振儀的應(yīng)用

1.前言

隨著科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備工作強(qiáng)度不斷增大，生產(chǎn)效率、自動化程度越來越高，同時設(shè)備更加復(fù)雜，各部分的關(guān)聯(lián)愈加密切，往往某處微小故障就爆發(fā)鏈鎖反應(yīng)，導(dǎo)致整個設(shè)備乃至與設(shè)備有關(guān)的環(huán)境遭受災(zāi)難性的毀壞。這不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會危及人身**，后果極為嚴(yán)重。故而采用設(shè)備故障振動分析技術(shù)，保證設(shè)備可靠而有效地運(yùn)行是極為重要的。 振動儀作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的重要工具，在工礦等領(lǐng)域得到了推廣與應(yīng)用，尤其通過振動頻譜分析查找故障的原因已為大多數(shù)現(xiàn)場技術(shù)人員所接受。測振儀采用壓電式加速度傳感器，將振動信號轉(zhuǎn)換成電信號。通過對輸入信號的處理分析，獲得振動測量的加速度峰值、速度有效值（均方根值）、位移峰-峰值或?qū)崟r頻譜圖。本產(chǎn)品適用于常規(guī)振動測量，尤其是往復(fù)式機(jī)械中的振動測量，它不僅可以測量振動的加速度、速度或位移，而且還可以進(jìn)行簡易故障診斷和打印輸出。測振儀的技術(shù)性能符合我國標(biāo)準(zhǔn)GB13823.3中正弦激勵法振動標(biāo)準(zhǔn)的要求。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、電力、冶金、車輛、電機(jī)、機(jī)床、航空、石油等領(lǐng)域?？梢詼y量轉(zhuǎn)速；也可以測量振動的加速度、速度或位移，而且還可以進(jìn)行簡易故障診斷和打印輸出。

2.振動基礎(chǔ)知識

振動三要素” —— 振幅、頻率、相位。振幅、振動速度、振動加速度！

2.1峰峰值、單峰值、有效值：振幅的量值可以表示為峰峰值（pp）、單峰值（p）、有效值（rms）或平均值（ap）。峰峰值是整個振動歷程的大值，即正峰與負(fù)峰之間的差值；單峰值是正峰或負(fù)峰的大值；有效值即均方根值。只有在純正弦波(如簡諧振動)的情況下，單峰值等于峰峰值的1/2，有效值等于單峰值的0.707倍，平均值等于單峰值的0.637倍；平均值在振動測量中很少使用。它們之間的換算關(guān)系是：峰峰值＝2×單峰值＝2×21/2×有效值。

2.2振動位移、振動速度、振動加速度：振幅分別采用振動的位移、速度或加速度值加以描述、度量，三者可以通過微分或積分進(jìn)行換算。在振動測量中，除特別注明外，振動位移的量值為峰峰值，單位是微米[μm]或密耳[mil]；振動速度的量值為有效值，單位是毫米/秒[mm/s]或英寸/秒[ips]；振動加速度的量值是單峰值，單位是重力加速度[g]?！究梢哉J(rèn)為】振動位移具體地反映了間隙的大小，振動速度反映了能量的大小，振動加速度反映了沖擊力的大小。【也可以認(rèn)為】在低頻范圍內(nèi)，振動強(qiáng)度與位移成正比；在中頻范圍內(nèi)，振動強(qiáng)度與速度成正比；在高頻范圍內(nèi)，振動強(qiáng)度與加速度成正比。正是由于上述原因，在工廠的實際應(yīng)用中，在通常情況下，大機(jī)組轉(zhuǎn)子的振動用振動位移的峰峰值[μm]表示，用裝在軸承上的非接觸式電渦流位移傳感器來測量轉(zhuǎn)子軸頸的振動；大機(jī)組軸承箱及缸體、中小型機(jī)泵的振動用振動速度的有效值[mm/s]表示，用裝在機(jī)器殼體上的磁電式速度傳感器或壓電式加速度傳感器來測量；齒輪的振動用振動加速度的單峰值[g]表示，用加速度傳感器來測量。

2.3振動烈度、振動標(biāo)準(zhǔn)：振動烈度是振動標(biāo)準(zhǔn)中的通用術(shù)語，是描述一臺機(jī)器振動狀態(tài)的特征量（大機(jī)組不完全如此）。【可以認(rèn)為】振動烈度就是振動速度的有效值，即振動烈度是振動速度的均方根值。在國際及我國振動標(biāo)準(zhǔn)中，幾乎都規(guī)定用振動速度的有效值來作為振動烈度的度量值。此外，還要求在靠近軸承位置處的水平、垂直、軸向三個方向上進(jìn)行測量。所以，對一般的轉(zhuǎn)動設(shè)備進(jìn)行振動監(jiān)測時，應(yīng)測量振動速度的有效值。因為只有振動烈度才有振動標(biāo)準(zhǔn)可以參照，評定機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的優(yōu)劣才能有據(jù)可依。

