振動分析與振動原理介紹

機械振動是指表示機械設(shè)備在運動狀態(tài)下，機械設(shè)備或結(jié)構(gòu)上某觀測點的位移量圍繞其均值或相對基準隨時間不斷變化的過程。
與信號的分類類似，機械振動根據(jù)振動規(guī)律可以分成兩大類：穩(wěn)態(tài)振動和隨機振動
振動的幅值、頻率和相位是振動的三個基本參數(shù)，稱為振動三要素。只要測定這三個要素，也就決定了整個振動運動。
幅值是振動強度的標志，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(tǒng)內(nèi)不同的振源。通過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(yīng)的措施。
振動信號的相位信息十分重要，如利用相位關(guān)系確定共振點、測量振型、旋轉(zhuǎn)件動平衡、有源振動控制、降噪等。對于復雜振動的波形分析，各諧波的相位關(guān)系是不可缺少的。
簡諧振動是最基本的周期運動，各種不同的周期運動都可以用無窮個不同頻率的簡諧運動的組合來表示。本節(jié)討論最為簡單的單自由度系統(tǒng)在兩種不同激勵下的響應(yīng)(即單自由度系統(tǒng)的受迫振動):
以利于正確理解和掌握機械振動測試及分析技術(shù)的有關(guān)概念。
在振動測量時，應(yīng)合理選擇測量參數(shù)。如振動位移是研究強度和變形的重要依據(jù)；振動加速度與作用力或載荷成正比，是研究動力強度和疲勞的重要依據(jù)；振動速度決定了噪聲的高低，人對機械振動的敏感程度在很大頻率范圍內(nèi)是由振動速度決定的，振動速度又與能量和功率有關(guān)，并決定了力的動量。
主要振動分析儀器/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振動分析儀
4.      VM-2004軸承診斷振動分析儀
5.      測振分析儀AV-12
時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(zhuǎn)的物體都會產(chǎn)生振動。
•      依照物理學，旋轉(zhuǎn)中物體的振動，是呈現(xiàn)正弦波形。
•      在轉(zhuǎn)動機械上所量測到的振動波形，是許多零件的綜合振動。
•      綜合振動的複雜波形，可以利用數(shù)學予以分解成不同零件各自的正弦波形振動。
破壞方式
•      一般轉(zhuǎn)動機械在600～120,000CPM之間時，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（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（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。
振動三要素
項目            單位      意義
振幅Amplitude      位移 Displacement      μm      振動幅度的大小
    速度 Velocity      mm/sec      振動的快慢
    加速度 Acceleration      g      振動快慢的變化
頻率 Frequency      CPM，或 Hz      單位時間之振動次數(shù)
可研判振動來源
相角 Phase      ° (degree)      兩振動體相對位置之比較
可研判振動模式
診斷方式
絕對判定：      以某種絕對的基準作為判斷依據(jù)，常見的判定基準有ISO、VDI、API等。本課以IRD公司之8.0 mm/sec（頻率為600～60,000CPM之間）作為初步的簡易判定。
相對判定：      定期測定設(shè)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(tǒng)計學方式以歷史平均值的正負三個標準差為正常數(shù)值區(qū)域，作為進一步的簡易判定。
頻譜分析：      將測量所得之振動，利用傅立葉轉(zhuǎn)換（Fast Fourier transform）分解成不同零件各自的振動波形，可由頻率的分佈判斷發(fā)生振動的來源；如轉(zhuǎn)軸或軸承。
相位分析：      將測量所得之振動，分解成不同零件各自的振動波形後，由頻率的相位差異判斷發(fā)生振動的模式；如轉(zhuǎn)軸變形或轉(zhuǎn)軸對心不良。