振动试验是指对各类产品、设备或材料在振动环境下的结构动力响应进行试验验证的过程。
以下是振动试验的基础知识:
1.振动的定义:
一种物体在其平衡位置附近来回的周期性运动。
2.振动试验的目的:
评估产品、设备或材料在振动环境下的结构动力响应,确定其可靠性和耐久性。
3.振动试验的种类:
包含随机振动试验、冲击振动试验、正弦振动试验和复杂振动试验等不同类型的
窄带随机扫描试验在规定的频率范围内,用某一中心频率上某一带宽的窄带随机信号作由低频到高频,再由高频到低频的扫描,并达到规定要求的时间。
宽带随机振动试验在规定的频率范围内,按规定的谱形状和总均方根值(GRMS)作宽带随机振动,并达到规定要求的时间。
公式是:
RMS=√[(X1平方+X2平方+...+Xn平方)/n]
释义:
RMS是rootmeansquare的缩写。
RMS值实际就是有效值,它是一组统计数据的平方的平均值的平方根。
振动均方根速度的物理意义:均方根值RMS(RootMeanSquare)也称作有效值,它的计算方法是先平方、再平均、然后开方
均方根速率是在讨论气体分子平均动能的时候引入的,均方根速率的平方与分子的平均动能成正比。
因此均方根速率是气体体系能量的量度。
分析频谱,建立各频谱分量与被监测机器部件的比较关系时,应注意以下几个方面:
(1)分析光谱,首先要了解光谱的组成。
根据故障推理的不同方式,可以在不同的层次上对频谱组成进行理解。
l根据高、中、低频段进行分析,初步了解主断层位置。
根据工频、超调和次谐波进行分析,确定转子故障的范围。
振动信号的许多分量与转速和频率(简称工频)密切相关,往往是工频的整数倍或分数倍,所以一般要先找出贡品的分量,再找出谐波关系,找出它们之间的关系,这样故障特征才会更清晰。
l根据频率成分的来源进行分析。
的实际谱图往往非常复杂,除了故障分量叠加在谱图上,还有非故障分量如和差频率分量和非线性调制产生的随机噪声干扰分量。
了解振动频率的来源有利于进一步的故障分析。
根据特征频率进行分析。
振动的特征频率是振动部件在运行中必须产生的一种振动分量。
比如不平衡必须产生工频,叶片流量减小时气流必须有通过频率,齿轮啮合有啮合频谱,过临界有共振频率,零件受固有振动频率冲击等。
根据对特征频率的理解,一般可以掌握机组各部件的振动情况。
(2)分析主要振动分量。
做频谱分析时,首先要抓住振幅较大的峰值进行分析,因为它们的大小对振动的总水平影响很大,要分析产生这些频率分量的可能因素。
如果工频分量突出,往往是不平衡引起的。
其他需要区分的原因还有轴弯曲、共振、角度不对中、基础松动、定转子同轴度差等。
2x的主频往往是转轴平行失准和横向裂纹。
过度的1/2分频表示涡流不稳定。
0.5x~0.8x为流体的旋转脱离。
非常低的频率是浪涌。
整数倍频是叶片通道振动。
高啮合分量是齿面接触不良。
丰富的谐波是松散的。
边频是调制。
分频是流体振动、摩擦等等。
(3)做光谱比对,发现异常状态。
在分析诊断的过程中,要注意从发展变化中得出准确的结论,往往很难用单一的测量对故障做出比较肯定的判断。
在机器振动中,虽然有些振动分量比较大,但非常稳定,不会随时间变化,不会对机器的正常运行造成太大威胁。
然而,一些较小的频率分量,尤其是那些快速增长的频率分量,往往预示着故障的发展,应引起重视。
特别需要注意的是,一些原本频谱中不存在或相对较弱的频率成分突然出现并暴涨,可能会在相对较短的时间内破坏机器的正常工作状态。
因此,当分析振幅谱时
l转子同一部位各测点振动(如轴承座的水平和垂直方向)或相似部位各测点振动之间的振动谱相关性,各种变化的速度等等。