【壓縮機網(wǎng)】引言
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷提高，機械產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于人們的生產(chǎn)生活中?？萍嫉倪M(jìn)步推動(dòng)了各行業(yè)的機械化程度的進(jìn)步，在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)中，機械設備的質(zhì)量、性能、使用壽命等也日益得到了關(guān)注。
機械振動(dòng)是指物體或質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近所做得往返運動(dòng)，機械設備振動(dòng)是由于機械設備反復而有規律的動(dòng)作所產(chǎn)生的。機械設備產(chǎn)生振動(dòng)后，會(huì )造成一定的危害，使機械設備工作性能降低。一般只要機械的振動(dòng)量（如位移、速度及加速度等）沒(méi)有超過(guò)允許標準范圍，那么其所受的傷害可以忽略。但是一旦機械設備出現不正常的振動(dòng)或者振動(dòng)幅度超過(guò)了允許范圍，機械設備將會(huì )產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷和噪聲。某些零部件由于受到附加載荷，磨損、疲勞、破裂等問(wèn)題會(huì )加劇，對機械設備的工作壽命與工作性能產(chǎn)生了影響，嚴重的還會(huì )導致機械設備零部件出現故障或者提前失效，此時(shí)必須對振動(dòng)信號進(jìn)行采集。根據振動(dòng)信號進(jìn)行故障診斷，準確判斷出故障發(fā)生的原因與故障發(fā)生部位，采取應急措施處理機械設備的不正常振動(dòng) ，從而確保機械設備的正常運行，提高機械設備的工作質(zhì)量與工作性能，延長(cháng)其使用壽命，實(shí)現其經(jīng)濟價(jià)值的z*大化。
1 機械設備振動(dòng)產(chǎn)生的原因
在實(shí)際的機械生產(chǎn)過(guò)程中，機械設備發(fā)生振動(dòng)故障不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的機械設備振動(dòng)都與旋轉相關(guān)。本文對機械設備產(chǎn)生振動(dòng)故障的原因進(jìn)行分析：
1.1 轉子的異常振動(dòng)故障
機械設備中的轉子由于受形狀不對稱(chēng)、所用材料密度不均勻、加工或安裝時(shí)產(chǎn)生誤差等影響，導致其產(chǎn)生了徑向截面上的不平衡以及質(zhì)量的分布不均勻問(wèn)題，導致了轉子和轉軸之間的松動(dòng)分離。當轉子轉動(dòng)時(shí)，徑向各截面上存在的不平衡量就會(huì )產(chǎn)生離心力，且離心力的方向也會(huì )隨著(zhù)轉子的旋轉而不斷進(jìn)行周期性的改變，從而引發(fā)了異常振動(dòng)，使轉子的旋轉中心位置不斷發(fā)生變化，產(chǎn)生振動(dòng)故障，極易對支撐轉子轉動(dòng)的軸承造成極大的磨損變形。
1.2 電機的振動(dòng)故障
通常來(lái)說(shuō)，發(fā)生電機振動(dòng)故障的原因主要是電機在組裝時(shí)，轉子安裝的不對稱(chēng)，或者轉子與定子之間的電壓不均勻、不穩定。當電機超長(cháng)時(shí)間運行后，轉子鐵心與軸配合容易發(fā)生松動(dòng)。轉子在磁拉力的作用下，二者之間容易開(kāi)裂，導致轉子在高速旋轉的摩擦過(guò)程中，軸系出現松動(dòng)，電機產(chǎn)生振動(dòng)故障。當電機運行時(shí)振動(dòng)強度值超出允許范圍，電機會(huì )發(fā)生強烈震動(dòng)，且伴隨著(zhù)較大的噪聲。此時(shí)如果任其發(fā)展，會(huì )導致電機的線(xiàn)圈燒毀、電機短路、軸承磨損嚴重等問(wèn)題。
