机械振动的测量方法

第３期　机电技术　１２９　

旋转机械振动测量方法确定及分析　

刘文锋　刘文玲　

（１．潍坊威达工程检测有限公司，山东潍坊２６１０６１；２．淄博职业学院，山东淄博２５５３１４）　

摘要：以ＤＨ型离心式压缩机为研究对象，针压缩机运行中出现的异音故障，通过合理布置测点，利用简易测振　

仪测量压缩机轴承的振动幅值、记录数据；并利用故障诊断系统分析软件对各级轴承的频谱图进行分析，以确定合理的　

振动测量方法。　

关键词：振动信号；轴振动；轴承座振动　

中图分类号：ＴＢ５２　３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２．４８０１（２０１２）０３．１２９．０３　

旋转机械在运行时容易引起较大的振动，过　

大的振动往往是机器损坏和故障发生的主要原　

因。而机器的振动参数比起其它参数ｆ如介质温　

度、压力、流量和机器转速、输出功率等）更能直　

接快速准确地反映机组的运行状态，所以对旋转　

机械的振动测量、监测和分析是非常重要的，而　

最重要的是振动信号的正确提取。　

通过对旋转机械振动信息的测量和分析，往　

往可以不停机或不解体设备就可以对设备劣化的　

部位和故障的性质做出判断。本文以ＤＨ型离心　

压缩机为例介绍旋转机械振动信号的提取方法的　

确定与分析。　

１　测量方式　

在对ＤＨ型压缩机的故障诊断过程，监测数　

据的获取至关重要，为了准确的获得监测数据，　

需要注意监测项目与原则、监测方式及监测点的　

布置。　

１．１监测项目与原则　

１）采集轴承壳体部位的水平方向、垂直方向　

和轴向的振动信号；　

２）转子转速高，为刚性支承，采用速度指标　

来测定振动信号；　

３）转子支承刚度越大，振幅越小，由于旋转　

机械支承的水平刚度一般小于垂直刚度，若存在　

不平衡振动，则水平方向的振动值一般大于垂直　

方向的振动值。本文以水平方向的振动数据进行　

分析。　

１．２监测方式　

为了准确的实现对ＤＨ型压缩机的故障诊　

断，迅速找到故障点，文中主要采用两种振动监　

作者简介：刘文锋（１９５９－－），男，工程师，主要从事设备及材料检测工作。　

振动测量及频谱分析

振动测量及频谱分析是一个在工程领域中广泛应用的技术领域。振动测量能够对物体的振动行为进行准确测量，并通过频谱分析来分析振动信号的频率分布及能量大小。本文将从振动测量的原理、频谱分析的方法和应用领域等方面来进行介绍。

一、振动测量的原理

振动测量是利用传感器将物体的振动变化转化为电信号，再通过相应的测量仪表来实现对振动的测量。常用的振动传感器有加速度传感器、速度传感器和位移传感器。加速度传感器是最常见的振动传感器，它通过感受物体的加速度来测量振动。速度传感器则通过测量物体的速度来间接测量振动，位移传感器则直接测量物体的位移变化。

振动测量通常可以采用两种方式进行：点测法和场测法。点测法是通过将传感器直接固定在被测物体上来测量振动，适用于机械系统中的部件振动测量。场测法则是将传感器固定在离被测物体一定距离的固定点上，通过测量传感器所在点的振动来间接测量被测物体的振动。场测法适用于较大物体或结构的振动测量。

二、频谱分析的方法

频谱分析是将振动信号转换为频谱图以进行分析的方法。常用的频谱分析方法有傅里叶变换、功率谱密度分析和包络分析等。

1.傅里叶变换：傅里叶变换是一种将时域信号转化为频域信号的方法。通过傅里叶变换，可以得到振动信号的频率分布特性。傅里叶变换可以表示为： \[ X(f) = \int_{-\infty}^{\infty} x(t)e^{-j2\pi ft} dt \]

其中，X(f)是频域上的信号，x(t)是时域上的信号，f是频率。

2.功率谱密度分析：功率谱密度分析是一种分析振动信号频率分布密度的方法，它描述了频域上各个频率的能量大小。功率谱密度可以通过直接对振动信号进行傅里叶变换得到，也可以通过相关函数计算得到。

