振动分析指南

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振动分析使技术人员能够检测到机器内部的异常振动模式,并解决问题以防止进一步的损害。振动监测、计算和公式帮助技术人员确定精密机床高振动的根本原因,使他们能够进行预防性维护并使机器恢复到正常的操作性能。

振动分析的指南可以帮助你了解这个过程是如何运作的,以及你可以期待的结果类型。这种类型的分析揭示了诸如错位、不平衡、润滑不良、轴承故障、泵的气蚀、临界速度、部件松动和齿轮箱故障等情况。

什么是振动分析?

振动分析是预测性和预防性维护的一个重要组成部分,因为振动会损坏机器并阻碍操作。振动分析使专业人士能够监测工具和机器,并使用振动数据来检测潜在的并发症。这个过程测量机器的振动频率和水平,提供有关机器及其部件的健康数据。

振动分析工具

振动监测和分析工具收集振动数据而不干扰机器的正常运行。一台机器的部件在运行时产生振动,一个附加的加速器测量振动。加速器产生一个与机器振动量和频率相对应的电压信号。

加速计是最常见的振动数据收集工具,但也有另一种工具。激光传感器使用先进的技术来检测比加速度计更多的振动。这些高速传感器不与机器接触,它们可以收集更准确的数据,让技术人员在分析中使用更多方法。

振动分析的解释

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振动会严重影响机器的内部组件和操作。振动分析可以检测出有问题的振动模式,专业人士用它来确定必要的维护和修理。

技术人员通过用复杂的公式计算各种振动形式来进行振动分析,同时监测机器的内部组件和操作。加速器通常测量机器每分钟或每秒产生多少振动。专业人员可以评估以下形式的振动:

  • 速度:速度指的是移动速度。
  • 位移:位移是指一个测量点移动的距离。
  • 加速:加速是指运动速度变化的速度。

加速器或激光传感器测量机器的振动后,将数据发送到数据采集器软件。该软件可以通过以下方式记录信号:

  • 时间波形:时间波形测量的是信号的振幅与时间的关系。
  • 傅里叶波形:傅里叶波形以振幅与频率的关系来衡量一个信号。这也被称为频谱。

计算机程序算法分析收集的振动数据。经验丰富的振动分析师或工程师进一步分析收集的数据,以评估机器的状况。

振动分析可以检测什么?

振动分析师可以使用振动测量和数据来识别和修复以下并发症:

  • 不平衡
  • 弯曲的轴
  • 错位
  • 关键速度
  • 轴承故障
  • 润滑不良
  • 齿轮箱故障
  • 松动的部件
  • 电动机故障
  • 自然频率和谐振
  • 泵的空化现象,如气泡或多余的空间

振动分析原理

振动分析原理提供了关于机器振动部件和操作条件的基本信息。基本的振动分析原则包括以下内容:

时域

时域是振幅与时间的关系。波形是时域中的振动信号。

频域

频率与振幅的关系是频域里面的一个频谱。这个频谱是在对波形进行频谱分析时出现的。频域是常见的深入分析。

模态分析

模态分析将机器测量的频率响应函数放入计算机模型中。然后,该模型可以通过动画显示各种振动模式。专业人员还可以调整模型,增加或删除一些因素,如刚度或质量来评估结果。

联合领域

Gabor-Wigner-Wavelet技术是一种联合时间技术。这种技术计算快速傅里叶变换(FFT)的变化。一次计算一个以上的振动频谱是有好处的,因为振动会随时间变化。

振动分析表格

专业人员可以使用各种算法、计算和分析表格来评估以下振动分析方面:

时间波形和快速傅里叶变换(FFT)。

时间波形测量时间与加速度的关系,显示短时间内的原始振动。时间波形显示了频率所不能显示的机器状况的信息。

FFT算法使用时间波形来计算频谱。它将信号分解成所有的频率,并能将时域信号转换成频域。技术人员经常使用FFT来检测不平衡或不对准。

订单分析

阶次分析是FFT的另一种类型,专业人士经常用它来量化每分钟不同转数(RPM)的机器振动。频率分析是以赫兹为单位表达频率轴,而阶次分析是以转速为单位表达轴。

相位测量

相位测量是以角度而不是时间为单位测量两个信号。这些信号必须具有相同的频率。专业人员可以用FFT的相位测量来识别不平衡、松动的部件和不对准。

功率谱密度

专业人员通过将FFT的振幅乘以其各种形式来计算功率谱密度(PSD)。这种计算使FFT与频仓宽度归一。PSD评估了几个不同频率和信号长度的随机振动。

軌道

专业人员可以通过将两个相隔90度的探头放在轴颈的轴承座上测量轨道。然后他们可以用数字显示所得到的数据,并利用它来检测轴的振动,并确定油的旋流是否使轴颈移动。

包络分析

包络分析可以检测到其他振动信号通常隐藏的低能量冲击。专业人士使用这种分析方法来检测受损的滚子轴承和齿轮齿。

共振分析

机器中的共振表示高振动,可能导致损坏。共振分析测量机器的自然频率和振动,以检测振动是否会达到破坏性水平。

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振动分析对于机器和机床的预防性维护至关重要。高振动会影响各种部件,而振动分析能在它们造成进一步损害之前检测出潜在的并发症。

技术人员使用各种振动分析显示器、计算和公式来识别复杂情况,如润滑不良、不对中、不平衡的部件、松动的部件、弯曲的轴、电机故障和有问题的速度。在这些并发症造成进一步损害之前检测它们,有助于它们延长使用寿命和正常工作。

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