2.4大家習(xí)慣說位移叫振幅，其實位移，速度，加速度都叫振幅，是振動幅度的三種表述方式。下邊是關(guān)于振幅三個量的換算關(guān)系：旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動方程是正弦函數(shù)形式的，位移微分得到速度，速度微分得到加速度。所以三個參數(shù)的幅值間就有如下關(guān)系：必須是單頻率f的振動，如果位移的幅值為A，則速度幅值為2πfA，加速度幅值為2πf*2πfA。但是工程中讀取的振動值，位移用峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。所以一個單頻率的振動，位移讀數(shù)是A的話，速度應(yīng)該是0.707πfA｛振動烈度是考慮了震動的能量，或者說是可能的破壞力。若需進(jìn)行換算是，把振動雙幅值乘每秒震動的次數(shù)就可以，對轉(zhuǎn)動設(shè)備而言，一般就取轉(zhuǎn)速。｝，加速度是2πf*πfA。因為現(xiàn)場是復(fù)雜的，不是單一頻率的振動，所以位移，速度和加速度讀數(shù)間通常沒有確定的換算關(guān)系。但是振動頻率比較單一，以一個頻率為主時可以利用上述關(guān)系近似計算，比如通常振動都是一倍頻的振動，所以公式中的頻率f就是設(shè)備的轉(zhuǎn)速。

2.5振動測量通常使用電渦流傳感器、速度傳感器和加速度傳感器。常用的渦流傳感器測量的是轉(zhuǎn)軸相對于軸承的振動位移（通常稱為軸振），一般用微米(μm)或密耳(mil)表示，1mil=25.4μm，在現(xiàn)場也有用絲為單位，1絲=10μm。相對振動（擺度）一般用電渦流傳感器測量，**振動（這里應(yīng)該是瓦振）一般用速度傳感器測量，擺度通常比瓦振大。速度傳感器測量的是軸承的振動速度（通常稱為瓦振），一般用mm/s表示，振動速度的有效值也稱為振動烈度，振動速度經(jīng)過一次軟件積分或硬件積分可以得到振動位移。加速度傳感器測量的是軸承和機(jī)器外殼的振動加速度，一般用m/s2或重力加速度g表示，1g=9.8 m/s2，振動加速度經(jīng)過一次積分可以得到振動速度，再經(jīng)過一次積分可以得到振動位移。傳感器應(yīng)牢固地安裝在被測設(shè)備上，選擇傳感器與被測設(shè)備的振動頻率和傳感器安裝是否方便有關(guān)。對于高頻振動，通常使用加速度傳感器。渦流傳感器測量軸相對振動，如果安裝渦流傳感器不方便，使用速度傳感器測量軸承（殼體）振動。對于重要關(guān)鍵設(shè)備，一般采用在線監(jiān)測方式，對于其它設(shè)備，多使用便攜式測振儀。如果只測量振動的幅值，可以采用有效值保持方式，如果需要進(jìn)行頻譜分析，必須進(jìn)行離散采樣。

3.產(chǎn)品推薦

概述

TV360采用壓電式加速度傳感器，將振動信號轉(zhuǎn)換成電信號。通過對輸入信號的處理分析，獲得振動測量的加速度峰值、速度有效值（均方根值）、位移峰-峰值或?qū)崟r頻譜圖。本產(chǎn)品適用于常規(guī)振動測量，尤其是往復(fù)式機(jī)械中的振動測量，它不僅可以測量振動的加速度、速度或位移，而且還可以進(jìn)行簡易故障診斷和打印輸出。

TV360的技術(shù)性能符合我國標(biāo)準(zhǔn)GB13823.3中正弦激勵法振動標(biāo)準(zhǔn)的要求。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、電力、冶金、車輛等領(lǐng)域。

功能特點：

顯示 全中文顯示，菜單結(jié)合快捷鍵操作，簡單方便。320 × 240真彩色超清晰TFT液晶顯示屏，一屏顯示內(nèi)容豐富且示值易讀取。

振動測量 可測量加速度峰(Peak)值、速度有效(RMS)值及位移峰-峰(Peak-Peak)值。同時實時顯示動態(tài)測量柱狀圖。

轉(zhuǎn)速測量 可配備光電傳感器，直接測量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

數(shù)據(jù)存儲 大容量存儲?？纱鎯?00個測量點（每點80組測量數(shù)據(jù)和一幅頻譜圖）共8000組測量數(shù)據(jù)和100幅頻譜圖。

報警輸出 可預(yù)先設(shè)置上限警告值和報警值，當(dāng)被測值超過警告值或報警值時作出相應(yīng)的報警指示。

數(shù)據(jù)分析 具有頻譜測量功能，可對保存的頻譜圖進(jìn)行全頻段的細(xì)化分析，進(jìn)而完成故障診斷。

數(shù)據(jù)通訊 miniUSB接口，可配備專用數(shù)據(jù)管理分析軟件連接上位機(jī)。

電池 內(nèi)置高性能鋰電池，并配有超低功耗控制電路，具有更長的工作和待機(jī)時間。

打印輸出 內(nèi)置嵌入式熱敏打印機(jī)芯，可隨時隨地打印測量數(shù)據(jù)及頻譜圖。方便用戶即時記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)。 

技術(shù)參數(shù)：

標(biāo)準(zhǔn)配置：

選配件：

4.結(jié)束語

  同國產(chǎn)中產(chǎn)品比tv360 測量范圍廣，精度準(zhǔn)確，價格優(yōu)惠，質(zhì)量上等。同進(jìn)口產(chǎn)品比tv360 功能齊全，性價比高！

歡迎咨詢振動儀器：北京時代山峰科技有限公司 

電話：010-82729152 孟工程師 傳真：010-58859230 

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