1.3 齒輪傳動(dòng)中的振動(dòng)故障
齒輪傳動(dòng)是機械設備中z*常使用的傳動(dòng)機構。在齒輪的傳動(dòng)過(guò)程中，由于齒輪的高速旋轉，一旦其波動(dòng)幅度超過(guò)了允許范圍負載，就會(huì )導致齒輪在短時(shí)間內加速磨損。齒輪的磨損變形會(huì )導致齒輪發(fā)生異常振動(dòng)，誘發(fā)振動(dòng)故障。嚴重時(shí)會(huì )導致齒根的斷裂，影響機械設備的正常運行。
1.4 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)故障
滾動(dòng)軸承是機械設備中較常使用的傳動(dòng)零件。滾動(dòng)軸承在運作時(shí)，其內外圈的通過(guò)頻率必須要保持與標準值一致。一旦內外圈的通過(guò)頻率與標準值有差異，就會(huì )帶來(lái)滾動(dòng)軸承的異常振動(dòng)，加劇滾動(dòng)軸承在短時(shí)間內的磨損變形程度。z*終誘發(fā)機械設備故障，影響機械設備的安全使用。
2 機械振動(dòng)故障的診斷流程
在長(cháng)時(shí)間、高負荷運行下，機械設備極易出現各類(lèi)故障，機械振動(dòng)故障的診斷是利用檢測儀器對機械設備的原始振動(dòng)信號進(jìn)行采集，對檢測到的數據進(jìn)行分析，對振動(dòng)信號進(jìn)行降噪處理，去除信號中夾雜的噪音雜質(zhì)，提取關(guān)鍵的故障信息。然后參考機械振動(dòng)故障的判斷標準，并與正常振動(dòng)數據相互對比，z*終形成數據報告，診斷出機械設備的故障發(fā)生原因。只有對故障進(jìn)行清晰明確的判斷，才能提高機械振動(dòng)故障判斷的準確性。應針對故障原因采取相應的處理措施，對機械設備進(jìn)行科學(xué)合理的維修與維護，避免發(fā)生故障誤判問(wèn)題，減少機械設備在使用過(guò)程中對機械產(chǎn)品生產(chǎn)帶來(lái)的損失。
在實(shí)際的機械設備使用過(guò)程中，設備的管理人員和操作人員在面對設備工作狀態(tài)、檢測裝置、實(shí)際運轉、軸承類(lèi)型等問(wèn)題時(shí)，通常需要根據機械設備的工況，結合自己的工作經(jīng)驗與專(zhuān)業(yè)技能，參考以往機械設備的維修標準，制定出適合自身工廠(chǎng)的故障判斷標準。該標準包括機械設備振動(dòng)故障的頻率、幅度等物理參數標準，可作為后續故障診斷的標準參考。
3 常見(jiàn)的故障振動(dòng)診斷方法
機械設備的振動(dòng)伴隨著(zhù)機械設備的運行而產(chǎn)生?？梢哉f(shuō)，只要機械設備在運行，就會(huì )產(chǎn)生機械振動(dòng)。一般只要機械振動(dòng)量（位移、速度及加速度）符合標準，未超過(guò)允許范圍，機械設備所受傷害可以忽略。但是一旦機械設備出現不正常的振動(dòng)或者振動(dòng)的幅度超過(guò)了允許范圍，機械設備將會(huì )產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷和噪聲。某些零部件由于受到附加載荷，磨損、疲勞、破裂等問(wèn)題會(huì )加劇，會(huì )對機械設備的工作壽命和工作性能產(chǎn)生影響，嚴重的會(huì )導致機械設備零部件出現故障或者提前失效。因此需要對機械振動(dòng)信號中蘊藏的故障信息進(jìn)行深挖掘，及時(shí)診斷并準確判別出故障發(fā)生的原因，降低以振動(dòng)加劇為征兆的故障事件發(fā)生的概率。
