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    軸承知識

    KNOWLEDGE

    轉動設備的振動與振速

    2021-08-17

    振動一般可以用以下三個單位表示:mm、mm/s、mm/s²,即振幅、振動速度(振速)、振動加速度。振幅是表象,速度和加速度是轉子激振力的程度。

    1. 振動位移:理解成路程,單位是mm,一般用于低轉速機械的振動評定; 

    2. 振動速度:理解成速度,單位是mm/s,一般用于中速轉動機械的振動評定;

    3. 振動加速度:理解成運動加速度,單位mm/s²,一般用于高速轉動機械的振動評定。

    工程實用的振動速度是速度的有效值,表征的是振動的能量。加速度是用的峰值,表征振動中沖擊力的大小。

    轉速所對應的振動值

    速度描述的是運動快慢;振速就是振動快慢,一秒內能產生的振幅。振幅相同的設備,它的振動狀態可能不同,所以引入了振速。

    位移、速度、加速度都是振動測量的度量參數。就概念而言,位移的測量能夠直接反映軸承固定螺栓和其它固定件上的應力狀況。

    例如通過分析透平機上滑動軸承的位移,可以知道其軸承內軸桿的位置和摩擦情況;速度反映軸承及其它相關結構所承受的疲勞應力,而這正是導致旋轉設備故障的重要原因;加速度則反映設備內部各種力的綜合作用。

    表達上三者均為正弦曲線,分別有90度、180度的相位差?,F場應用上,對于低速設備(轉速小于1000RPM)來說,位移是最好的測量方法。而那些加速度很小位移較大的設備,一般采用折衷的方法,即采用速度測量。

    對于高速度或高頻設備,有時盡管位移很小速度也適中,但其加速度卻可能很高的設備,采用加速度測量是非常重要的手段。

    另外還需要了解傳感器的工作原理及應用選擇,提及一點,例如采用渦流傳感器測量的位移和應用加速度傳感器,通過兩次積分輸出的位移所得到的東西是完全不一樣的。

    渦流傳感器測量軸承與軸桿之間的相對運動;加速度傳感器測量軸承頂部的振動,然后轉換成位移。如整個軸承振動的很厲害,軸與軸承的相對運動很小,渦流傳感器就不能反應出這樣的狀態,而加速度傳感器則可以。

    兩種傳感器測量兩種不同的現象。理解了這些,你就能明白為什么許多有經驗的工程師將渦流傳感器和加速度傳感器組合應用,以便既可觀察軸承相對于地面的振動,又能監測到軸相對于軸承的振動了,通過這樣的方式能得到更完整的機器狀態。

    對一個單一頻率的振動,速度峰值是位移峰值的2πf 倍,加速度峰值又是速度峰值的2πf 倍。當然要注意位移一般用的峰峰值,速度用有效值,加速度用峰值。

    還要注意現場測量的位移是軸和軸瓦的相對振動,速度和加速度測的是軸瓦的絕對振動。假設一個振動的速度一定,是5mm/s,大家可以自己算下如果是低頻振動,其位移會很大,但加速度很??;高頻振動位移則極小,加速度很大。所以一般在低頻區域都用位移,中頻用速度,高頻區域用加速度。

    但是,使用范圍也有重疊。位移值體現的是設備在空間上的振動范圍,因此取其峰峰值,電力行業一般以位移為評判標準。速度的有效值和振動的能量是成比例的,其大小代表了振動能量的大小,現在出了電力行業基本上都是以速度有效值為標準的。

    加速度和力成正比,一般用其峰值,其大小表示了振動中最大的沖擊力,沖擊力大設備更容易疲勞損壞,現在沒有加速度的標準。

    (來源:除灰脫硫圈)

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