机械振动案例分析

机械振动原理的应用案例1. 弹簧振子•案例描述：弹簧振子是机械振动中常见的一个案例，通过调整弹簧的初始位置和质点的质量来研究振动的特性。

•案例分析：–弹簧振子的基本原理是质点在弹簧作用下发生周期性的振动。

–当质点受到外力作用时，会出现振动现象，振动的特性包括振幅、周期、频率等。

•案例应用：–在建筑工程中，可以利用弹簧振子的原理设计减震系统，以抵消地震等外力对建筑物的影响。

–弹簧振子还可以应用于仪器和设备中的振动控制系统，如汽车悬挂系统和机械结构的振动减小系统。

2. 动力摆锤•案例描述：动力摆锤是一种利用机械振动原理来产生动能的装置，由摆锤和驱动器组成。

•案例分析：–动力摆锤的基本原理是通过摆锤的周期性摆动，将机械能转化为动能。

–摆锤的运动过程中，驱动器通过传递力量给摆锤，使其继续摆动，并且产生更大的动能。

•案例应用：–动力摆锤被广泛应用于发电站和工厂的能量回收系统中，以提高能源利用效率。

–在交通工具中，动力摆锤也可以作为动力传动装置，用于提供动力和减少能量消耗。

3. 震动筛网•案例描述：震动筛网是一种基于机械振动原理工作的筛分设备，广泛应用于矿石分类和颗粒物筛分等领域。

•案例分析：–震动筛网通过振动力将颗粒物在网面上进行筛分，根据颗粒物的大小和形状分别进行筛分和分离。

–筛分过程中，颗粒物受到机械振动的作用，产生相对运动，通过筛孔的大小来分离颗粒物。

•案例应用：–震动筛网广泛应用于矿山、建筑材料、化工等工业领域，用于颗粒物的筛分和分级。

–在环保领域，震动筛网也可以用于固液分离、废弃物处理和废水处理等环境工程。

4. 随机振动识别•案例描述：随机振动识别是一种利用机械振动信号进行故障诊断的方法，通过分析振动信号的频谱和特征来判断设备的状态。

•案例分析：–随机振动信号是由于设备的非理想性和环境的随机变化引起的。

–通过振动信号的频谱分析、时间序列分析和特征提取等方法，可以识别设备故障的类型和程度。

•案例应用：–随机振动识别被广泛应用于工业设备和机械设备的故障诊断和预测维护。

唐山分公司一厂设备部设备管理典型案例一、案例正文和案例分析1.一线篦冷机液压管路改造：原篦冷机液压管路使用已到寿命，经常发生液压主管路焊口裂缝漏油现象，2013年累计漏油3.5吨以上，停窑次数达到5次以上，增加较多油耗损失并严重影响窑运转率利用2013年底大修期间，进行一线篦冷机整体管路改造，将主管路改到风室外部，出现问题不用停机条件下可在外面操作修复，同时可避免二次污染；液压缸各支管路增加阀门，可快速有效排查工作异常液压缸；液压管路整体布局重新敷设，减少弯头数量，降低压力损失；泵站出口管路改为高压软管，较少液压冲击引起的振动。

为了进一步避免一二线篦冷机液压油管坏后造成油箱大量跑油。

将一二线篦冷机油箱液位控制改为模拟量带数显液位计，中控室上位画面添加液位显示，液位曲线与液位报警报警。

原来为液位继电器控制，低位报警与低位停车相差100mm，高位报警与停车值相差450mm。

改完后油位显示809mm。

将高位报警设为815mm，低位报警设为790mm ，低位停车设为780mm，延时5秒停篦床改造后液位控制更加精确，液压油管漏油后跑油量由原来的10cm，变为2cm，每次减少跑油量300公斤。

改造后运转良好，未出现漏油现象，管路整体振动较原先有明显好转。

2.二线水泥A磨1#选粉机变频器改造：电机型号TIM-FCKTW-FW-6 380V 90KW该电机型号老，水电阻调速落后，不节能启动有冲击，且滑环碳刷维护量大价格高。