機械設備振動(dòng)診斷實(shí)際上是通過(guò)對采集的振動(dòng)信號在三維圖上的時(shí)域、幅域、頻域進(jìn)行信號處理與分析，以判斷出故障發(fā)生的原因，并找到故障發(fā)生的部位。目前，在國際上普遍使用的振動(dòng)診斷方法主要包括[3]：
3.1 波形分析法
波形分析法是在時(shí)域與幅域上對振動(dòng)信號進(jìn)行分析，通過(guò)對信號波譜曲線(xiàn)的形態(tài)進(jìn)行分析，提取表征曲線(xiàn)形態(tài)的參量，并以這些參量的相似性作為波譜相似性的測度。將這些參量與機械振動(dòng)故障的判斷標準進(jìn)行比照，從而判別出振動(dòng)信號中隱含的故障原因，并對故障發(fā)生部位進(jìn)行定位。
波形分析法在振動(dòng)診斷中的使用流程如下：（1）利用檢測儀器對機械設備的原始振動(dòng)信號進(jìn)行采集。（2）確定振動(dòng)信號波形參量在時(shí)間域與幅值域上的分布，找到z*大幅值。（3）分析并確定各諧波分量的頻率值。（4）計算振動(dòng)信號波形的相位滯后與時(shí)間滯后。（5）根據波形的畸變狀況進(jìn)行反演，計算得到真實(shí)的波形。（6）計算自由振動(dòng)波形衰減系數與振動(dòng)系統的阻尼值。（7）構建波形與實(shí)際物理現象二者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)，構建機械設備在正常作用狀態(tài)的振動(dòng)波與波形特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)。（8）通過(guò)相關(guān)分析，計算振動(dòng)波形與機械設備在正常作用狀態(tài)的振動(dòng)波形二者之間的相似度。
3.2 頻譜分析法
頻譜分析法是將時(shí)域信號變換至頻域，在頻率域內對動(dòng)態(tài)信號加以分析的方法。其通過(guò)將復雜的時(shí)間歷程波形，經(jīng)過(guò)傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量，以獲得信號的頻率結構以及各諧波和相位信息，其分析的結果是以頻率為坐標的各物理量的譜線(xiàn)與曲線(xiàn)。目的是為解決消振、幅振等問(wèn)題提供條件，幫助判別出振動(dòng)信號中隱含的故障原因，并對故障發(fā)生部位進(jìn)行定位。
頻譜分析法在振動(dòng)診斷中的使用流程如下：（1）計算動(dòng)態(tài)振動(dòng)信號中的各個(gè)頻率分布范圍。（2）計算動(dòng)態(tài)振動(dòng)信號的各個(gè)頻率在幅域上的分布情況與能力分布情況，獲得主要幅度與能量分布的頻率值。（3）對測試波形進(jìn)行分析，計算其頻率成分與幅值，以校正測試波形。（4）頻譜分析得到頻率值、幅值、相位角以及各種譜密度，作為參數，以解決消振、幅振等問(wèn)題。
4 機械振動(dòng)故障診斷的關(guān)鍵
本文對機械振動(dòng)故障診斷中涉及的關(guān)鍵步驟與重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了分析，從數據采集、數據分析、數據綜合判斷三個(gè)角度分別探討了其中的關(guān)鍵注意點(diǎn)。
4.1 數據采集
