機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，機械設(shè)備工作強度不斷增大，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)備可靠而有效地運行是極為重要的。 振動儀作為旋轉(zhuǎn)機械狀態(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)用于機械制造、電力、冶金、車輛、電機、機床、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?！疽部梢哉J(rèn)為】在低頻范圍內(nèi)，振動強度與位移成正比；在中頻范圍內(nèi)，振動強度與速度成正比；在高頻范圍內(nèi)，振動強度與加速度成正比。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；大機組軸承箱及缸體、中小型機泵的振動用振動速度的有效值[mm/s]表示，用裝在機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，是描述一臺機器振動狀態(tài)的特征量（大機組不完全如此）。【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、軸向三個方向上進行測量。所以，對一般的轉(zhuǎn)動設(shè)備進行振動監(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，評定機器運轉(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，如果需要進行頻譜分析，必須進行離散采樣。

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行全頻段的細(xì)化分析，進而完成故障診斷。

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。

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時間。

打印輸出 內(nèi)置嵌入式熱敏打印機芯，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。同進口產(chǎn)品比tv360 功能齊全，性價比高！

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