课题1-机械传动中振动的测量及控制

工作精度是指设备在工作中，即受力运行的状况下，设备综合精度的反映。它不仅反映静态几何精度，还反映了动态传动精度、设备的刚度、振动等指标。而在机械传动中，振动、噪声及温度都是在测量过程中随时间不断变化的，其变化值对传动精度影响较大，因此在机械传动中要做好动态测量及控制。课题1机械传动中振动的测量及控制1．熟悉机械传动设备产生振动的基本原因。2．了解常用的振动检测仪器，并能正确使用。3．掌握设备运转时振动的检测方法。4．掌握消除或减小振动的方法。5．能使用测振仪检测振动，并进行振动诊断。6．能对旋转体进行平衡。课题1机械传动中振动的测量及控制学习目标课题1机械传动中振动的测量及控制一、振动的基本类型及产生原因1．自由振动自由振动是由外力突然变化或外界冲击等原因引起的，它是迅速衰减的，一般影响很小。2．强迫振动强迫振动是一种由于外界周期性干扰力的作用而引起的不衰减振动，如图10-1-1所示。课题1机械传动中振动的测量及控制图10-1-1强迫振动课题1机械传动中振动的测量及控制（1）机内振源1）各个电动机的振动，包括电动机转子旋转不平衡引起的振动及电磁力不平衡引起的振动。2）机械中回转零部件的不平衡。3）运动传递过程中引起的振动。4）往复部件的冲击。5）液压传动系统的压力脉动。6）切削时的冲击振动，切削负荷不均所引起切削力变化而导致的振动等。课题1机械传动中振动的测量及控制（2）强迫振动的主要特点1）在外界干扰力的作用下产生，但振动本身并不能引起干扰力的变化。2）不管振动系统本身的固有频率如何，强迫振动的频率总是与外界干扰力的频率相同。3）强迫振动的振幅大小还与干扰力、系统刚度系数及其阻尼系数有关课题1机械传动中振动的测量及控制3．自激振动自激振动是按照系统的固有频率进行的不衰减振动。（1）自激振动是一种不衰减的振动，振动本身能引起某种力的周期性变化。（2）自激振动的频率等于或接近系统的固有频率。（3）自激振动能否产生以及振幅的大小，取决于每一振动周期内系统所获得的能量与所消耗能量的对比情况。课题1机械传动中振动的测量及控制二、常用的振动测量仪器常用的振动测量仪器多种多样，大致可分为三大类。1．速度型传感振动仪图10-1-2磁电传感器结构示意图1—圆柱形壳体2—引出线3、8—圆形薄膜弹簧片4—工作线圈5—永久磁铁6—心轴7—阻尼环9—顶杆课题1机械传动中振动的测量及控制2．涡流式位移轴振动仪图10-1-3涡流式位移传感器示意图1—电感线圈2—轴表面课题1机械传动中振动的测量及控制3．加速度型传感器振动仪加速度型传感器也是接触式传感器，主要用来测量齿轮、轴承等引起的振动。传感器的输出信号直接与被测物体的振动加速度成正比。加速度型传感器不仅能测低频振动，也能测中、高频振动，通过电子回路积分还能测振动速度和振动位移，所以应用较广泛。课题1机械传动中振动的测量及控制三、振动的测量振动的测量首先是要测出振动的基本参数，其中最重要的是振动位移、速度和加速度中任意一种的时域波形，其他参数（频率、相位等）是在这个被测出的原始信号基础上导出的。课题1机械传动中振动的测量及控制图10-1-4轴承上测量点的位置1．测量轴承振动用磁电传感器在轴承上测量振动时，测量点位置必须正确选择。一般应选择反映振动最为直接和灵敏的位置。课题1机械传动中振动的测量及控制2．测量轴振动如图10-1-5所示为涡流式位移传感器测量轴振动和轴向位移。图10-1-5涡流式位移传感器a）测量轴振动b）测量轴向位移课题1机械传动中振动的测量及控制四、消除或减小振动的方法和途径1．减少或消除振源的激振力2．提高装配精度3．隔振4．提高系统的刚度及阻尼5．改变工艺参数6．使用减振器和阻尼器课题1机械传动中振动的测量及控制五、技能训练1．使用测振仪检测振动图10-1-6测振仪课题1机械传动中振动的测量及控制（1）使用测振仪检测振动的步骤1）了解测量对象，收集相关资料。2）确定测量方案，找出系统中可能的振动来源。①测点的选择。②测量单位的选择。3）测定系统的工作速度。4）进行振动测量。5）分析测量数据，判别振动状态，找出主要振源。6）测量结论和处理意见。课题1机械传动中振动的测量及控制（2）使用注意事项1）测振仪要与速度传感器、加速度传感器、位移传感器等一次仪表联用，才能发挥其作为二次仪表的作用。2）在与一次仪表联用时，一定要保证一次仪表的测点选择正确，否则将影响测量结果。3）在与位移传感器联用时，轴的被测表面要有较高的几何精度、较小的表面粗糙度和较均匀材料金相组织。课题1机械传动中振动的测量及控制2．旋转体的平衡（1）回转构件不平衡的种类1）静不平衡2）动不平衡。课题1机械传动中振动的测量及控制图10-1-7不平衡的种类a）静不平衡b）动不平衡课题1机械传动中振动的测量及控制（2）回转构件的平衡方法1）静平衡法。图10-1-8静平衡支架a）圆柱形导轨式b）棱形导轨式课题1机械传动中振动的测量及控制图10-1-9静平衡法课题1机械传动中振动的测量及控制2）动平衡法。长径比较大或转速较高的转子通常都要进行动平衡试验。动平衡试验在转子被驱动旋转时进行。转子应在高于它的工作转速下实现动平衡。动平衡试验包含了静平衡试验，不仅可以平衡不平衡质量所产生的离心力，而且可以平衡离心力所产生的转矩。课题1机械传动中振动的测量及控制3．振动的诊断（1）振动的三个基本量的应用1）频率。它是单位时间内完成振动（或振荡）的次数或周数，用于判断某个零件引起振动的原因。2）振动值。它是振动精度标准，用于判断设备的劣化程度。3）相位差。它是由振动频率或振动值的变化来判定的振动基本量。课题1机械传动中振动的测量及控制（2）振动信号的分类、特征及图形（表10-1-1）表10-1-1振动信号的分类、特征及图形课题1机械传动中振动的测量及控制（3）振动的简易诊断与精密诊断（表10-1-2）表10-1-2振动的简易诊断与精密诊断课题1机械传动中振动的测量及控制（4）振动诊断的方法通常先使用便携式测振仪进行简易诊断，若判断出现异常，再进行精密诊断，以找出其故障原因。诊断的过程如图10-1-10所示。课题1机械传动中振动的测量及控制图10-1-10振动诊断流程图课题1机械传动中振动的测量及控制精密诊断需要以多方面对异常情况进行分析，对收集的振动数据也需进行多项（频率、相位、振幅、时间等）分析，最大限度地测定振动的异常性质。按图实施的振动分析内容和典型实例见表10-1-3。课题1机械传动中振动的测量及控制表10-1-3振动分析课题1机械传动中振动的测量及控制三、我爱常高技1．我爱常高技（1）我爱常高技我爱常高技课题1机械传动中振动的测量及控制思考与练习1．振动有哪些基本类型？各自有何特点。2．常用的振动测量仪器有哪些？应用在何种场合？3．试述测量轴承振动和轴振动时需注意的事项。4．举例说明消除或减小振动的方法和途径有哪些？5．简述测振仪测