機械振動(dòng)數據是進(jìn)行振動(dòng)故障診斷的基礎與判斷依據，采集的數據量與數據的準確程度決定著(zhù)故障診斷的準確性，因此振動(dòng)數據采集是機械設備振動(dòng)應急處理中基礎的、必不可少的環(huán)節。在振動(dòng)數據的實(shí)際采集時(shí)，所用采集設備會(huì )限制采集數據的量級與數據的精度。當數據量級和數據精度的增加時(shí)，數據的總量也會(huì )呈現幾何級的增長(cháng)。這不僅需要消耗極大的存儲空間，也大大增加了故障診斷系統的工作負荷。為了提高所采集振動(dòng)數據的有效性，通常只將采集設備放置在故障經(jīng)常發(fā)生的關(guān)鍵部位，然后利用工業(yè)控制計算機監測系統來(lái)自動(dòng)采集振動(dòng)故障診斷時(shí)所需的數據。
4.2 數據分析
利用采集設備采集到故障振動(dòng)的數據后，技術(shù)人員需要對數據進(jìn)行整理、分類(lèi)、綜合，采用頻譜分析等技術(shù)手段進(jìn)行處理，從而實(shí)現對數據的深挖掘，為找到故障發(fā)生的原因與發(fā)生部位提供依據。
4.3 故障診斷
數據采集與分析的z*終目標是為了實(shí)現對振動(dòng)故障的診斷，故障的診斷需要對采集到的數據進(jìn)行綜合判斷。將振動(dòng)故障數據與故障判斷標準進(jìn)行綜合分析，從而快速準確地判斷出故障的發(fā)生部位與發(fā)生原因。以較低的成本來(lái)解決機械振動(dòng)故障問(wèn)題，保證機械設備的正常運行，提高機械設備工作的效率。
5 振動(dòng)故障的處理措施
在對故障進(jìn)行準確的原因判斷與位置定位后，需要采取相應的處理措施來(lái)對機械設備進(jìn)行科學(xué)合理的維修與維護，減少機械設備在使用過(guò)程中對機械產(chǎn)品生產(chǎn)帶來(lái)的損失。本文以旋轉設備的振動(dòng)故障為例，探討了其故障判別與應急處理措施。旋轉設備的振動(dòng)量主要采用振動(dòng)儀進(jìn)行采集獲取，將采集得到的振動(dòng)量與故障判斷標準進(jìn)行對比分析。如果發(fā)現振動(dòng)量超過(guò)允許的標準范圍，通?？梢愿鶕駝?dòng)發(fā)生部位與振動(dòng)方向來(lái)推測振動(dòng)的來(lái)源。例如，縱向振動(dòng)量的增大，可以推測是由于聯(lián)軸器中心有誤差或者轉子的安裝存在誤差超標問(wèn)題，水平振動(dòng)量的增大可能是由于轉子失去平衡。遇到此問(wèn)題時(shí)，需要挨個(gè)敲擊各風(fēng)葉片進(jìn)行檢查。如果發(fā)現風(fēng)葉片有松動(dòng)，則需要進(jìn)行焊接加固。在將風(fēng)扇裝入轉子軸后，還需要做動(dòng)平衡實(shí)驗并配重至要求。此外，還可以通過(guò)油樣化驗、鐵普分析等手段來(lái)判斷傳動(dòng)部件與軸承的磨損情況。與此同時(shí)，需加強設備的裂化傾向管理，定期檢修維護，以確保機械設備的安全使用。
6 結束語(yǔ)
機械設備振動(dòng)是由于機械設備反復而有規律的動(dòng)作所產(chǎn)生的。一旦機械設備出現不正常的振動(dòng)或者振動(dòng)的幅度超過(guò)了允許范圍，會(huì )對機械設備的工作壽命和工作性能產(chǎn)生影響，嚴重的會(huì )導致機械設備零部件出現故障或者提前失效，因此必須對振動(dòng)信號進(jìn)行采集。根據振動(dòng)信號進(jìn)行故障診斷，準確判斷出故障發(fā)生的原因與故障發(fā)生部位，采取應急措施來(lái)處理機械設備不正常振動(dòng)的問(wèn)題，以保證機械設備的安全運行。本文分析了機械設備產(chǎn)生振動(dòng)故障的常見(jiàn)原因，并對振動(dòng)故障診斷的流程、方法與關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了詳細的闡述。z*后提出了一些故障處理方法，為機械行業(yè)利用振動(dòng)信號診斷故障、處理故障提供了參考。
