简易振动诊断及分析技术

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1、简易振动诊断及分析技术杭州爱华仪器有限公司2005年4月17日第一章振动诊断及分析技术概述设备诊断技术，就是在设备运行中或基本不拆卸全部设备的情况下，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预报未来状态的技术。设备诊断技术的主要工作手段可分为10种：振动、温度、油液、声学、强度、压力、电气参数、表面状态、无损检测、工况指标。其中以振动、温度、油液及声学的诊断方法应用最多。振动诊断及分析技术源起于军事需要，逐步开发了一些检测方法和监测手段，特别是现代的数字信号处理技术的应用，使振动诊断及分析技术更加完善。由传感器或人的感官所获得的信息往往不明显、不直观，很难直接进行故障诊断。信号分析处理可

2、以将获得的信息通过一定的方法进行变换处理，从不同的角度提取最直观、最敏感的特征信息。一般情况下要从多重分析域、多个角度来分析观察这些信息。分析处理方法的选择、处理过程的准确性以及表达的直观性都会对诊断结果产生较大影响。第二章振动诊断基本知识振动是物体运动的一种形式，机械振动是一种十分普通的现象，凡是运行中的机械都存在不同程度的振动。在许多情况下，振动是反映机器状态最敏感的参数，当机器状态发生微小的变化也往往能从振动的变化中反映出来。振动诊断与其他设备诊断方法和比具有很大的优越性。目前、振动诊断技术无论在理论上还是方法上都比较成熟。振动测量分析都是采用仪器操作完成，简单方便，容易学习掌握。§2.

3、1振动基础知识§2.1」按振动的原因分类自由振动：给系统一定的能量后，系统所产生的振动。受迫振动：元件或系统的振动是出周期变化的外力作用所引起的。如不平衡，不对中所引起的振动。白激振动：在没有外力作用下，只是由于系统自身的原因所产生的激励而引起的振动。§2.1.2按振动频率分类低频振动：f<10Hz中频振动：f=10〜1000Hz高频振动：f>1000Hz§2.1.3振动三要素振幅d,频率f和相位“振幅不仅用位移，还可用速度V和加速度a表示。将位移一次微分可得到速度，再进行一次微分可得到加速度。§2.2振动信号处理一台运转屮的机器设备，从每一个测点上所测得的振动信号都不是单纯的，往往是由多个信

4、号组成的综合信号。根据测量结果，我们很难做出准确的判断，所以必须对振动信号进行适当的处理，提取与设备运转状态有关的特征。信号处理的基本方法有幅域分析、时域分析、频域分析和相域分析。§2.2.1时间领域内的信号处理它是通过观察振动信号的时间历程，对其信号的周期性及随机性给出定性评价。常用的方法有：波形分析、指标因数、同步平均、轴心轨迹，统计分析方法。§2.2.2频率领域内的信号处理频率领域内的信号处理技术主要就是利付氏变换将复杂的信号分解为简单信号的叠加。一个显得杂乱无章的时域信号，一经变换到频域观察就简明清晰多了。机器设备故障的发生、发展一般都会引起振动频率的变化。一方而是增生新的频率成份，一

5、方而是原有频率成份的幅度增长。第三章数字信号处理技术§3.1数字信号处理技术概述振动信号通过振动传感器变成电信号后，就可以对这个信号进行处理了，早期的信号处理大多采用模拟设备完成。近几十年来，随着计算机和大规模集成技术的发展以及快速傅里叶变换的应用，为数字信号处理提供了强有力的手段和方法，个人计算机的处理速度及功能越來越强，利用廉价的通用计算机配上和应的硬件设备制成的振动测量及分析仪器越来越多。如我公司开发的AWA6290A,它采用相同的硬件，利用计算机的高速处理数据及显示、存贮能力，可以对噪声、振动、压力等物理量进行采集、分析。数字信号处理技术与模拟技术相比有以下多种长处：1.信号处理的动态

6、范围宽，信噪比高。传统用来记录信号的模拟录音机的动态范I韦I只能达到60dB,—般一个16位A/D组成的数字信号处理系统的动态范围可达到96dB0由于模拟信号在模拟系统中要经过一系列的元器件,元件的热噪声和误差会逐级累加和放大，使得整个系统的性能指标下降。而数字系统的误差仅受模■数传换的量化误斧及计算时有限字长的影响，所以可以得到较高的信噪比。例如，传统的模拟倍频程滤波器的信噪比仅能做到70dB,数字滤波器可以做到80dB以上。2.抗干扰能力强数字处理系统的特性不受外界温度、湿度的影响，没有模拟电路的元件老化问题。3.系统的灵活性对于模拟系统，系统的配置和增益都很难改变，每当系统变动后，也很难

7、重新加以调整。而对数字系统，所有这一切仅仅是改变软件而已，十分容易实现。事实上，数字系统的灵活性还体现在同一个系统可以完成不同的功能，实现不同的应用。1.可实现体积小、重量轻，可靠性高检波、时间计权、频率计权、滤波器等许多需要大量元件构成的电子线路均采用软件来实现，当然所用元件大幅度减少，体积也减小，重量变轻，可靠性提高。在信号处理领域里，信号被定义为一个随时间变化的物理量，随时间连续变化的信号称