关于振动分析基础理论的讨论

tjxz888

首先我谈一点基础理论的东西:对于振动分析最基础的理论应该是简谐振动方程了(不考虑相位)

1)振动位移方程式： Y=Asinωt
2)振动速度方程式： V=-Aωcosωt
3)振动速度方程式： G=-Aω2sinωt
其中:ω-角频率(2лf)
     这就是2X3.14的来源.

        对于一般的机器振动是比较复杂的,是不能用简谐振动来分析的.但如果某一种单一的故障(以简谐振动出现的,如:动平衡\不对中等),当其振动能量占到总能量的80%以上的时候,是完全可以按照简谐振动来分析处理的,这一点我于94年在武汉专门与杨叔子(音)老前辈探讨过的.国外在最早期的振动资料中也介绍过两个简单的经验公式,我曾经在中国现代设备管理文库中有过详细地论述和推导过程.在实际中也得到了很好地运用.
      
        对于滚动轴承加速度过大,经验值达到20m/ss以上的时候,轴承是绝对出现严重问题,必须更换了!!!!至于根据简谐振动简单计算的加速度值放大3~5倍是经验!!

         在高频振动时，虽然振动幅值可能很小，但由于振动加速度是振动位移的ω2倍，所以振动频率的轻微上升，就会导致系统加速度的大幅度升高，引起零部件惯性力的破坏经常发生在高频振动，而高频振动的隐患大多具有隐蔽性和突发性，可以在振动位移和速度增大不明显的情况下，而发生突然的断裂。这也是近年来国际上特别关注高频振动研究的原因。例如：要折断一跟铁丝时，在保证弯折幅度（振动幅度）不变的情况下，加快弯折的频率，就可以加快折断铁丝的速度。而轴承故障产生的频率相对是高的.也就导致加速度较高,根据加速度判定滚动轴承故障比用速度\位移要准确的多.且可以早于严重损坏之前.

karster

这一方法在理论上可行, 有很多印度的工程师都采用这一方法,但弄不好很容易出事情.

我觉得要分清两个概念: 高频振动, 加速度.

请问楼主:
1. 轴承外圈有缺陷时,会有BPFO产生, 有ω=BPFO的振动,那么这点冲击振动的能量相对于设备总体振动能量是多少? 例如相对于工频ω=50Hz的振动, 可能1%都没有!
2. "对于滚动轴承加速度过大,经验值达到20m/ss以上的时候,轴承是绝对出现严重问题,必须更换了!!!!", 这一说法绝对误导大众, 可能轴承缺油,可能是叶轮动平衡不好导致.
3.杨叔子做什么我不清楚,但我看只知道他写过一本时序分析的书,再就是给各种书写序.
4.如果工厂配置的仪器有FFT功能,最好是用.
5.如果没有配置FFT,我建议采用XP/XRMS, 而不是绝对数值.
6. "而轴承故障产生的频率相对是高的.也就导致加速度较高,根据加速度判定滚动轴承故障比用速度\位移要准确的多.且可以早于严重损坏之前."
    这一说法有道理,但看怎么理解!!!! 事实上,光测一个加速度的绝对数值, 我相信即使是搂主也无法判断, 但它确实可以给我们一个参考, 再就是调制解调/PEAKVAUE都是根据高频测试的结果进行判断的.
:handshake

[ 本帖最后由 karster 于 2006-8-18 16:49 编辑 ]

malong

杨叔子（华中科技大学）主要研究方向： 机械工程领域，把机械工程同控制论、信息论、系统论紧密结合,致力于同微电子技术、计算机技术、信息技术、网络技术等新兴技术领域交叉的研究与教学，特别是在先进制造技术、设备诊断、信号处理、无损检测新技术、人工智能与神经网络的应用等方面取得一系列成果。

happyman

原帖由 karster 于 2006-8-18 16:42 发表
这一方法在理论上可行, 有很多印度的工程师都采用这一方法,但弄不好很容易出事情.

我觉得要分清两个概念: 高频振动, 加速度.

请问楼主:
1. 轴承外圈有缺陷时,会有BPFO产生, 有ω=BPFO的振动,那么这点冲击振 ...

sure，看得出karster 在振动尤其轴承的振动有很深的造诣。

tjxz888

在轴承部位测量加速度很大的时候，还要必须会同听诊轴承躁声是否异常，还要进行振动频率的分析，决不能够只是测量了一个加速度值就下结论。这点我想大家应该都是清楚的。故障诊断必须传统与现代相结合，对于故障诊断人员听针和仪器都是必不可少的，仪器测量反映出的问题必须在感官上能够得到合理地解释；同时听诊反映的故障现象在仪器上也必须有合理地反映，二者统一了，下结论还没有出现过错误，相反二者不能统一，则绝对不要轻言结论！
       另外我是这样判断某一个频率下的振动到底占全部振动能量的比例的，如：测量全频振动速度=28mm/s，对频率进行扫描分析的时候，如果某频率下的振动达到了22mm/s以上的时候，我就认为振动主要是由目前这个频率引起的，就对此频率进行特别地分析，其他频率成分基本放弃，当然全频振动与分频振动的能量不是简单地加减，但对于现场工程实际的应用，是可以这样简化处理的。关键是：20多年来，大量的实践案例中，按照这样的方法简化处理，得到的诊断结论与实际解体检修，检查看到的结果是完全吻合的。实践检验是完全可行的。

         还有：提到能量应该是说速度，而不是加速度，也就是说，我上面讲到的某个频率的震动能量占到全部能量比例，要以速度来说话。还有一点我可能没有表达清楚，轴承损坏加速度必然很大，但加速度大，未必一定是轴承损坏。实际应用中，如果你测量轴承部位加速度很大，位移、速度很小，一般与轴承的润滑有关；反之位移、速度、加速度都大，且听诊躁声异常，应该判断轴承出现问题。
       karster说动平衡问题也会造成加速度很大，这一点我不敢同意，还没有遇到过，加速度大应该与冲击有关。

看来发表观点，还是要严谨，稍微偷懒，就可能造成误导，以后改正！！

[ 本帖最后由 tjxz888 于 2006-8-19 03:53 编辑 ]

四十不惑

讨论的很好.顶一下!!!

jiongmingyang

就是希望这样的讨论，往大家共同进步

李明振

不错的主题，学习多了，谢谢肖老师

a3883

謝謝樓主的經驗分享，學習中！