1.概述

振動在旋轉機械設備故障中占了很大比重，是影響設備安全，穩定運行的重要因素。振動直接反應了設備的健康狀況，是設備安全評估的重要指標。通過對振動分析方法的調查，熟悉一般的振動分析流程及方法，從而對檢測設備進行故障診斷及趨勢預測。

2.目的

調查并理解振動分析的方法和手段，從而通過不同的振動分析方法準確定位機械故障，提高維護效率。

3.詳細

3.1.振動信號

3.1.1.機械振動的類型

按照振動歷程和信號的特點分類，參見圖3.1

圖3.1 振動類型按振動歷程和信號的特點分類

按照振動產生的原因分類：

自由振動：給系統一定的初始能量后，系統所產生的振動。若系統無阻尼，則系統維持等幅振動；若系統有阻尼，則系統為衰減振動。

受迫振動：振動由于周期變化的外力作用所引起，如不平衡、不對中所引起的振動。

自激振動：在沒有外力作用下，只是由于系統自身的原因所產生的激勵而引起的振動，如油膜震蕩、喘振等。

3.1.2.簡諧振動及其三要素

簡諧振動是機械振動中最基本、最具有代表意義的振動方式，振幅、頻率、初相角稱為簡諧振動的三要素，簡諧振動有如下特征：

圖3.2 簡諧振動及其三要素

3.1.3.振幅、頻率、相位在工程振動中的意義

3.1.3.1.振幅

振幅是物體動態振動的幅度，振幅是振動強度和能量水平的標志，是評價機器運轉狀態優劣的主要指標。它的量值可以表示為峰峰值、峰值、有效值(均方根值)。

圖3.3 振幅的峰峰值、峰值、有效值

工程應用中表示振動幅度的參數有位移、速度、加速度。位移的量值為峰峰值，單位是微米μm或者毫米mm，振動位移具體的反映了振動幅度的大小。速度的量值為有效值(均方根植)，又稱振動烈度，單位為毫米每秒mm/s，是位移的變化速率，振動速度反映了能量的大小。

加速度的量值為峰值，單位為米每平方秒m/s2或重力加速度g(1g=9.8m/s2),振動加速度反映了振動速度的變化率，加速度越大代表施加在系統上的作用力越大。

時域波形幅度參數的選擇：振動幅值是振動分析中經常使用的重要振動參數之一，它與機器存在的潛在故障的嚴重程度成正比，并且也是顯示機器狀態的首選參數之一，當信號頻率在10hz以下時，位移測量比較便利，當機器內部所產生的振源頻率超過5000hz以上，推薦應用加速度，當機器的振源頻率范圍在5-5000hz時，一般選擇測量振動速度。

3.1.3.2.頻率

頻率代表每秒振動循環的次數，是分析振動原因的重要參數，對于旋轉機械來說，轉子每旋轉一周就是完成了一個振動過程，轉速單位為轉每分鐘，縮寫為CPM，旋轉頻率f=CPM/60。許多振動與轉速相關，因此振動頻率也可以用轉速頻率的倍數來表示，倍頻就是用轉速頻率的倍數來表示振動頻率，其中，一倍頻，即實際運行轉速頻率又稱為工頻、轉頻、基頻。

3.1.3.3.相位

相位代表給定時刻振動物體被測點相對于固定參考點的角位置，單位是度。相位反應機器某一部分的振動與另一部分振動的相互關系，相位分析是一個強有力的工具，可用于協助查找故障。

3.1.4.機械振動測量及評價標準

參照國標GB/T6075(在非旋轉部件上測量和評價機器的機械振動)或ISO10816，在GB/T6075的總則部分中規定了使用以下測量量：振動位移，以微米(μm)為單位，振動速度，以毫米每秒(mm/s)為單位，振動加速度，以米每二次方秒(m/s2)為單位，詳細細節請參照標準。

3.1.5.振動信號的分析方法

針對振動信號的上述特征，可有如下分析方法：

1)時域分析(波形、軸心軌跡、軸心位置)

2)頻域分析(傅里葉變換、頻譜、相位、瀑布圖、濾波分析、細化譜、倒頻譜、包絡分析)

3)變速分析(波特圖、階次分析、極坐標圖、級聯圖)

4)趨勢分析

實際上，經過采樣得到原始振動數據后，就時域分析和頻域分析兩種。時域分析是對原始振動數據的顯示，頻域分析是對經過傅里葉變換后數據的顯示，只是顯示的方法不同而已。例如軸心軌跡是對相同部位兩個方向波形的合成，瀑布圖是不同時刻的頻譜顯示，波特圖和極坐標圖分別表示基頻振動的幅值和相位隨機器轉速的變化規律。

未完待續......

總結

以上是生活随笔為你收集整理的合振动的初相位推导_基于振动信号的机械设备故障诊断（一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。