振动量测与频谱分析.ppt

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1、振動量測分析與動平衡校正實務1課程內容振動的現象振動訊號的基本構成頻譜分析原理與振動診斷振動量測基本設備實例分析動平衡校正技術2振動現象自人類使用機械以來，振動抑制問題一直是個重要課題。近年來由於量測儀器及振動知識的進步，振動抑制技術已經整合在機械設計中，而且也穫得很好的效果。因此瞭解機械振動的量測分析技術，將大大地助益於機械性能的改善。3振動從何處發生﹖機械組件製造公差、組裝時的間隙、零組件間的摩擦及旋轉不平衡等，均是造成機械振動的原因。但有時也利用振動的特性來幫助我們工作。4振動的特性當一部機器用全部的能量來完成工作，理想上機器是完全不會產

2、生振動。但事實是，機器運轉的循環力經由機械本身的傳遞而產生另一副產品〝振動〞。因此機器一部分的能量以振動的形式消散。機器振動時機械本身在平衡位置附近做來回運動，一秒鐘內完成來回運動的次數稱為〝頻率〞，以Hz為單位。來回運動的大小稱為“振幅”。5振動訊號的基本構成振幅(振動大小)頻率(振動快慢)相位6振幅(振動大小)的表達方式有以下的振幅表達方式來代表振動的嚴重程度，峰至峰值(peak-to-peak)表示機器振動位移量大小。峰值(peak)表示機器瞬間承受衝擊的振動量大小。平均值(average)表示機器在某段時間內的振動量平均值。均方根值(RM

3、S)最能表示機器在某段時間內所承受的振動能量，即振動的破壞能力。7振幅：1.均方根值(rootmeansquare,rms)2.峰值（0-peak)3.峰至峰值(peak-peak)8均方根值與峰值定義對於單頻的正弦訊號而言，RMS值與0-peak，peak-peak值之間存在以下關係：RMS值X2=0-peak值0-peak值X2=peak-peak值9均方根值與峰值定義對於非單頻訊號，上述關係並不成立10均方根值--能量觀點的計算法面積總和（積分）/Tt=TX(t)X(t)2t=T11均方根值與峰值關係對於單頻的正弦訊號而言，RMS值與0-

4、peak，peak-peak值之間存在以下關係：RMS值X2=0-peak值0-peak值X2=peak-peak值對於非單頻訊號，上述關係並不成立，但一般量測儀器大都以RMS來檢測振動值，並一律使用上述關係來求得0-peak或peak-peak值。（或稱為Equivalent0-peak,Equivalentpeak-peak)12振動頻率單位時間內的振動次數，稱為振動頻率由於每一種不同的現象會產生不同頻率的振動，所以頻率的分析成為進一步了解其物理現象的重要工具。根據傅麗葉定理，每一種波型都可以分解成一系列正弦波的組合13振動頻率14振動頻率

5、利用FFT頻譜分析儀，將複雜的波形轉換成頻譜，以便進一步了解振動的構成原因15振動相位「振動相位」是指振動訊號相對於某一參考訊號之間的角度而言。「振動相位差」是指兩種振動訊號之間的角度差。0º振動訊號與光纖參考訊號落後90º16振動相位A，B兩組振動訊號相90°的情況17何時需量相位?一、高階振動診斷二、動平衡校正三、模態測試或ODS測試18振動相位應用實例振動相位表達出彼此之間的相對運動關係相位差接近180°表示反向運動彼此之間可能有鬆動的情形，反之，其相位差應接近0°19振動的量測單位振動的量測單位有三種，位移(displacement)，速

6、度(velocity)，加速度(acceleration)。對於中、高頻振動信號的頻譜分析一般用速度與加速度作量測，較低頻的振動信號及機械元件的相對振動間隙則用位移作量測。*位移(D)常用表示法:P-P常用單位:mm,um,inch,mils*速度(V=dD/dt)常用表示法:0-P常用單位:mm/s,inch/s*加速度(A=dV/dt)常用表示法:RMS常用單位:m/s²,g(g=9.81m/s²)20在簡易或精密診斷中，每次測點必須固定，振動計固定在回轉機械上必需要選在正確的位置，以愈接近軸承愈好，目的是在獲得軸承座最短路徑傳遞值，盡量避免

7、結構部分所帶來的影響。振動量測位置選擇21頻譜分析與振動診斷FFT特性:將時域的訊號轉成頻域22DiscreteFourierTransform-DFT在工程上的應用，傅利葉轉換成為離散傅利葉轉換DFT：*假設訊號為週期函數---傅利葉級數有限積分*使用數值積分式以便電腦運算23取樣與轉換原則上將類比訊號數位化後，再用電腦程式進行FFT計算，就可以得到頻譜資料24非FFT頻譜技術—平行濾波器使訊號通過一組平行的帶通濾波器，然後檢測每組的均方根值大小，就可得到頻譜Bandpassfilter1Bandpassfilter2Bandpassfilte

8、r3Bandpassfilter4RMSdetectorRMSdetectorRMSdetectorRMSdetector25非FFT頻