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷提高，機械產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于人們的生產(chǎn)生活中?？萍嫉倪M(jìn)步推動(dòng)了各行業(yè)的機械化程度的進(jìn)步，在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)中，機械設備的質(zhì)量、性能、使用壽命等也日益得到了關(guān)注。
機械振動(dòng)是指物體或質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近所做得往返運動(dòng)，機械設備振動(dòng)是由于機械設備反復而有規律的動(dòng)作所產(chǎn)生的。機械設備產(chǎn)生振動(dòng)后，會(huì )造成一定的危害，使機械設備工作性能降低。一般只要機械的振動(dòng)量（如位移、速度及加速度等）沒(méi)有超過(guò)允許標準范圍，那么其所受的傷害可以忽略。但是一旦機械設備出現不正常的振動(dòng)或者振動(dòng)幅度超過(guò)了允許范圍，機械設備將會(huì )產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷和噪聲。某些零部件由于受到附加載荷，磨損、疲勞、破裂等問(wèn)題會(huì )加劇，對機械設備的工作壽命與工作性能產(chǎn)生了影響，嚴重的還會(huì )導致機械設備零部件出現故障或者提前失效，此時(shí)必須對振動(dòng)信號進(jìn)行采集。根據振動(dòng)信號進(jìn)行故障診斷，準確判斷出故障發(fā)生的原因與故障發(fā)生部位，采取應急措施處理機械設備的不正常振動(dòng) ，從而確保機械設備的正常運行，提高機械設備的工作質(zhì)量與工作性能，延長(cháng)其使用壽命，實(shí)現其經(jīng)濟價(jià)值的z*大化。
1 機械設備振動(dòng)產(chǎn)生的原因
在實(shí)際的機械生產(chǎn)過(guò)程中，機械設備發(fā)生振動(dòng)故障不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的機械設備振動(dòng)都與旋轉相關(guān)。本文對機械設備產(chǎn)生振動(dòng)故障的原因進(jìn)行分析：
1.1 轉子的異常振動(dòng)故障
機械設備中的轉子由于受形狀不對稱(chēng)、所用材料密度不均勻、加工或安裝時(shí)產(chǎn)生誤差等影響，導致其產(chǎn)生了徑向截面上的不平衡以及質(zhì)量的分布不均勻問(wèn)題，導致了轉子和轉軸之間的松動(dòng)分離。當轉子轉動(dòng)時(shí)，徑向各截面上存在的不平衡量就會(huì )產(chǎn)生離心力，且離心力的方向也會(huì )隨著(zhù)轉子的旋轉而不斷進(jìn)行周期性的改變，從而引發(fā)了異常振動(dòng)，使轉子的旋轉中心位置不斷發(fā)生變化，產(chǎn)生振動(dòng)故障，極易對支撐轉子轉動(dòng)的軸承造成極大的磨損變形。
1.2 電機的振動(dòng)故障
通常來(lái)說(shuō)，發(fā)生電機振動(dòng)故障的原因主要是電機在組裝時(shí)，轉子安裝的不對稱(chēng)，或者轉子與定子之間的電壓不均勻、不穩定。當電機超長(cháng)時(shí)間運行后，轉子鐵心與軸配合容易發(fā)生松動(dòng)。轉子在磁拉力的作用下，二者之間容易開(kāi)裂，導致轉子在高速旋轉的摩擦過(guò)程中，軸系出現松動(dòng)，電機產(chǎn)生振動(dòng)故障。當電機運行時(shí)振動(dòng)強度值超出允許范圍，電機會(huì )發(fā)生強烈震動(dòng)，且伴隨著(zhù)較大的噪聲。此時(shí)如果任其發(fā)展，會(huì )導致電機的線(xiàn)圈燒毀、電機短路、軸承磨損嚴重等問(wèn)題。
