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摘要:机械振动是指物体或质点在其平衡位置附近所做得往返运动,机械设备振动是由于机械设备反复而有规律的动作所产生的。机械设备产生振动后,会造成一定的危害,使机械设备工作性能降低。
关键词:机械加工;机械振动
一、机械设备振动产生的原因
在实际的机械生产过程中,机械设备发生振动故障不尽相同。一般来说,常见的机械设备振动都与旋转相关。本文对机械设备产生振动故障的原因进行分析:
1.1转子的异常振动故障
机械设备中的转子由于受形状不对称、所用材料密度不均匀、加工或安装时产生误差等影响,导致其产生了径向截面上的不平衡以及质量的分布不均匀问题,导致了转子和转轴之间的松动分离。
1.2电机的振动故障
通常来说,发生电机振动故障的原因主要是电机在组装时,转子安装的不对称,或者转子与定子之间的电压不均匀、不稳定。当电机超长时间运行后,转子铁心与轴配合容易发生松动。转子在磁拉力的作用下,二者之间容易开裂,导致转子在高速旋转的摩擦过程中,轴系出现松动,电机产生振动故障。
1.3齿轮传动中的振动故障
齿轮传动是机械设备中最常使用的传动机构。在齿轮的传动过程中,由于齿轮的高速旋转,一旦其波动幅度超过了允许范围负载,就会导致齿轮在短时间内加速磨损。齿轮的磨損变形会导致齿轮发生异常振动,诱发振动故障。严重时会导致齿根的断裂,影响机械设备的正常运行。
1.4滚动轴承的振动故障
滚动轴承是机械设备中较常使用的传动零件。滚动轴承在运作时,其内外圈的通过频率必须要保持与标准值一致。一旦内外圈的通过频率与标准值有差异,就会带来滚动轴承的异常振动,加剧滚动轴承在短时间内的磨损变形程度。最终诱发机械设备故障,影响机械设备的安全使用。
二、机械振动故障的诊断流程
在长时间、高负荷运行下,机械设备极易出现各类故障,机械振动故障的诊断是利用检测仪器对机械设备的原始振动信号进行采集,对检测到的数据进行分析,对振动信号进行降噪处理,去除信号中夹杂的噪音杂质,提取关键的故障信息。
三、常见的故障振动诊断方法
机械设备的振动伴随着机械设备的运行而产生。机械设备振动诊断实际上是通过对采集的振动信号在三维图上的时域、幅域、频域进行信号处理与分析,以判断出故障发生的原因,并找到故障发生的部位。目前,在国际上普遍使用的振动诊断方法主要包括:
3.1波形分析法
通过对信号波谱曲线的形态进行分析,提取表征曲线形态的参量,并以这些参量的相似性作为波谱相似性的测度。将这些参量与机械振动故障的判断标准进行比照,从而判别出振动信号中隐含的故障原因,并对故障发生部位进行定位。
3.2频谱分析法
频谱分析法是将时域信号变换至频域,在频率域内对动态信号加以分析的方法。其通过将复杂的时间历程波形,经过傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量,以获得信号的频率结构以及各谐波和相位信息,其分析的结果是以频率为坐标的各物理量的谱线与曲线。目的是为解决消振、幅振等问题提供条件,帮助判别出振动信号中隐含的故障原因,并对故障发生部位进行定位。
四、机械振动故障诊断的关键
本文对机械振动故障诊断中涉及的关键步骤与重点问题进行了分析,从数据采集、数据分析、数据综合判断三个角度分别探讨了其中的关键注意点。
4.1数据采集
机械振动数据是进行振动故障诊断的基础与判断依据,采集的数据量与数据的准确程度决定着故障诊断的准确性,因此振动数据采集是机械设备振动应急处理中基础的、必不可少的环节。在振动数据的实际采集时,所用采集设备会限制采集数据的量级与数据的精度。
4.2数据分析
利用采集设备采集到故障振动的数据后,技术人员需要对数据进行整理、分类、综合,采用频谱分析等技术手段进行处理,从而实现对数据的深挖掘,为找到故障发生的原因与发生部位提供依据。
4.3故障诊断
数据采集与分析的最终目标是为了实现对振动故障的诊断,故障的诊断需要对采集到的数据进行综合判断。将振动故障数据与故障判断标准进行综合分析,从而快速准确地判断出故障的发生部位与发生原因。
五、振动故障的处理措施
在对故障进行准确的原因判断与位置定位后,需要采取相应的处理措施来对机械设备进行科学合理的维修与维护,减少机械设备在使用过程中对机械产品生产带来的损失。本文以旋转设备的振动故障为例,探讨了其故障判别与应急处理措施。旋转设备的振动量主要采用振动仪进行采集获取,将采集得到的振动量与故障判断标准进行对比分析。如果发现振动量超过允许的标准范围,通常可以根据振动发生部位与振动方向来推测振动的来源。例如,纵向振动量的增大,可以推测是由于联轴器中心有误差或者转子的安装存在误差超标问题,水平振动量的增大可能是由于转子失去平衡。
结语:机械设备振动是由于机械设备反复而有规律的动作所产生的。一旦机械设备出现不正常的振动或者振动的幅度超过了允许范围,会对机械设备的工作寿命和工作性能产生影响,严重的会导致机械设备零部件出现故障或者提前失效,因此必须对振动信号进行采集。根据振动信号进行故障诊断,准确判断出故障发生的原因与故障发生部位,采取应急措施来处理机械设备不正常振动的问题,以保证机械设备的安全运行。