3.包络分析：包络分析是一种分析振动信号包络曲线的方法。在振动信号中，常常会存在着多个频率分量，包络分析可以将各个频率分量分离出来，得到振动信号的主要振动频率。

振动测量方法和标准

振动测量是一种用于评估机械设备运行状况和故障诊断的重要工具。通过测量机械设备产生的振动信号，可以获得有关设备结构的信息以及潜在故障的迹象。正确选择适当的振动测量方法和遵循相应的标准，对于准确评估设备状况和制定维护计划至关重要。本文将探讨振动测量方法和标准的相关内容。

1、振动测量方法

1.1 加速度传感器

加速度传感器是一种广泛用于振动测量的传感器。它可以测量垂直方向和水平方向的加速度。该传感器将振动转化为电信号，进而分析并显示振动特性。加速度传感器具有高频响应和较低的成本，适用于连续振动监测和机械故障诊断。

1.2 速度传感器

速度传感器可以测量振动的速度。它适用于低频振动测量和对振动的整体评估。速度传感器可以直接测量振动，并提供振动速度的输出信号。与加速度传感器相比，速度传感器具有较低的灵敏度和频率响应，但在某些应用中仍然具有一定的实用价值。

1.3 位移传感器

位移传感器可以测量振动的位移。它适用于低频振动测量和对机械设备结构变化的评估。位移传感器可以直接测量振动的位移，并提供相应的输出信号。位移传感器通常具有较低的频率响应和较高的灵敏度，适用于对振动幅值的精确测量。

2、振动测量标准

2.1 ISO 10816系列标准

ISO 10816系列标准是振动测量中最常用的国际标准之一。该系列标准规定了振动测量的一般要求，以及根据不同类型的机械设备和应用的振动限值。这些标准提供了一种测量和评估机械设备振动水平的一般方法，并提供了用于判断机械设备运行状况的准则。

2.2 ASME标准

ASME标准适用于美国机械工程师学会制定的振动测量标准。这些标准更加具体和详细，适用于各类机械设备和应用。ASME标准提供了更为细致的振动测量方法和评估准则，有助于更准确地判断设备的运行状况，并制定相应的维护计划。

2.3 DIN标准

DIN标准是德国国家标准组织制定的振动测量标准。这些标准被广泛用于欧洲地区。DIN标准与ISO标准相似，提供了一种测量和评估机械设备振动的方法和准则。该标准对于各类机械设备的振动测量和监测具有指导作用。

振动测量方法和标准(一)

振动测量方法和标准

概述

• 振动测量是工程领域中常用的一种测试方法，用于评估物体振动的强度和频率。通过振动测量，可以帮助我们分析和优化结构的设计，预测设备的寿命以及判断机器运行是否正常。

常用的振动测量方法

1. 加速度法：通过测量物体在特定点上的加速度来评估振动。这种方法可以用于结构的动态响应分析和冲击问题。

2. 速度法：通过测量物体在特定点上的速度来评估振动。速度法适用于精密设备和需要高精度的振动测量。

3. 位移法：通过测量物体在特定点上的位移来评估振动。位移法适用于机械系统和结构的频率响应分析。

4. 功率谱法：通过将振动信号转换为频谱来评估振动。功率谱法可以帮助我们了解在不同频率下振动的能量分布情况。

国际标准和规范

• ISO 10816：该标准是国际上最常用的用于评估机械设备振动的标准。它包含了振动级别的分级标准以及对振动测量的方法和仪器的要求。 • ISO 2372：该标准适用于旋转机械的振动测量。它提供了用于评估旋转机械振动的标准指导，并包含了振动级别的分级标准。

• ISO 7919：该标准适用于机组振动测量和评估。它为机组振动评估提供了详细的指导，并包含了对测点位置和振动级别的要求。

• DIN 4150：该规范适用于建筑物振动的评估和控制。它提供了对建筑物振动的测量和评估的标准指导，并包含了对振动限值的要求。

结论

• 振动测量是一种重要的工程技术方法，可以帮助我们评估和优化结构的设计，预测设备的寿命以及判断机器运行是否正常。在进行振动测量时，可以选择适合具体应用场景的测量方法，并遵循相应的国际标准和规范进行评估。通过合理的振动测量，我们可以提高工程项目的质量和可靠性，减少潜在的风险和故障发生。