1.3 齒輪傳動(dòng)中的振動(dòng)故障
齒輪傳動(dòng)是機械設備中z*常使用的傳動(dòng)機構。在齒輪的傳動(dòng)過(guò)程中，由于齒輪的高速旋轉，一旦其波動(dòng)幅度超過(guò)了允許范圍負載，就會(huì )導致齒輪在短時(shí)間內加速磨損。齒輪的磨損變形會(huì )導致齒輪發(fā)生異常振動(dòng)，誘發(fā)振動(dòng)故障。嚴重時(shí)會(huì )導致齒根的斷裂，影響機械設備的正常運行。
1.4 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)故障
滾動(dòng)軸承是機械設備中較常使用的傳動(dòng)零件。滾動(dòng)軸承在運作時(shí)，其內外圈的通過(guò)頻率必須要保持與標準值一致。一旦內外圈的通過(guò)頻率與標準值有差異，就會(huì )帶來(lái)滾動(dòng)軸承的異常振動(dòng)，加劇滾動(dòng)軸承在短時(shí)間內的磨損變形程度。z*終誘發(fā)機械設備故障，影響機械設備的安全使用。
2 機械振動(dòng)故障的診斷流程
在長(cháng)時(shí)間、高負荷運行下，機械設備極易出現各類(lèi)故障，機械振動(dòng)故障的診斷是利用檢測儀器對機械設備的原始振動(dòng)信號進(jìn)行采集，對檢測到的數據進(jìn)行分析，對振動(dòng)信號進(jìn)行降噪處理，去除信號中夾雜的噪音雜質(zhì)，提取關(guān)鍵的故障信息。然后參考機械振動(dòng)故障的判斷標準，并與正常振動(dòng)數據相互對比，z*終形成數據報告，診斷出機械設備的故障發(fā)生原因。只有對故障進(jìn)行清晰明確的判斷，才能提高機械振動(dòng)故障判斷的準確性。應針對故障原因采取相應的處理措施，對機械設備進(jìn)行科學(xué)合理的維修與維護，避免發(fā)生故障誤判問(wèn)題，減少機械設備在使用過(guò)程中對機械產(chǎn)品生產(chǎn)帶來(lái)的損失。
在實(shí)際的機械設備使用過(guò)程中，設備的管理人員和操作人員在面對設備工作狀態(tài)、檢測裝置、實(shí)際運轉、軸承類(lèi)型等問(wèn)題時(shí)，通常需要根據機械設備的工況，結合自己的工作經(jīng)驗與專(zhuān)業(yè)技能，參考以往機械設備的維修標準，制定出適合自身工廠(chǎng)的故障判斷標準。該標準包括機械設備振動(dòng)故障的頻率、幅度等物理參數標準，可作為后續故障診斷的標準參考。
3 常見(jiàn)的故障振動(dòng)診斷方法
機械設備的振動(dòng)伴隨著(zhù)機械設備的運行而產(chǎn)生?？梢哉f(shuō)，只要機械設備在運行，就會(huì )產(chǎn)生機械振動(dòng)。一般只要機械振動(dòng)量（位移、速度及加速度）符合標準，未超過(guò)允許范圍，機械設備所受傷害可以忽略。但是一旦機械設備出現不正常的振動(dòng)或者振動(dòng)的幅度超過(guò)了允許范圍，機械設備將會(huì )產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷和噪聲。某些零部件由于受到附加載荷，磨損、疲勞、破裂等問(wèn)題會(huì )加劇，會(huì )對機械設備的工作壽命和工作性能產(chǎn)生影響，嚴重的會(huì )導致機械設備零部件出現故障或者提前失效。因此需要對機械振動(dòng)信號中蘊藏的故障信息進(jìn)行深挖掘，及時(shí)診斷并準確判別出故障發(fā)生的原因，降低以振動(dòng)加劇為征兆的故障事件發(fā)生的概率。
