機(jī)械振動(dòng)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(dòng)化程度越來越高，同時(shí)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(gè)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(huì)危及人身**，后果極為嚴(yán)重。故而采用設(shè)備故障振動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)頻譜圖。本產(chǎn)品適用于常規(guī)振動(dòng)測量，尤其是往復(fù)式機(jī)械中的振動(dòng)測量，它不僅可以測量振動(dòng)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(lì)法振動(dòng)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(dòng)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(dòng)基礎(chǔ)知識

振動(dòng)三要素” —— 振幅、頻率、相位。振幅、振動(dòng)速度、振動(dòng)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(gè)振動(dòng)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(dòng))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(dòng)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(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度：振幅分別采用振動(dòng)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(dòng)測量中，除特別注明外，振動(dòng)位移的量值為峰峰值，單位是微米[μm]或密耳[mil]；振動(dòng)速度的量值為有效值，單位是毫米/秒[mm/s]或英寸/秒[ips]；振動(dòng)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(dòng)位移具體地反映了間隙的大小，振動(dòng)速度反映了能量的大小，振動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度與位移成正比；在中頻范圍內(nèi)，振動(dòng)強(qiáng)度與速度成正比；在高頻范圍內(nèi)，振動(dòng)強(qiáng)度與加速度成正比。正是由于上述原因，在工廠的實(shí)際應(yīng)用中，在通常情況下，大機(jī)組轉(zhuǎn)子的振動(dòng)用振動(dòng)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(dòng)；大機(jī)組軸承箱及缸體、中小型機(jī)泵的振動(dòng)用振動(dòng)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(dòng)用振動(dòng)加速度的單峰值[g]表示，用加速度傳感器來測量。

2.3振動(dòng)烈度、振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)：振動(dòng)烈度是振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)中的通用術(shù)語，是描述一臺(tái)機(jī)器振動(dòng)狀態(tài)的特征量（大機(jī)組不完全如此）。【可以認(rèn)為】振動(dòng)烈度就是振動(dòng)速度的有效值，即振動(dòng)烈度是振動(dòng)速度的均方根值。在國際及我國振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)中，幾乎都規(guī)定用振動(dòng)速度的有效值來作為振動(dòng)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(gè)方向上進(jìn)行測量。所以，對一般的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測時(shí)，應(yīng)測量振動(dòng)速度的有效值。因?yàn)橹挥姓駝?dòng)烈度才有振動(dòng)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(shí)位移，速度，加速度都叫振幅，是振動(dòng)幅度的三種表述方式。下邊是關(guān)于振幅三個(gè)量的換算關(guān)系：旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)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(gè)參數(shù)的幅值間就有如下關(guān)系：必須是單頻率f的振動(dòng)，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(dòng)值，位移用峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。所以一個(gè)單頻率的振動(dòng)，位移讀數(shù)是A的話，速度應(yīng)該是0.707πfA｛振動(dòng)烈度是考慮了震動(dòng)的能量，或者說是可能的破壞力。若需進(jìn)行換算是，把振動(dòng)雙幅值乘每秒震動(dòng)的次數(shù)就可以，對轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備而言，一般就取轉(zhuǎn)速。｝，加速度是2πf*πfA。因?yàn)楝F(xiàn)場是復(fù)雜的，不是單一頻率的振動(dòng)，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(dòng)頻率比較單一，以一個(gè)頻率為主時(shí)可以利用上述關(guān)系近似計(jì)算，比如通常振動(dòng)都是一倍頻的振動(dòng)，所以公式中的頻率f就是設(shè)備的轉(zhuǎn)速。

2.5振動(dòng)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(dòng)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(dòng)（擺度）一般用電渦流傳感器測量，**振動(dòng)（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(dòng)速度（通常稱為瓦振），一般用mm/s表示，振動(dòng)速度的有效值也稱為振動(dòng)烈度，振動(dòng)速度經(jīng)過一次軟件積分或硬件積分可以得到振動(dòng)位移。加速度傳感器測量的是軸承和機(jī)器外殼的振動(dòng)加速度，一般用m/s2或重力加速度g表示，1g=9.8 m/s2，振動(dòng)加速度經(jīng)過一次積分可以得到振動(dòng)速度，再經(jīng)過一次積分可以得到振動(dòng)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(dòng)頻率和傳感器安裝是否方便有關(guān)。對于高頻振動(dòng)，通常使用加速度傳感器。渦流傳感器測量軸相對振動(dòng)，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(dòng)。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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)頻譜圖。本產(chǎn)品適用于常規(guī)振動(dòng)測量，尤其是往復(fù)式機(jī)械中的振動(dòng)測量，它不僅可以測量振動(dòng)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(lì)法振動(dòng)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(diǎn)：

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(dòng)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(shí)實(shí)時(shí)顯示動(dòng)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(chǔ) 大容量存儲(chǔ)?？纱鎯?chǔ)100個(gè)測量點(diǎn)（每點(diǎn)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(bào)警輸出 可預(yù)先設(shè)置上限警告值和報(bào)警值，當(dāng)被測值超過警告值或報(bào)警值時(shí)作出相應(yīng)的報(bào)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(shí)間。

打印輸出 內(nèi)置嵌入式熱敏打印機(jī)芯，可隨時(shí)隨地打印測量數(shù)據(jù)及頻譜圖。方便用戶即時(shí)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(jià)格優(yōu)惠，質(zhì)量上等。同進(jìn)口產(chǎn)品比tv360 功能齊全，性價(jià)比高！

歡迎咨詢振動(dòng)儀器：北京時(shí)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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