测速机故障较频繁，调速范围小，调速精度差调速不平滑。

调节范围有限选粉细度对水泥质量有影响，更换变频器型号AB-ACS800。

改造后效果：1、电耗大幅度下降，原电机额定电流为180A，现改造后电机实际运行电流平均为50A左右，电能利用率大幅提高。

2、设备运行状况大为改善，调速精度提高，平滑调速运转，设备启动冲击减小。

3、水泥细度调节更加有效，更大范围内调节细度，有利于水泥生产质量。

该风机原每小时耗电量为90KW\H，项目建成后每小时可节电约30 KW\H，按年运转率为73%计算可节电：平均电价为0.5元计, 每年可节省9万元。

《简谐运动》典型案例分析本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址人类生活在运动的世界里,振动就是其中一种较为常见的形式,如图所示的钟表利用了钟摆的振动来进行计时,蹦极运动的运动员利用弹性绳沿竖直方向上下运动,琴弦的振动让人们欣赏到优美的音乐,地震可能会给人类带来巨大的灾难……振动现象比比皆是,与我们的生活密切相关。

因此,认识并理解振动,掌握物体振动的规律很有必要。

振动的物体千姿百态,各物体的振动情况也不尽相同,不可能对所有物体的振动规律全部描述一遍,但我们仍用研究问题的基本方法来研究振动——将复杂的振动看成几个简单振动的合振动。

在本章中,我们着重分析两种最简单的振动模型,学习如何描述振动,掌握两种简单振动模型所具有的性质。

课时11.1 简谐运动1.知道什么是弹簧振子,领会弹簧振子是理想化模型。

2.通过观察和分析,理解简谐运动的位移—时间图象是一条正弦曲线。

3.经历对简谐运动的运动学特征的探究过程,加深领悟用图象描绘运动的方法。

重点难点:理解简谐运动的概念,理解简谐运动位移—时间图象的意义。

教学建议:对于本节课的教学,首先通过学生身边和生活中实际的例子引出振动的概念;而后按从简单到复杂、从特殊到一般的思路,从运动学的角度认识弹簧振子,通过演示实验得出弹簧振子的振动图象;再通过数据分析揭示出弹簧振子的位移—时间图象是正弦曲线,然后从其运动学特征给出简谐运动的定义,并进一步引导学生认识简谐运动是一种较前面所学的直线运动、曲线运动更复杂的机械运动;最后回归生活和应用举例,使学生知道机械振动是一种普遍的运动形式。

导入新课:随着社会经济的发展,我国高层建筑与超高层建筑越来越多。

高层建筑受地面震动和风力的影响较大,其力学稳定性很重要。

建筑受到风荷载的作用,高度增加,横向振幅增大。

例如,100层建筑横向振幅达1m左右。

从本节开始,我们要学习物体振动所遵循的规律。

.弹簧振子平衡位置:做往复运动的物体原来①静止时的位置叫作平衡位置。

第N章随机振动案例下面介绍对一个任意模型加载中国军用标准中振动试验标准所规定的功率密度谱来演示ANSYS WOKBENCH 14.0 机械设模块动力学分析中随机振动分析模块的基本操作过程。

