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振动分析基础 单自由度振动问题 注：确定系统运动所需的独立坐标数称为系统的自由度 简谐振动 有阻尼的强迫振动 非简谐振动 振动参数的计算 干扰力引起的振动波形 振动信号处理（1） 典型振动信号的FFT 滤波问题 FFT 中的泄漏问题及其窗函数 FFT 中的泄漏问题及其窗函数 FFT 中的泄漏问题及其窗函数 FFT 中的泄漏问题及其窗函数 混叠问题及采样频率 频域和时域的平均技术 加速度传感器的频响特性 波德图和极坐标图 波德图(Bode Plot)和极坐标图(Polar Plot)两者所含信息相同，都表示基频振动的幅值和相位随机器转速的变化规律。 三维频谱图 三维频谱图是频谱的集合。 第三个坐标可以是转速、时间(日期)、其他工艺参数等。 本图第三坐标是转速，机器升速过程中发生了油膜涡动和油膜振荡。 轴心轨迹 Orbit 的测定 轴心轨迹(Orbit)是诊断旋转机械故障的有力工具。 轴心轨迹可用基频检测仪和示波器得到，也可以用计算机完成。 轴心位置的变化 汽轮发电机中压缸轴承 升速时轴心位置逐渐升高。 到工作转速时，偏心率为0.66；偏位角32o。属正常。 以后数月，轴承基础下沉，导致轴心上浮，偏心率减少，偏位角接近90 o。 发生了油膜振荡。 监测轴心位置有助于发现机器的故障。 简谐波形及其频谱 脉冲波形及其频谱 方波形及其频谱 简谐拍波及其频谱 名称 波 形 频 谱 名称 波 形 频 谱 各种振动波形的频谱 高通滤波 低通滤波 带通滤波 带阻滤波 时 域 波 形 的 截 取 与 复 制 时 域 波 形 的 复 制 误 差 频 域 波 形 的 泄 漏 问 题 加窗处理 矩形窗 汉宁窗(Hanning) 海明窗(Hamming) 凯莎窗(Kesha) 三角窗 窗函数： 减少混叠问题的方法： 提高采样频率 对时域波形进行滤波 平均10次后的频谱 未进行平均处理的频谱 未进行平均处理 的波形与频谱 已进行平均处理 的波形与频谱 各种振动传感器 结构与原理 特性曲线 标定及其标 定系数 非接触式位移传感器 磁电式振动速度传感器 压电式振动加速度计 传感器结构及原理 振动为多大时认为超过了允许值？ 图24 振动速度通频峰值评判标准 振动频谱图 振动频谱图是在频域上显示振动幅值（位移、速度、加速度）的振动图形，Y轴为振动幅值，X轴为频率。注意频谱中其它应该包括的信息有：机器的转速、机器的名称、测量位置、测量日期和时间以及测量单位。 谱线数对FFT精度的影响 在通过频谱图进行振动分析时，非常重要的一点是在频谱图上对每一个峰值其幅值和频率一定要尽可能精确。振动幅值毫无疑问，在说明问题的严重程度上是非常重要的，而频率则是用于确定振源是在何处同样也是非常有用的。一般来说越是想知道机器潜在的振动原因所在，就越是应该精确地知道频率值的大小。能否精确地确定振动频率值的大小取决于有多少条谱线的频率分辨率用于采集和显示振动数据上。目前大多数振动监测仪表都能采集和显示400条谱线以上的频谱图。400条谱线的频谱是由400条垂直的、相互独立的、沿频率轴相邻排列的直线组成。每一条谱线都存贮有与所在点处频率值相关的振动幅值信息，见图27，包含频率为1770 CPM 幅值信息的是从频率轴的左端向右端数，在400条谱线中的第59条谱线上。 谱线数对FFT精度的影响 图27 具有光标和频率刻度的频谱图 谱线数对FFT精度的影响 如图27所示，在12K CPM的频率范围内的400条谱线中，有零幅值存在，说明在这些频率点上没有振动存在。在图27的频谱图中，每两条谱线含盖了一定的频率范围，每两条谱线间的频率范围（被称为频率分辨率）是通过Fmax/谱线数，计算得到，即12000CPM/400＝30CPM/线。因此每条频线间有30CPM的频率范围，这样的频率分辨率肯定会影响从频谱图上获得的频率信息。例如，图27中的1770CPM的谱线实际包含了1755到1785CPM间的振动信息，所以在这个频率范围内是否有峰值存在都累积在了1770CPM和幅值为0.2474in/sec的谱线内。 谱线数对FFT精度的影响 分析仪在频率图中读取和显示的特定的频率分辨率越高，频率读数就越精确。显示频率的精确度是频率读数加或减半个频率分辨率。也就是说，如果在一个具有30 CPM频率分辨率、频率范围为12000CPM的频谱图中，显示出一个1800CPM的峰值，这时精确的频率为1785到1815CPM之间。另一方面如果在同一个位置处采集了一幅120000CPM的频谱，使用400条谱线，同样显示出一条1800CPM的峰值，这时精确的频率为1650到1950C