机械故障诊断实验指导书（页）

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1、机械故障诊断实验指导书实验一振动信号的采集、分析处理步骤与注意事项一、实验内容与目的1、了解振动信号采集、分析与处理的整个过程及注意事项；2、了解并掌握测试仪器的连接、信号的敏感参数选取、测点布置及各注意事项;3、掌握信号的时域分析、频域分析理论与特点。二、实验设备（1）振动实验台，电机及数据线等；（2）振动加速度传感器YD36（2只）：电荷灵敏度Sc=7.99PC/m.s'2；（3）DLF2通道四合一放大滤波器；（4）INV306DF16通道智能信号采集仪；（5）CoinvDasp2003专业版信号采集分析与处理系统。信号采集与分析系统

2、棊木框图如图1一1所示。信号釆集与分析系统框图振动实线DLF2放人器INV306采集仪验台YD36电脑及DASP2003信号采集分析与处理系统另外，简易诊断设备有BZ-870IA便携式测振仪。图三、实验原理1、振动测虽敏感参数的选取常用的振动测量参数有加速度d(/)、速度WO和位移Xr)o假定振动位移信号兀(r)为：x(t)=Asin(69Z+(p)(1—1)则振动速度信号为：v(Z)=Ao)cos(a)t+©)(1—2)振动加速度信号为：a(t)=-Aa)2sin(M+©)(1—3)由上式可知，当传感器拾取的信号很微弱时，位移信号x(f

3、)和速度信号幅值很小,由于频率的放大作川，加速度的信号的幅值相比相应的位移和速度分量的幅值要大得多，加速度参数在高频范围更加敏感，所以选择加速度振动信号。实用上，参数的选定可参考以下频率范围进行：低频范围(10〜100Hz)位移参数(xp_p,xp,x,兀咖等)；中频范围(10〜1000H刁)一一速度或称振动烈度(vrwjv)；高频范围(>1000Hz)加速度参数(anns,cip_p,a)2、振动信号分析与处理(傅里叶级数)对于一个复杂的周期振动信号可以用傅里叶级数展开，即可将这个信号分解成许多不同的频率的正弦和余弦的线性叠加，即：8(

4、1-4)40=q+Z(ancosn2兀ff+b”sinnl/rft)?：=i00=工(％cosn27rft-^bnsin/?2^/r)?)=()因此，川傅里级数法求频谱，实际上就是求傅里叶级数的系数心、色和仇，即:a()=*f兀⑴力1(ra,l=j'Jox(t)cosn27rftdt

5、t(1-5)(1-6)(1-7)bn=〒J)x(t)sinn27rftdt则傅小叶级数的频谱幅值等于:A广&K傅里叶级数的相位谱为：（P,,=如Ctan（%）四、实验步21、根据选取的敏感参数选择振动传感器；2、合理布置测点，测点布置的是否合理，直接关系到采

6、集信号的真空性。要注意以下:（1）所布置的测点要固定，且固定面要光滑、绝缘,并且要用特殊明显的标记符号标出。因为测点位置不同，测出来的信号也不同。（2）测点应布置在反映振动特征最敏感的部位。一般轴承是反映振动诊断信息最集中和最頌感的部位，因此把风机和电机的轴承座列为主耍测点。（3）测点应选在为轴承座联接刚度较高的地方或箱体上的适当位置，而「L安装面要光滑。（4）振动信号通过不同零件联接的界而一次，其振动能量就损失约80%左右，所以在选择测点时应注意尽是减少中间界面。（5）尽量保持每次测量时机器的工况条件、测量参数、使用的测量仪器和测量方法

7、（如传感器的固定方法）相同。这样才能保证每次所测量数据的真实性及相互可比性。3、测试仪器选择少布置测试仪器应选择分辨率、灵頌度佼鬲的仪器。布置时，应尽量减小电噪声的干扰和外来噪声的干扰，以及数据通道Z间的信号干扰等。4、信号的示波、分析与处理。五、实验注意事项1、安装传感器时，千万不要与机器的转动部件相接触；2、连接各测试仪器时，要注意断电，待连接完毕并经检杳确认连接无误时，接通电源;3、测试仪器耍轻拿、轻放，特别要注意传感器安装时耍放稳、放平；4、实验完毕时，先断电，然后拆线，放好各测试仪器。实验二转子不平衡的故障特征一、实验内容与目的

8、1、了解转子不平衡的原因；2、了解并掌握转子不平衡的振动机理；3、了解并掌握转子不平衡振动特征，包括时域与频域特征。4、学会用FFT來分析转了不平衡的振动特征。二、实验设备(1)振动加速度传感器YD36(2只)：电荷灵敏度Sc=7.99PC/m.s'2；(2)DLF8通道四合一放人器；(3)INV306DF16通道智能信号采集仪；(4)CoinvDasp2003专业版信号采集分析与处理系统。信号釆集与分析系统基本框图如实验一中的图1—1所示。三、实验原理设转了的质量为M,偏心距为e。转了的质心到两轴承连心线的垂直距离不为零，挠度为a,如图

9、2-1所示。一具有偏心质量的转子，设其质量集中于C点，考虑到其外阻尼的作用，转子以角速度⑵转动时，其轴心的运动微分方程为：2Mx+Cx+Kx=Me①coscotMy+Cy+Ky=Mesinco