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机械设备振动分析科普滑动轴承故障机理研究

时间:2024-10-29      阅读:35

波形表示机器在测量点处瞬间的振动行为。正如我们已经提到的,波的高度代表振动的幅度或严重程度,但是我们忽略了一个对于机器诊断非常重要的概念,它与波的水平度有关,是频率或振动的概念。某一事件在一瞬间发生的次数,在振动中通常以 1 秒或 1 分钟为单位进行测量。例如,对于该轴承中的轴的每次旋转,我们获得这样的波形,该波形对应于轴的一个周期或轴的一整圈,如果在此期间经过一秒,则轴的频率将为 3 个周期或每秒 3 转,乘以 60 秒(即 1 分钟),我们将获得轴的频率(以每分钟周期为单位),等于每分钟 180 转。 如果我们增加轴的速度并假设此时经过一秒,那么现在轴的频率为每秒 7 个周期或转,每分钟为 420 个周期。

对于 1 秒内测量的频率,我们称为每秒周期数 (CPS) 或更常见的赫兹 (Hz),对于 1 分钟内测量的频率,我们称为每分钟周期数或 CPM。如果仅指 1 轴的速度,则以每分钟转数或 RPM 表示。

我们假设该风扇每秒旋转 2 转。通过记录联轴器侧轴承的振动,我们可以获得与轴和机器转子传递的能量相关的波形,这是由于风扇转子质量的不平衡或失补偿导致轴产生强烈振动速度,即频率为 2 Hz 此外,轴每旋转一圈,风扇吸入的固体颗粒就会撞击其 10 个叶片,产生额外的能量,加速度计会以 10 倍的频率感知到该能量。比 o 轴 20 Hz 的速度更快 我们将认为测量点周围的其他力可以忽略不计。

在这种表示中,我们可视化与测量点处的每个机械能源相关的基本波形,但实际上,加速度计以组合方式感测或听到它们,从而产生复合波形或来自每个机械能源的波的总和。振动源。

为了分离复合波形的每个源传递的机械能,使用称为傅立叶变换的数学过程,该过程根据频率分离每个波或振动源,获得我们称为“振动频谱”的图表

对于前一种情况,这将是振动频谱,可以看出测量点处的机械能主要是由于风扇的不平衡(轴每转一圈产生一个事件)和螺距的激励造成的。风扇叶片或振动中称为 BPF。在这种情况下,最好平衡机器并在风扇中安装过滤器,以防止因固体通过而激发的叶片受到腐蚀。

频谱是诊断轴由轴承支撑的机器故障常用的图表,因为通过频率我们可以识别振动源及其振幅或严重程度。

我们将举另一个例子来解释振动谱。在这种情况下,我们的风扇通过皮带轮和皮带通过电机的传动装置移动。电机速度为 3420 RPM 或每秒 57 转,皮带轮之间的关系允许风扇轴速度为 1140 RPM 或 19 RPS,风扇有 5 个叶片。

当测量风扇自由侧轴承的振动时,我们获得以下信号,当用我们的振动收集器或振动分析软件分解时,会产生该速度频谱。其中我们可以识别与电机轴和转子以及风扇轴和转子传递的能量相关的峰值。通过将叶片数量乘以风扇轴转速,我们可以得到叶片通过频率或 BPF。 60 Hz 处的峰值将对应于线路频率或电机两端电压振荡频率的泄漏,14 Hz 处的峰值将对应于皮带运行通过两个皮带轮时的线速度,该线速度通常低于两个轴的。以下峰值每隔 14 Hz 间隔一次,对应于可能被拉伸的频带的抖动。

请记住,只有当与您确定的允许水平相比,每个振动源的能量的振幅或严重程度较高或显着时,才是有害的。


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