旋轉機械振動測量知識
機械中一般包括不運動的結構部分和運動的動力系統，本篇主要針對后者。
機械結構的常見動力系統
動力系統主要包括：
動力源：電動機、內燃機等；
傳動部件：轉軸、齒輪、凸輪、聯軸節、鏈條、皮帶等；
運動部件：完成各種運動的部件，如葉片、刀具、車輪、活塞；
支承零件：滾動軸承、滑動軸承、液壓系統等。
主要有兩種運動形式：
旋轉運動：動力源、傳動部件、旋轉的運動部件、軸承的內圈和滾珠等；
往復運動：內燃機內部的凸輪活塞、磨床的運動部分。
常常關心的零件有：轉子、轉軸、齒輪、軸承、葉片等。
旋轉機械振動特點
周期性的強迫振動；
往復運動：轉子質量偏心（不平衡）、不對中、油膜非線性力；
松動：摩擦、碰撞等；
共振。
基本周期：旋轉周期→轉頻，一般以轉速形式呈現。
X r/min → X/60r/sec → X/60Hz
各種部件的振動頻率，多數與旋轉頻率有關，可以事先計算出來。在頻譜圖上查找這些特征頻率，以判斷振動產生的部件和原因。
常用頻率：
旋轉頻率：fr?= X r/min→ X/60Hz；
倍頻：n fr；
分頻：?fr/n；
齒輪嚙合頻率：Z?fr；
邊頻：Z fr?±?n fr；
滾動軸承頻率：內圈、外圈、滾動體、保持架。
振動響應測試
非工作狀態，以錘擊、激振器等激勵，測量自振頻率和模態振型；
臨界轉速：轉軸系統的各階自振頻率對應的轉速。
工作狀態下，測量振動響應。
工作狀態下，測量振動響應，關心各特征頻率，分析系統工作狀態，判別故障部件和原因。
轉子現場動平衡
測量轉子的偏心角度和偏心量，以便在反相位上進行補償，消除轉子不平衡振動。
靜平衡：剛性轉子（單盤轉子，長度遠小于直徑，轉速較低）；
動平衡：柔性轉子（多盤轉子，長度不遠小于直徑，轉速較高）；
單盤轉子
多盤轉子
l?與d?同量級
平衡試驗機：拆下旋轉部件系統，安裝到平衡機上；
現場動平衡：正常安裝條件下，現場進行平衡測試。
測量原始振動幅度和角度；
在各轉盤上的某個角度，加上試驗配重，測量振動幅度和角度；
使用影響系數法，計算原始的轉子偏心大小和角度；
在反方向上加上補償配重后，驗證測量及再平衡。
測試傳感器和安裝
旋轉振動，需要同時測量垂直的兩個方向，X和Y方向，X-Y圖。
使用電渦流傳感器，對準旋轉部位，防止兩個電渦流傳感器太近引起相互干擾。
徑向X/Y振動測量
軸向Z振動測量
使用加速度傳感器，安裝在軸承座上，注意安裝角度。
轉速：電渦流、光電、編碼器等測量轉速脈沖，然后根據RRP和單位時間內脈沖數計算；
相位：鍵相信號來確定振動的相位；
PPR：每轉脈沖數，如齒輪100個齒，則PPR=100。
利用光電或電渦流傳感器，測量鍵相或齒輪脈沖，獲得轉速。
利用鍵相信號確定振動信號的相位
常用分析方法
頻譜分析：尋找特征頻率；
啟停機過程分析：伯德圖、跟蹤濾波、幅值轉速曲線、階次分析、時間譜陣分析；
階次分析：階次譜陣、渦動比；
軸心軌跡分析：X-Y圖軸心軌跡、二維全息譜、三維全息譜、全息瀑布圖；
幅域參量統計：有效值、峰值因數、裕度因數、偏態因數等；
倒頻譜分析；
共振解調分析：尋找軸承故障頻率。
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