关键词:机械加工;机械振动
一、机械设备振动产生的原因
在实际的机械生产过程中,机械设备发生振动故障不尽相同。一般来说,常见的机械设备振动都与旋转相关。本文对机械设备产生振动故障的原因进行分析:
1.1转子的异常振动故障
机械设备中的转子由于受形状不对称、所用材料密度不均匀、加工或安装时产生误差等影响,导致其产生了径向截面上的不平衡以及质量的分布不均匀问题,导致了转子和转轴之间的松动分离。
1.2电机的振动故障
通常来说,发生电机振动故障的原因主要是电机在组装时,转子安装的不对称,或者转子与定子之间的电压不均匀、不稳定。当电机超长时间运行后,转子铁心与轴配合容易发生松动。转子在磁拉力的作用下,二者之间容易开裂,导致转子在高速旋转的摩擦过程中,轴系出现松动,电机产生振动故障。
1.3齿轮传动中的振动故障
齿轮传动是机械设备中最常使用的传动机构。在齿轮的传动过程中,由于齿轮的高速旋转,一旦其波动幅度超过了允许范围负载,就会导致齿轮在短时间内加速磨损。齿轮的磨損变形会导致齿轮发生异常振动,诱发振动故障。严重时会导致齿根的断裂,影响机械设备的正常运行。
1.4滚动轴承的振动故障
滚动轴承是机械设备中较常使用的传动零件。滚动轴承在运作时,其内外圈的通过频率必须要保持与标准值一致。一旦内外圈的通过频率与标准值有差异,就会带来滚动轴承的异常振动,加剧滚动轴承在短时间内的磨损变形程度。最终诱发机械设备故障,影响机械设备的安全使用。
二、机械振动故障的诊断流程
在长时间、高负荷运行下,机械设备极易出现各类故障,机械振动故障的诊断是利用检测仪器对机械设备的原始振动信号进行采集,对检测到的数据进行分析,对振动信号进行降噪处理,去除信号中夹杂的噪音杂质,提取关键的故障信息。
三、常见的故障振动诊断方法
机械设备的振动伴随着机械设备的运行而产生。机械设备振动诊断实际上是通过对采集的振动信号在三维图上的时域、幅域、频域进行信号处理与分析,以判断出故障发生的原因,并找到故障发生的部位。目前,在国际上普遍使用的振动诊断方法主要包括:
3.1波形分析法
通过对信号波谱曲线的形态进行分析,提取表征曲线形态的参量,并以这些参量的相似性作为波谱相似性的测度。将这些参量与机械振动故障的判断标准进行比照,从而判别出振动信号中隐含的故障原因,并对故障发生部位进行定位。
3.2频谱分析法
频谱分析法是将时域信号变换至频域,在频率域内对动态信号加以分析的方法。其通过将复杂的时间历程波形,经过傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量,以获得信号的频率结构以及各谐波和相位信息,其分析的结果是以频率为坐标的各物理量的谱线与曲线。目的是为解决消振、幅振等问题提供条件,帮助判别出振动信号中隐含的故障原因,并对故障发生部位进行定位。
四、机械振动故障诊断的关键
本文对机械振动故障诊断中涉及的关键步骤与重点问题进行了分析,从数据采集、数据分析、数据综合判断三个角度分别探讨了其中的关键注意点。
4.1数据采集
机械振动数据是进行振动故障诊断的基础与判断依据,采集的数据量与数据的准确程度决定着故障诊断的准确性,因此振动数据采集是机械设备振动应急处理中基础的、必不可少的环节。在振动数据的实际采集时,所用采集设备会限制采集数据的量级与数据的精度。
4.2数据分析
利用采集设备采集到故障振动的数据后,技术人员需要对数据进行整理、分类、综合,采用频谱分析等技术手段进行处理,从而实现对数据的深挖掘,为找到故障发生的原因与发生部位提供依据。
4.3故障诊断
数据采集与分析的最终目标是为了实现对振动故障的诊断,故障的诊断需要对采集到的数据进行综合判断。将振动故障数据与故障判断标准进行综合分析,从而快速准确地判断出故障的发生部位与发生原因。
五、振动故障的处理措施
在对故障进行准确的原因判断与位置定位后,需要采取相应的处理措施来对机械设备进行科学合理的维修与维护,减少机械设备在使用过程中对机械产品生产带来的损失。本文以旋转设备的振动故障为例,探讨了其故障判别与应急处理措施。旋转设备的振动量主要采用振动仪进行采集获取,将采集得到的振动量与故障判断标准进行对比分析。如果发现振动量超过允许的标准范围,通常可以根据振动发生部位与振动方向来推测振动的来源。例如,纵向振动量的增大,可以推测是由于联轴器中心有误差或者转子的安装存在误差超标问题,水平振动量的增大可能是由于转子失去平衡。
结语:机械设备振动是由于机械设备反复而有规律的动作所产生的。一旦机械设备出现不正常的振动或者振动的幅度超过了允许范围,会对机械设备的工作寿命和工作性能产生影响,严重的会导致机械设备零部件出现故障或者提前失效,因此必须对振动信号进行采集。根据振动信号进行故障诊断,准确判断出故障发生的原因与故障发生部位,采取应急措施来处理机械设备不正常振动的问题,以保证机械设备的安全运行。