課題1-機械傳動中振動的測量及控制

工作精度是指設(shè)備在工作中，即受力運行的狀況下，設(shè)備綜合精度的反映。它不僅反映靜態(tài)幾何精度，還反映了動態(tài)傳動精度、設(shè)備的剛度、振動等指標(biāo)。而在機械傳動中，振動、噪聲及溫度都是在測量過程中隨時間不斷變化的，其變化值對傳動精度影響較大，因此在機械傳動中要做好動態(tài)測量及控制。課題1機械傳動中振動的測量及控制1．熟悉機械傳動設(shè)備產(chǎn)生振動的基本原因。2．了解常用的振動檢測儀器，并能正確使用。3．掌握設(shè)備運轉(zhuǎn)時振動的檢測方法。4．掌握消除或減小振動的方法。5．能使用測振儀檢測振動，并進(jìn)行振動診斷。6．能對旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行平衡。課題1機械傳動中振動的測量及控制學(xué)習(xí)目標(biāo)課題1機械傳動中振動的測量及控制一、振動的基本類型及產(chǎn)生原因1．自由振動自由振動是由外力突然變化或外界沖擊等原因引起的，它是迅速衰減的，一般影響很小。2．強迫振動強迫振動是一種由于外界周期性干擾力的作用而引起的不衰減振動，如圖10-1-1所示。課題1機械傳動中振動的測量及控制圖10-1-1強迫振動課題1機械傳動中振動的測量及控制（1）機內(nèi)振源1）各個電動機的振動，包括電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不平衡引起的振動及電磁力不平衡引起的振動。2）機械中回轉(zhuǎn)零部件的不平衡。3）運動傳遞過程中引起的振動。4）往復(fù)部件的沖擊。5）液壓傳動系統(tǒng)的壓力脈動。6）切削時的沖擊振動，切削負(fù)荷不均所引起切削力變化而導(dǎo)致的振動等。課題1機械傳動中振動的測量及控制（2）強迫振動的主要特點1）在外界干擾力的作用下產(chǎn)生，但振動本身并不能引起干擾力的變化。2）不管振動系統(tǒng)本身的固有頻率如何，強迫振動的頻率總是與外界干擾力的頻率相同。3）強迫振動的振幅大小還與干擾力、系統(tǒng)剛度系數(shù)及其阻尼系數(shù)有關(guān)課題1機械傳動中振動的測量及控制3．自激振動自激振動是按照系統(tǒng)的固有頻率進(jìn)行的不衰減振動。（1）自激振動是一種不衰減的振動，振動本身能引起某種力的周期性變化。（2）自激振動的頻率等于或接近系統(tǒng)的固有頻率。（3）自激振動能否產(chǎn)生以及振幅的大小，取決于每一振動周期內(nèi)系統(tǒng)所獲得的能量與所消耗能量的對比情況。課題1機械傳動中振動的測量及控制二、常用的振動測量儀器常用的振動測量儀器多種多樣，大致可分為三大類。1．速度型傳感振動儀圖10-1-2磁電傳感器結(jié)構(gòu)示意圖1—圓柱形殼體2—引出線3、8—圓形薄膜彈簧片4—工作線圈5—永久磁鐵6—心軸7—阻尼環(huán)9—頂桿課題1機械傳動中振動的測量及控制2．渦流式位移軸振動儀圖10-1-3渦流式位移傳感器示意圖1—電感線圈2—軸表面課題1機械傳動中振動的測量及控制3．加速度型傳感器振動儀加速度型傳感器也是接觸式傳感器，主要用來測量齒輪、軸承等引起的振動。傳感器的輸出信號直接與被測物體的振動加速度成正比。加速度型傳感器不僅能測低頻振動，也能測中、高頻振動，通過電子回路積分還能測振動速度和振動位移，所以應(yīng)用較廣泛。課題1機械傳動中振動的測量及控制三、振動的測量振動的測量首先是要測出振動的基本參數(shù)，其中最重要的是振動位移、速度和加速度中任意一種的時域波形，其他參數(shù)（頻率、相位等）是在這個被測出的原始信號基礎(chǔ)上導(dǎo)出的。課題1機械傳動中振動的測量及控制圖10-1-4軸承上測量點的位置1．測量軸承振動用磁電傳感器在軸承上測量振動時，測量點位置必須正確選擇。一般應(yīng)選擇反映振動最為直接和靈敏的位置。課題1機械傳動中振動的測量及控制2．測量軸振動如圖10-1-5所示為渦流式位移傳感器測量軸振動和軸向位移。圖10-1-5渦流式位移傳感器a）測量軸振動b）測量軸向位移課題1機械傳動中振動的測量及控制四、消除或減小振動的方法和途徑1．減少或消除振源的激振力2．提高裝配精度3．