振动基础知识讲义PPT培训.ppt

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1、振动基础知识讲义华北电力科学研究院有限责任公司孙海军2008-08-04主要内容振动测量原理振动监测与诊断典型振动的特征机组日常运行振动监测内容简谐振动的三要素振幅A(Amplitude)偏离平衡位置的最大值。描述振动的规模。频率f(Frequency)描述振动的快慢。单位为次/秒(Hz)或次/分(c/min)。周期T=1/f为每振动一次所需的时间，单位为秒。圆频率=2f为每秒钟转过的角度，单位为弧度/秒初相角(Initialphase)描述振动在起始瞬间的状态。振动位移、速度与加速度之间的关系振动位移(Displacement)速度

2、(Velocity)加速度(Acceleration)常见振动表示方法及转换振动位移一般采用峰-峰值表示，单位为微米振动速度一般采用有效值表示，单位为mm/s加速度一般采取峰值表示，单位为m/s2振动信号的频率分析把振动信号中所包含的各种频率成分分别分解出来的方法。频率分析的数学基础是傅里叶变换和快速傅里叶算法（FFT）。频率分析可用频率分析仪来实现，也可在计算机上用软件来完成。频率分析的结果得到各种频谱图，这是故障诊断的有力工具。频谱分析示意图振动测量中常用测量元件磁电速度传感器压电加速度传感器涡流位移传感器磁电速度传感器测量非转动部件的

3、绝对振动的速度。不适于测量瞬态振动和很快的变速过程。输出阻抗低，抗干扰力强。传感器质量较大，对小型对象有影响。在传感器固有频率附近有较大的相移。接收形式：惯性式变换形式：磁电效应典型频率范围：10Hz~1000Hz典型线性范围：0~2mm典型灵敏度：20mV/mm/s典型速度传感器及其特性压电加速度传感器测量非转动部件的绝对振动的加速度。适应高频振动和瞬态振动的测量。传感器质量小，可测很高振级。现场测量要注意电磁场、声场和接地回路的干扰。接收形式：惯性式变换形式：压电效应典型频率范围：0.2Hz~10kHz线性范围和灵敏度随各种不同型号可在

4、很大范围内变化。压电加速度传感器的典型结构晶体片晶体片质量块预紧环出线口底座出线口三角剪切型中心压缩型预压簧片三角柱压电加速度传感器的典型特性涡流位移传感器不接触测量，特别适合测量转轴和其他小型对象的相对位移。有零频率响应，可测静态位移和轴承油膜厚度。灵敏度与被测对象的电导率和导磁率有关。相移很小。接收形式：相对式变换形式：电涡流典型频率范围：0~20kHz典型线性范围：0~2mm典型灵敏度：8.0V/mm(对象为钢)涡流位移传感器及前置器涡流传感器的工作原理涡流位移传感器的典型特性轴承振动和轴振动的测点布置轴承振动和轴振动的比较键相与相位

5、参考脉冲在转子上布置键相标记K，在轴承座上布置键相传感器K（光电式或涡流式），其输出为相位参考脉冲。参考脉冲是测量相位的基准。参考脉冲也可用于测量转子的转速。K’K1转t参考脉冲振动相位与转子转角的关系从参考脉冲到第一个正峰值的转角定义振动相位。振动相位与转子的转动角度一一对应。在平衡和故障诊断中有重要作用。旋转机械振动中基频和相位的作用基频是转速频率基频分量的幅值和转子的不平衡大小有关基频分量的相位和不平衡在转子上的方位有直接对应关系旋转机械振动图示时间波形图(Wave)频谱图(Spectrum)轴心轨迹图(Orbit)波德图(Bod

6、e)极坐标图(Polar)轴心位置图(AxisPosition)瀑布图(Cascade)相关趋势图(Trend)波形图、频谱图及轴心轨迹图频谱图的作用在振动故障的分析与预测中，频谱图是目前使用最为普遍的图形每一种振动故障在频率上及频率与转速的关系上都有其特点，称之为振动故障的频率特征振动频谱是振动故障诊断最重要的依据之一，它的主要功能是：1）对发生的振动进行科学和严密的分类；2）依据频谱值可以直接判明某些故障及其严重程度波德图及极坐标图波德图(BodePlot)和极坐标图(PolarPlot)两者所含信息相同，都表示基频振动的幅值和相位随机

7、器转速的变化规律。波德图的功能确定转子临界转速值及临界转速下的振动幅值了解转子升速和降速过程中，除转子临界转速外，是否还有其他部件（例如基础、静子等）发生共振。将机组起停所得波特图进行对比，可以确定运行中转子是否发生热弯曲前后对比1/2x、1x、2x振动分量波特图，可以提供转子横向裂纹信息和量值概念轴心位置的测定涡流传感器的输出信号动态部分静态部分轴心轨迹轴心位置间隙变化平均间隙三维频谱图三维频谱图又名级联图、瀑布图，它是以转速、时间等参量作为第三维绘制的频谱曲线集合,三维频谱图形象地展现了振动信号频谱随上述各种参量的变化规律当以转速作为第

8、三维时，则称为级联图。级联图可用来评价机组启停过程中振动频率特性的变化趋势。若以时间为第三维时，称之为瀑布图。它可评价定速下，振动频率特性随时间的变化趋势，能帮助对振动故障及其发