1.5.1案例介绍本案例主要参考了GJB150.16-1986：《中华人民共和国国家军用标准--军用设备环境试验方法--振动试验》。

其部分内容如下：“本标准规定了军用设备振动试验方法，是制订军用设备技术条件或产品标准等技术文件的相应部分的基础和选则依据”。

根据标准第2.3.1条规定，“作为固紧货物的设备通过陆地、海上或空中运输时都将遇到这种环境。

陆上运输环境比海上或空中更为严重，而且所有海上或空中运输的前后都将包括陆上运输，因此以陆上运输来作为基本运输环境。

陆上运输环境包括公路运输和铁路运输，而公路运输比铁路运输更为严重因此以公路运输来作为运输环境。

公路运输的环境是一种宽带振动，它是由于车体的支撑、结构与路面平度的综合作用产生的。

设备的运输一般是指从制造厂到用户以及用户之间所经受的典型环境。

这些运输科分为两个阶段，公路运输和野战任务运输野战任务运输通常是由双轮拖车，2.5~10T的卡车，半拖车和（或）履带车来完成，典型举例是500KM。

路面条件差，在战斗环境下将经历恶劣的路面和原始地形”。

由于野战运输环境下的功率密度谱的振动更强，故笔者选用了标准中规定了第一类设备在“基本运输环境”中第98，99页“双轮拖车环境”的功率密度谱。

本次通过使用军用标准中激励相对较强的功率密度谱进行分析，可以体现较为严格的环境从而更完整的展示结构在随机振动激励下的各种响应情况。

1.5.2启动Workbench并建立分析项目(1) 打开ANSYS WORKBENCH 14.0，并双击Toolbox（工具箱）→Analysis System（分析系统）→Model（模态分析），如图-1所示。

（2）单击Random Vibration（随机震动）模块，按住鼠标并将其拖动到项目管理区分析项目A6 Solution（分析）中。

蚀性气体或液体需要做好防护措施。

同时，由于控制系统含有精密仪器，安装前，还需要对这些仪器仪表进行质量检验和精度校准，保证计量时的准确度，并加装必需的保护装置，保障人身和设备安全，保障电气设备可靠运行。

安装完成后，需要对设备进行合理地维护，针对设备缺陷有有效的应对方案，同时保证设备检修的及时性和效率，提高电力系统的可靠性和稳定性。

参考文献［1］齐书可.电气设备自动化控制中PLC技术的应用研究［J］.科技经济市场，2019（1）：4-5.［2］李建奇.电气设备自动控制系统中的PLC技术运用［J］.无线互联科技，2018，15（24）：131-132，135.［3］徐小燕.电气设备的自动控制设计［J］.科技资讯，2018，16（33）：57-58.［4］董敏.电气设备安装及调试过程中质量控制措施［J］.低碳世界，2018（11）：38-39.［5］王辉.关于电气调试中电子电路的干扰问题分析［J］.计算机产品与流通，2018（9）：73.［6］王维平.变电站的电气设备安装和调试经验谈［J］.智能城市，2018，4（17）：149-150.〔编辑叶允菁〕转动设备振动频谱分析案例韩国良(大庆炼化公司电仪运行中心,黑龙江大庆163000)摘要：旋转机械广泛应用振动信号进行诊断的方法不仅简便可行,而且经过不断实践、研究,积累的经验和技术已经比较成熟。

当一台设备发生振动故障时,为了准确快速地寻找故障原因,解决振动问题,就需要采集振动信号,运用频谱分析方法来进行分析。

本文通过一些实际案例来说明如何进行振动频率分析、故障诊断、处理。

关键词：频谱；不平衡；不对中；基础刚性不足中图分类号：TQ053文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.07D.1350引言在化工生产中由机械振动引起的设备损坏率很高，设备损坏的严重程度又与振动的大小有直接关系。

而振动信号中又包含着丰富的设备状态信息，通过振动采集设备可以采集到设备振动的时域波形，再通过傅里叶变换转换成频域谱图，通过频域谱图就可以发现一些设备运行的特征频率，不同的特征频率往往对应着一定的故障类别。

六、诊断实例例1：圆筒瓦油膜振荡故障的诊断某气体压缩机运行期间，状态一直不稳定，大部分时间振值较小，但蒸汽透平时常有短时强振发生，有时透平前后两端测点在一周内发生了20余次振动报警现象，时间长者达半小时，短者仅1min左右。

图1-7是透平1＃轴承的频谱趋势，图1-8、图1-9分别是该测点振值较小时和强振时的时域波形和频谱图。

经现场测试、数据分析，发现透平振动具有如下特点。

图1-7 1*轴承的测点频谱变化趋势图1-8测点振值较小时的波形与频谱图1-9测点强振时的波形和频谱(1)正常时，机组各测点振动均以工频成分(143.3Hz）幅值最大，同时存在着丰富的低次谐波成分，并有幅值较小但不稳定的69.8Hz（相当于0.49×）成分存在，时域波形存在单边削顶现象，呈现动静件碰磨的特征。

