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測振振動方法參量:
測定方法在工程設(shè)計(jì)中,有時只需知道低階(如一、二階)固有頻率、振型以及阻尼系數(shù),可用簡易方法測定這些參量:
固有頻率測定 用敲擊或突然卸載使系統(tǒng)產(chǎn)生自由振動,記錄其衰減波形并與儀器中的時標(biāo)信號比較,或?qū)⑿盘柊l(fā)生器產(chǎn)生的固定頻率正弦波和衰減波形輸入射線示波器,由示波器顯示的利薩如圖形求得一、二階固有頻率。如果有激振器或振動臺,則可對系統(tǒng)進(jìn)行步進(jìn)頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率,在小阻尼時共振頻率近似等于固有頻率。
測振振動的時域識別
直接利用振動的時間歷程來求系統(tǒng)的模態(tài)參量。對自由振動,可以通過自由振動和脈沖響應(yīng)函數(shù)(系統(tǒng)的時域特性參量之一,其傅里葉變換即機(jī)械導(dǎo)納)的關(guān)系直接計(jì)算模態(tài)參量。對受迫振動,可以用數(shù)字時間序列分析方法或其他方法(如隨機(jī)減量法、濾波法等)來計(jì)算模態(tài)參量。時域識別方法的優(yōu)點(diǎn)是能利用運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)器的振動信號,適用于不能在實(shí)驗(yàn)室測試的大型結(jié)構(gòu);缺點(diǎn)是天然振源的激振力往往無法測定和控制,而僅能由響應(yīng)值來識別,故精度較低。
利用振動信號對故障進(jìn)行診斷,是設(shè)備故障診斷方法中有效、常用的方法,機(jī)械設(shè)備和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的振動及其特征是反映系統(tǒng)狀態(tài)及其變化規(guī)律的主要信號,通過各種動態(tài)測試儀器拾取、記錄和分析動態(tài)信號,是進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的主要途徑.
統(tǒng)計(jì)資料表明,由于振動而引起的設(shè)備故障,在各類故障中占60%以上,據(jù)國內(nèi)外報(bào)道,用振動的方法可以發(fā)現(xiàn)使用中的航空發(fā)動機(jī)故障的34%,可節(jié)約維修費(fèi)用70%.
利用振動檢測和分析技術(shù)進(jìn)行故障診斷的信息類型多,量值變化范圍大,而且是多維的,便于進(jìn)行識別和決策,例如頻率范圍可以從0.01赫到幾萬赫,加速度可以從0.01g到成百上千個g,這就為診斷不同類型的故障提供了基礎(chǔ).
測振加速度傳感器
根據(jù)能否用確定的時間關(guān)系函數(shù)來描述,振動分為確定性振動和隨機(jī)振動。
1、振動的基本參數(shù)
振幅:振動體或質(zhì)點(diǎn)距離平衡位置的幅度。
頻率:每秒振動的次數(shù),用HZ表示。
周期:振動一次所需要的時間,頻率和周期互為倒數(shù)。
相位:表示振動部分相對與其他振動部分或固定部分所處的位置。
2、振動位移對時間的一階導(dǎo)數(shù)是速度、速度對時間的一階導(dǎo)數(shù)是加速度。
加速度對時間積分得速度、速度對時間積分得位移。因此,位移、速度、加速度這三者,只要測得其中之一,即可通過微分積分的關(guān)系求出另外的兩個物理量。
3、常用的測振傳感器(結(jié)構(gòu)和應(yīng)用)
壓電加速度傳感器是基于壓電晶體的壓電效應(yīng)工作的,壓電式加速度計(jì)無需外電源,屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器。它由壓緊彈簧、質(zhì)量塊、壓電晶片和基座等部分組成,其中,壓電晶片是加速度計(jì)的核心。壓電晶體輸出電荷與振動的加速度成正比。靈敏度高而且穩(wěn)定。
磁電速度傳感器是基于磁電感應(yīng)工作的,無需外電源也屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器。由磁鋼 、線圈 、阻尼環(huán)、彈片 、芯軸 、殼體和輸出線 組成。當(dāng)傳感器隨被測系統(tǒng)振動時,傳感器線圈與磁場之間產(chǎn)生相對運(yùn)動,切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而輸出與振動速度成正比的電壓。
振動位移信號通常采用渦流位移傳感器提取。由線圈、殼體和引線組成。它基于金屬體在交變磁場中的電渦流效應(yīng)工作。工作時,將傳感器頂端與被測對象表面之間的距離變化轉(zhuǎn)換成與之成正比的電信號。測振加速度傳感器這種傳感器不僅能測量一些旋轉(zhuǎn)軸系的振動、軸向位移,還能測量轉(zhuǎn)數(shù)。渦流位移傳感器屬于非接觸式測量,但需要外電源,屬于能量控制型傳感器。