機械設備振動(dòng)診斷實(shí)際上是通過(guò)對采集的振動(dòng)信號在三維圖上的時(shí)域、幅域、頻域進(jìn)行信號處理與分析，以判斷出故障發(fā)生的原因，并找到故障發(fā)生的部位。目前，在國際上普遍使用的振動(dòng)診斷方法主要包括[3]：
3.1 波形分析法
波形分析法是在時(shí)域與幅域上對振動(dòng)信號進(jìn)行分析，通過(guò)對信號波譜曲線(xiàn)的形態(tài)進(jìn)行分析，提取表征曲線(xiàn)形態(tài)的參量，并以這些參量的相似性作為波譜相似性的測度。將這些參量與機械振動(dòng)故障的判斷標準進(jìn)行比照，從而判別出振動(dòng)信號中隱含的故障原因，并對故障發(fā)生部位進(jìn)行定位。
波形分析法在振動(dòng)診斷中的使用流程如下：（1）利用檢測儀器對機械設備的原始振動(dòng)信號進(jìn)行采集。（2）確定振動(dòng)信號波形參量在時(shí)間域與幅值域上的分布，找到z*大幅值。（3）分析并確定各諧波分量的頻率值。（4）計算振動(dòng)信號波形的相位滯后與時(shí)間滯后。（5）根據波形的畸變狀況進(jìn)行反演，計算得到真實(shí)的波形。（6）計算自由振動(dòng)波形衰減系數與振動(dòng)系統的阻尼值。（7）構建波形與實(shí)際物理現象二者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)，構建機械設備在正常作用狀態(tài)的振動(dòng)波與波形特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)。（8）通過(guò)相關(guān)分析，計算振動(dòng)波形與機械設備在正常作用狀態(tài)的振動(dòng)波形二者之間的相似度。
3.2 頻譜分析法
頻譜分析法是將時(shí)域信號變換至頻域，在頻率域內對動(dòng)態(tài)信號加以分析的方法。其通過(guò)將復雜的時(shí)間歷程波形，經(jīng)過(guò)傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量，以獲得信號的頻率結構以及各諧波和相位信息，其分析的結果是以頻率為坐標的各物理量的譜線(xiàn)與曲線(xiàn)。目的是為解決消振、幅振等問(wèn)題提供條件，幫助判別出振動(dòng)信號中隱含的故障原因，并對故障發(fā)生部位進(jìn)行定位。
頻譜分析法在振動(dòng)診斷中的使用流程如下：（1）計算動(dòng)態(tài)振動(dòng)信號中的各個(gè)頻率分布范圍。（2）計算動(dòng)態(tài)振動(dòng)信號的各個(gè)頻率在幅域上的分布情況與能力分布情況，獲得主要幅度與能量分布的頻率值。（3）對測試波形進(jìn)行分析，計算其頻率成分與幅值，以校正測試波形。（4）頻譜分析得到頻率值、幅值、相位角以及各種譜密度，作為參數，以解決消振、幅振等問(wèn)題。
4 機械振動(dòng)故障診斷的關(guān)鍵
本文對機械振動(dòng)故障診斷中涉及的關(guān)鍵步驟與重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了分析，從數據采集、數據分析、數據綜合判斷三個(gè)角度分別探討了其中的關(guān)鍵注意點(diǎn)。
4.1 數據采集
