振动分析参数的选择

来源：摘录自《机械振动分析技术》，作者：万年红。

一、振动参量的选择

仅仅靠幅值还不能准确评价振动强度。例如峰峰值50μ在3600转速，比在300转速时的情况要糟糕的多。加速度也有类似的缺点，如在300转时的2g要比3000转时的情况要糟糕很多。

而振动速度在一个比较宽的频率范围内 (10～2000Hz) 与频率不是那么紧密相关。在10～1670Hz范围，振动速度幅值可以直接反映设备的状态，而不管转速的范围，这就是大多振动绝对标准选用振动速度的原因。

2从故障角度

振幅的选用与振动参量有以下搭配关系：

注：O 常用；V 偶尔用；X 不用

三、振动的数值分析

1#CDQ B吊车1#卷上减速箱测点布置示意图

1观察各振动参量—故障分类

齿轮故障

轴承故障

通过看峰值、有效值（或平均值）比值的大小关系：

• P/A值大时，轴承有损伤（图a）；

  
  

• P/A值小时，往往是润滑不良或者有磨损异常（图b）。

实际上，P/A为一种无量纲指标——峰值指标（冲击指数）。

（a）轴承有损伤

（b）润滑不良、磨损

• 信号的平稳性；

  
  

• 信号频率成分的复杂性；

  
  

• 振动信号幅值的变化范围；

  
  

• 有无明显冲击或调制成分。

在冲击场合，用时域反映更直观。

摩擦故障波形的削波信号

（b）

2频域分析

具有代表性的特征频率：

• 啮合频率：齿轮问题、过载

  
  

• 轴承特征频率：轴承问题

  
  

• 叶片通过频率：叶片与介质的撞击

  
  

• 与转速相关：共振、不平衡

  
  

• 与负荷相关：联轴器、轴承、齿轮、对中不良、裂纹

  
  

• 与负荷相关：联轴器、轴承、齿轮、对中不良、裂纹

  
  

• 有明显方向性：裂纹、支撑刚度或基础问题

  
  

• 高次谐波：碰擦、松动

  
  

• 启停车试验：区分机械还是电气问题

五、振动分析参数的选择

1. 几个重要参数

数据长度N；采样时间T；分析频率fm；谱线数L。其中有如下的关系：

时间域和频率域的样本

N/L 为Nyquist 系数。

由上述公式看出：

• 时域点数（数据程度N）与频谱点数（谱线数L）的关系，涉及到时域、频域的分析精度；

  
  

• 在谱线数L已定的条件下，T×fm 是常数见下图，因此二者要兼顾；

  
  

• 分析频率 fm 根据对象的转速和怀疑的故障确定；T 受采样频率和数据长度N 的牵制，N 取大了将增加计算量和存储空间的开销。

2. 分析参数的选择步骤及必要知识

• 大致什么问题？

• 了解与对象有关的故障模式；

  
  

• 大体频率范围？

• 估算这些故障有什么样的频率；

  
  

• 转速多少？齿数多少？轴承型号？

• 计算设备基础参数；

  
  

• 确定分析频率。

• 高频尽量覆盖这些频率；

  
  

• 确定分析长度。

• 满足低频分析和分析精度的要求。

小  结