振動(dòng)分析與振動(dòng)原理介紹

機械振動(dòng)是指表示機械設備在運動(dòng)狀態(tài)下，機械設備或結構上某觀(guān)測點(diǎn)的位移量圍繞其均值或相對基準隨時(shí)間不斷變化的過(guò)程。
與信號的分類(lèi)類(lèi)似，機械振動(dòng)根據振動(dòng)規律可以分成兩大類(lèi)：穩態(tài)振動(dòng)和隨機振動(dòng)
振動(dòng)的幅值、頻率和相位是振動(dòng)的三個(gè)基本參數，稱(chēng)為振動(dòng)三要素。只要測定這三個(gè)要素，也就決定了整個(gè)振動(dòng)運動(dòng)。
幅值是振動(dòng)強度的標志，它可以用峰值、有效值、平均值等不同的方法表示。
不同的頻率成分反映系統內不同的振源。通過(guò)頻譜分析可以確定主要頻率成分及其幅值大小，從而尋找振源，采取相應的措施。
振動(dòng)信號的相位信息十分重要，如利用相位關(guān)系確定共振點(diǎn)、測量振型、旋轉件動(dòng)平衡、有源振動(dòng)控制、降噪等。對于復雜振動(dòng)的波形分析，各諧波的相位關(guān)系是不可缺少的。
簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最基本的周期運動(dòng)，各種不同的周期運動(dòng)都可以用無(wú)窮個(gè)不同頻率的簡(jiǎn)諧運動(dòng)的組合來(lái)表示。本節討論最為簡(jiǎn)單的單自由度系統在兩種不同激勵下的響應(即單自由度系統的受迫振動(dòng)):
以利于正確理解和掌握機械振動(dòng)測試及分析技術(shù)的有關(guān)概念。
在振動(dòng)測量時(shí)，應合理選擇測量參數。如振動(dòng)位移是研究強度和變形的重要依據；振動(dòng)加速度與作用力或載荷成正比，是研究動(dòng)力強度和疲勞的重要依據；振動(dòng)速度決定了噪聲的高低，人對機械振動(dòng)的敏感程度在很大頻率范圍內是由振動(dòng)速度決定的，振動(dòng)速度又與能量和功率有關(guān)，并決定了力的動(dòng)量。
主要振動(dòng)分析儀器/測振儀介紹
日本理音測振儀器型號
1.      vm-63A測振儀
2.      Vm-70測振儀
3.      vm-82振動(dòng)分析儀
4.      VM-2004軸承診斷振動(dòng)分析儀
5.      測振分析儀AV-12
時(shí)代集團公司測振儀器型號
1.      TV260便攜式筆式測振儀
2.      TV200便攜式筆式測振儀
3.      便攜式測振儀TV100
4.      TV100便攜式測振儀
5.      TV300測振儀
振動(dòng)的原因
•      由於材料不可能完美均質(zhì)、製造上的精度限制、使用後的磨損等因素，造成運轉的物體都會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)。
•      依照物理學(xué)，旋轉中物體的振動(dòng)，是呈現正弦波形。
•      在轉動(dòng)機械上所量測到的振動(dòng)波形，是許多零件的綜合振動(dòng)。
•      綜合振動(dòng)的複雜波形，可以利用數學(xué)予以分解成不同零件各自的正弦波形振動(dòng)。
破壞方式
•      一般轉動(dòng)機械在600～120,000CPM之間時(shí)，破壞模式為疲勞破壞，因此採用與「頻率」成正比的「速度」為主要量測單位。
•      低頻時(shí)（通常在600 CPM以下），破壞模式為位移破壞，因此以「位移」為主要量測單位。
•      高頻時(shí)（通常在120,000 CPM以上），破壞模式為作用力破壞，因此以「加速度」為主要量測單位。
振動(dòng)三要素
項目            單位      意義
振幅Amplitude      位移 Displacement      μm      振動(dòng)幅度的大小
    速度 Velocity      mm/sec      振動(dòng)的快慢
    加速度 Acceleration      g      振動(dòng)快慢的變化
頻率 Frequency      CPM，或 Hz      單位時(shí)間之振動(dòng)次數
可研判振動(dòng)來(lái)源
相角 Phase      ° (degree)      兩振動(dòng)體相對位置之比較
可研判振動(dòng)模式
診斷方式
絕對判定：      以某種絕對的基準作為判斷依據，常見(jiàn)的判定基準有ISO、VDI、API等。本課以IRD公司之8.0 mm/sec（頻率為600～60,000CPM之間）作為初步的簡(jiǎn)易判定。
相對判定：      定期測定設備的同一位置，以判斷此值是否為正常值，通常以使用初期值為準。
本課依統計學(xué)方式以歷史平均值的正負三個(gè)標準差為正常數值區域，作為進(jìn)一步的簡(jiǎn)易判定。
頻譜分析：      將測量所得之振動(dòng)，利用傅立葉轉換（Fast Fourier transform）分解成不同零件各自的振動(dòng)波形，可由頻率的分佈判斷發(fā)生振動(dòng)的來(lái)源；如轉軸或軸承。
相位分析：      將測量所得之振動(dòng)，分解成不同零件各自的振動(dòng)波形後，由頻率的相位差異判斷發(fā)生振動(dòng)的模式；如轉軸變形或轉軸對心不良。