隔振4．提高系統(tǒng)的剛度及阻尼5．改變工藝參數(shù)6．使用減振器和阻尼器課題1機械傳動中振動的測量及控制五、技能訓(xùn)練1．使用測振儀檢測振動圖10-1-6測振儀課題1機械傳動中振動的測量及控制（1）使用測振儀檢測振動的步驟1）了解測量對象，收集相關(guān)資料。2）確定測量方案，找出系統(tǒng)中可能的振動來源。①測點的選擇。②測量單位的選擇。3）測定系統(tǒng)的工作速度。4）進(jìn)行振動測量。5）分析測量數(shù)據(jù)，判別振動狀態(tài)，找出主要振源。6）測量結(jié)論和處理意見。課題1機械傳動中振動的測量及控制（2）使用注意事項1）測振儀要與速度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器等一次儀表聯(lián)用，才能發(fā)揮其作為二次儀表的作用。2）在與一次儀表聯(lián)用時，一定要保證一次儀表的測點選擇正確，否則將影響測量結(jié)果。3）在與位移傳感器聯(lián)用時，軸的被測表面要有較高的幾何精度、較小的表面粗糙度和較均勻材料金相組織。課題1機械傳動中振動的測量及控制2．旋轉(zhuǎn)體的平衡（1）回轉(zhuǎn)構(gòu)件不平衡的種類1）靜不平衡2）動不平衡。課題1機械傳動中振動的測量及控制圖10-1-7不平衡的種類a）靜不平衡b）動不平衡課題1機械傳動中振動的測量及控制（2）回轉(zhuǎn)構(gòu)件的平衡方法1）靜平衡法。圖10-1-8靜平衡支架a）圓柱形導(dǎo)軌式b）棱形導(dǎo)軌式課題1機械傳動中振動的測量及控制圖10-1-9靜平衡法課題1機械傳動中振動的測量及控制2）動平衡法。長徑比較大或轉(zhuǎn)速較高的轉(zhuǎn)子通常都要進(jìn)行動平衡試驗。動平衡試驗在轉(zhuǎn)子被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時進(jìn)行。轉(zhuǎn)子應(yīng)在高于它的工作轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)動平衡。動平衡試驗包含了靜平衡試驗，不僅可以平衡不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力，而且可以平衡離心力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。課題1機械傳動中振動的測量及控制3．振動的診斷（1）振動的三個基本量的應(yīng)用1）頻率。它是單位時間內(nèi)完成振動（或振蕩）的次數(shù)或周數(shù)，用于判斷某個零件引起振動的原因。2）振動值。它是振動精度標(biāo)準(zhǔn)，用于判斷設(shè)備的劣化程度。3）相位差。它是由振動頻率或振動值的變化來判定的振動基本量。課題1機械傳動中振動的測量及控制（2）振動信號的分類、特征及圖形（表10-1-1）表10-1-1振動信號的分類、特征及圖形課題1機械傳動中振動的測量及控制（3）振動的簡易診斷與精密診斷（表10-1-2）表10-1-2振動的簡易診斷與精密診斷課題1機械傳動中振動的測量及控制（4）振動診斷的方法通常先使用便攜式測振儀進(jìn)行簡易診斷，若判斷出現(xiàn)異常，再進(jìn)行精密診斷，以找出其故障原因。診斷的過程如圖10-1-10所示。課題1機械傳動中振動的測量及控制圖10-1-10振動診斷流程圖課題1機械傳動中振動的測量及控制精密診斷需要以多方面對異常情況進(jìn)行分析，對收集的振動數(shù)據(jù)也需進(jìn)行多項（頻率、相位、振幅、時間等）分析，最大限度地測定振動的異常性質(zhì)。按圖實施的振動分析內(nèi)容和典型實例見表10-1-3。課題1機械傳動中振動的測量及控制表10-1-3振動分析課題1機械傳動中振動的測量及控制三、我愛常高技1．我愛常高技（1）我愛常高技我愛常高技課題1機械傳動中振動的測量及控制思考與練習(xí)1．振動有哪些基本類型？各自有何特點。2．常用的振動測量儀器有哪些？應(yīng)用在何種場合？3．試述測量軸承振動和軸振動時需注意的事項。4．舉例說明消除或減小振動的方法和途徑有哪些？5．簡述測振儀測