機械振動(dòng)數據是進(jìn)行振動(dòng)故障診斷的基礎與判斷依據，采集的數據量與數據的準確程度決定著(zhù)故障診斷的準確性，因此振動(dòng)數據采集是機械設備振動(dòng)應急處理中基礎的、必不可少的環(huán)節。在振動(dòng)數據的實(shí)際采集時(shí)，所用采集設備會(huì )限制采集數據的量級與數據的精度。當數據量級和數據精度的增加時(shí)，數據的總量也會(huì )呈現幾何級的增長(cháng)。這不僅需要消耗極大的存儲空間，也大大增加了故障診斷系統的工作負荷。為了提高所采集振動(dòng)數據的有效性，通常只將采集設備放置在故障經(jīng)常發(fā)生的關(guān)鍵部位，然后利用工業(yè)控制計算機監測系統來(lái)自動(dòng)采集振動(dòng)故障診斷時(shí)所需的數據。
4.2 數據分析
利用采集設備采集到故障振動(dòng)的數據后，技術(shù)人員需要對數據進(jìn)行整理、分類(lèi)、綜合，采用頻譜分析等技術(shù)手段進(jìn)行處理，從而實(shí)現對數據的深挖掘，為找到故障發(fā)生的原因與發(fā)生部位提供依據。
4.3 故障診斷
數據采集與分析的z*終目標是為了實(shí)現對振動(dòng)故障的診斷，故障的診斷需要對采集到的數據進(jìn)行綜合判斷。將振動(dòng)故障數據與故障判斷標準進(jìn)行綜合分析，從而快速準確地判斷出故障的發(fā)生部位與發(fā)生原因。以較低的成本來(lái)解決機械振動(dòng)故障問(wèn)題，保證機械設備的正常運行，提高機械設備工作的效率。
5 振動(dòng)故障的處理措施
在對故障進(jìn)行準確的原因判斷與位置定位后，需要采取相應的處理措施來(lái)對機械設備進(jìn)行科學(xué)合理的維修與維護，減少機械設備在使用過(guò)程中對機械產(chǎn)品生產(chǎn)帶來(lái)的損失。本文以旋轉設備的振動(dòng)故障為例，探討了其故障判別與應急處理措施。旋轉設備的振動(dòng)量主要采用振動(dòng)儀進(jìn)行采集獲取，將采集得到的振動(dòng)量與故障判斷標準進(jìn)行對比分析。如果發(fā)現振動(dòng)量超過(guò)允許的標準范圍，通?？梢愿鶕駝?dòng)發(fā)生部位與振動(dòng)方向來(lái)推測振動(dòng)的來(lái)源。例如，縱向振動(dòng)量的增大，可以推測是由于聯(lián)軸器中心有誤差或者轉子的安裝存在誤差超標問(wèn)題，水平振動(dòng)量的增大可能是由于轉子失去平衡。遇到此問(wèn)題時(shí)，需要挨個(gè)敲擊各風(fēng)葉片進(jìn)行檢查。如果發(fā)現風(fēng)葉片有松動(dòng)，則需要進(jìn)行焊接加固。在將風(fēng)扇裝入轉子軸后，還需要做動(dòng)平衡實(shí)驗并配重至要求。此外，還可以通過(guò)油樣化驗、鐵普分析等手段來(lái)判斷傳動(dòng)部件與軸承的磨損情況。與此同時(shí)，需加強設備的裂化傾向管理，定期檢修維護，以確保機械設備的安全使用。
6 結束語(yǔ)
機械設備振動(dòng)是由于機械設備反復而有規律的動(dòng)作所產(chǎn)生的。一旦機械設備出現不正常的振動(dòng)或者振動(dòng)的幅度超過(guò)了允許范圍，會(huì )對機械設備的工作壽命和工作性能產(chǎn)生影響，嚴重的會(huì )導致機械設備零部件出現故障或者提前失效，因此必須對振動(dòng)信號進(jìn)行采集。根據振動(dòng)信號進(jìn)行故障診斷，準確判斷出故障發(fā)生的原因與故障發(fā)生部位，采取應急措施來(lái)處理機械設備不正常振動(dòng)的問(wèn)題，以保證機械設備的安全運行。本文分析了機械設備產(chǎn)生振動(dòng)故障的常見(jiàn)原因，并對振動(dòng)故障診斷的流程、方法與關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了詳細的闡述。z*后提出了一些故障處理方法，為機械行業(yè)利用振動(dòng)信號診斷故障、處理故障提供了參考。
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