(2)振动异常时，工频及其他低次谐波的幅值基本保持不变，但透平前后两端测点出现很大的0.49×成分，其幅度大大超过了工频幅值，其能量占到通频能量的75%左右。

(3)分频成分随转速的改变而改变，与转速频率保持0.49×左右的比例关系。

(4)将同一轴承两个方向的振动进行合成，得到提纯轴心轨迹。

正常时，轴心轨迹稳定，强振时，轴心轨迹的重复性明显变差，说明机组在某些随机干扰因素的激励下，运行开始失稳。

(5)随着强振的发生，机组声响明显异常，有时油温也明显升高。

诊断意见：根据现场了解到，压缩机第一临界转速为3362r/min，透平的第一临界转速为8243r/min，根据上述振动特点，判断故障原因为油膜涡动。

根据机组运行情况，建议降低负荷和转速，在加强监测的情况下，维持运行等待检修机会处理。

生产验证：机组一直平稳运行至当年大检修。

检修中将轴瓦形式由原先的圆筒瓦更改为椭圆瓦后，以后运行一直正常。

例2：催化气压机油膜振荡某压缩机组配置为汽轮机十齿轮箱＋压缩机，压缩机技术参数如下：工作转速：7500r/min出口压力：1.OMPa 轴功率：1700kW 进口流量：220m3 /min 进口压力：0.115MPa转子第一临界转速：2960r/min1986年7月，气压机在运行过程中轴振动突然报警，Bently 7200系列指示仪表打满量程，轴振动值和轴承座振动值明显增大，为确保安全，决定停机检查。

振动污染案例振动污染是指由机械振动引起的环境污染，常常会给人们的身心健康带来影响。

以下是一个振动污染案例的分析：案例名称：某市振动污染案例案例概述：某市一家工厂生产设备出现故障，导致机器运转时发出巨大噪音和振动，严重影响了周边居民的生活。

居民经过多次向工厂反映，但工厂方面一直未采取有效措施。

最终，居民组成了维权团队，向有关部门反映情况并进行了调查，最终迫使工厂采取了有效措施，解决了振动污染问题。

案例分析：1. 问题产生：工厂的生产设备故障导致振动污染的产生。

由于工厂方面未能及时修复设备，噪音和振动不断加剧，最终严重影响了周边居民的生活。

2. 问题反映：周边居民通过多种途径向工厂方面反映问题，但一直未能得到有效的解决。

由于工厂方面一直未能采取有效措施，居民的生活质量严重受到影响，导致居民情绪激动，最终组成了维权团队。

3. 问题解决：维权团队向有关部门反映情况并进行了调查，最终迫使工厂方面采取了有效措施，解决了振动污染问题。

此次事件也促进了有关部门对工业企业环境管理的重视。

结论：振动污染是一种常见的环境污染，需要引起大家的高度重视。

对于环境污染问题，应当采取及时有效的措施来保护周边居民的生活环境，保护人民的健康权益。

在出现振动污染问题时，有关部门应及时调查处理，解决问题，防止其对周边居民的生活造成不良影响。

案例：某小区住宅振动污染引发的纠纷某小区有一户居民家中发生了房屋裂缝和瓷砖开裂的情况，经过居民调查和排查，发现是邻居家进行了大规模的装修，使用了大量机械设备和工具，产生了较大的振动，导致居民家中出现了这些问题。

居民通过物业公司向邻居提出了投诉和协商，但邻居却并不承认是他们的施工造成了问题，认为是居民家中自身的原因。

这引发了居民和邻居之间的激烈纠纷。

物业公司介入调查后，发现确实是邻居的装修产生了较大的振动，物业公司也向邻居提出了整改要求，并对其进行了相应的处罚和惩罚。

此案例告诉我们，振动污染是一种不容忽视的环境污染，对于装修和建筑工程等需要使用机械设备的场合，应该采取相应的措施减少振动产生，以保护周围居民的安全和健康。

第N章随机振动案例下面介绍对一个任意模型加载中国军用标准中振动试验标准所规定的功率密度谱来演示ANSYS WOKBENCH 14.0 机械设模块动力学分析中随机振动分析模块的基本操作过程。

1.5.1案例介绍本案例主要参考了GJB150.16-1986：《中华人民共和国国家军用标准--军用设备环境试验方法--振动试验》。

其部分内容如下：“本标准规定了军用设备振动试验方法，是制订军用设备技术条件或产品标准等技术文件的相应部分的基础和选则依据”。

根据标准第2.3.1条规定，“作为固紧货物的设备通过陆地、海上或空中运输时都将遇到这种环境。

陆上运输环境比海上或空中更为严重，而且所有海上或空中运输的前后都将包括陆上运输，因此以陆上运输来作为基本运输环境。

陆上运输环境包括公路运输和铁路运输，而公路运输比铁路运输更为严重因此以公路运输来作为运输环境。

公路运输的环境是一种宽带振动，它是由于车体的支撑、结构与路面平度的综合作用产生的。

设备的运输一般是指从制造厂到用户以及用户之间所经受的典型环境。

这些运输科分为两个阶段，公路运输和野战任务运输野战任务运输通常是由双轮拖车，2.5~10T的卡车，半拖车和（或）履带车来完成，典型举例是500KM。

路面条件差，在战斗环境下将经历恶劣的路面和原始地形”。

由于野战运输环境下的功率密度谱的振动更强，故笔者选用了标准中规定了第一类设备在“基本运输环境”中第98，99页“双轮拖车环境”的功率密度谱。

本次通过使用军用标准中激励相对较强的功率密度谱进行分析，可以体现较为严格的环境从而更完整的展示结构在随机振动激励下的各种响应情况。

1.5.2启动Workbench并建立分析项目(1) 打开ANSYS WORKBENCH 14.0，并双击Toolbox（工具箱）→Analysis System（分析系统）→Model（模态分析），如图-1所示。

（2）单击Random Vibration（随机震动）模块，按住鼠标并将其拖动到项目管理区分析项目A6 Solution（分析）中。

单自由度振动系统的运动方程解析解的应用案例分析单自由度振动系统是机械工程中非常重要的一类振动系统。

它的运动方程可用解析解表示，这在许多实际问题的解决中发挥着重要作用。

本文将通过分析两个应用案例，展示单自由度振动系统运动方程解析解的实际应用。

案例一：弹簧振子考虑一个弹簧振子系统，由一个质量为m的物体通过一个弹簧与固定支撑相连。

假设摩擦系数为零，物体只有沿水平方向的振动。

根据牛顿第二定律可以得到以下运动方程：m a=−aa其中a是物体的加速度，k是弹簧的劲度系数，x是物体的位移。

通过简单的求解可以得到该系统的解析解为：a = a cos(a_0 t + a)其中A和a分别是振幅和相位，a_0 是系统的固有角频率，有关常数可以通过初始条件来确定。

这个方程给出了振子在任意时间点的位移，通过振幅和相位可以描述振动的特征。

在实际应用中，我们可以利用这个方程来分析弹簧振子的运动规律，如计算特定时刻的位移、速度和加速度等。

案例二：简谐受迫振动考虑一个简谐受迫振动系统，它除了由弹簧力驱动外，还受到外部激励力F(t)的作用。

运动方程可以表示为：m a=−aa +F(t)其中F(t)是外部激励力的函数形式，可以是任意周期性函数。

在这种情况下，运动方程没有解析解，但我们可以通过变换方法将其转化为解析解出现的形式。

一个常见的方法是利用复指数形式的解，并通过计算使运动方程等号两边的实部和虚部相等。

通过求解可以得到：a = a cos(a_0 t + a) + a_p其中a_p是该系统的稳态解，表示受迫振动的特定解，由外部激励力决定，A和a是自由振动的振幅和相位。

这个方程描述了受迫振动系统的运动，可以用于分析系统在不同激励力下的响应，如共振频率、相位差等。

总结起来，单自由度振动系统运动方程解析解的应用案例分析有助于我们深入理解振动系统的运动行为。

通过解析解，我们可以更好地预测和控制系统的振动特性，为相关工程问题提供解决思路。