《振动测试系统》课件

振动测试系统本演示将介绍振动测试系统的原理、应用和未来趋势课程介绍课程目标课程内容掌握振动测试系统的原理、组涵盖振动测试系统的基础知识、成、应用、分析技术以及故障诊典型应用案例分析、故障诊断案断方法例分析课程对象对振动测试系统感兴趣的工程技术人员、科研人员以及学生振动测试系统概述振动测试系统是利用机械振动对产品进行测试的系统，主要用于评估产品在振动环境下的性能和可靠性振动测试系统广泛应用于航空航天、汽车、电子、机械等领域，用于评估产品在振动环境下的性能和可靠性，以及进行产品的开发、设计、验证和故障诊断等振动测试系统通常包括振动台、信号发生器、放大器、传感器、数据采集系统和分析软件等振动测试系统的组成振动激励器传感器信号调理电路数据采集系统振动激励器是振动测试系统传感器用来测量振动信号，信号调理电路负责放大和过数据采集系统负责采集传感的核心部件它们能产生各例如加速度计、速度计和位滤传感器输出的信号，并将器输出的信号，并将其存储种频率和幅度的振动信号移传感器其转换为可由数据采集系统到计算机中处理的信号振动传感器的类型及特性加速度传感器速度传感器测量加速度，用于监测振动频测量振动速度，用于监测振动率和幅度的速度和方向位移传感器测量振动位移，用于监测振动的幅度和方向振动传感器的选择频率范围1根据被测设备的振动频率选择合适的传感器频率范围灵敏度2选择合适的灵敏度，以获得足够高的信号质量安装方式3根据被测设备的结构和安装位置选择合适的传感器安装方式环境因素4考虑工作环境温度、湿度、振动等因素对传感器性能的影响信号调理电路放大滤波放大来自传感器的微弱信号，使其能去除信号中的噪声和干扰，确保信号够被数据采集系统有效地处理的质量和精度调整将信号转换为合适的电压或电流范围，以满足数据采集系统的要求数据采集系统传感器连接数据存储软件控制数据采集系统接收来自传感器的信号，将采集的数据会存储在电脑中，方便后续分数据采集系统通常配有专门的软件，用于模拟信号转换为数字信号析控制数据采集过程数据分析软件时域分析频域分析提供时域波形显示、统计分析等提供频谱图显示、频谱分析等功功能，用于观察振动信号的时间能，用于分析振动信号的频率成变化趋势分模态分析故障诊断提供模态参数提取、模态动画等提供故障特征识别、故障诊断等功能，用于分析结构的振动特功能，用于识别振动信号中的故性障特征，辅助诊断故障类型振动信号分析技术时域分析频域分析12信号随时间的变化频率成分的分布包络分析谱线分析34隐藏故障信号的提取频率特征的识别时域分析波形观察1观察信号的幅值、频率、相位等特征提取2提取振动信号的峰值、均值、方差等故障诊断3识别信号中的异常现象，如冲击、噪声频域分析信号变换将时域信号转化为频域信号，观察信号频率分布频率特征分析信号频率成分，识别特定频率的振动故障诊断通过频率特征变化，判断机械故障类型响应频谱分析频率响应1系统对不同频率激励的响应幅值和相位变化共振频率2系统振幅最大，能量集中，潜在故障风险阻尼特性3系统衰减振动能量的能力，反映系统稳定性系统特征4通过分析频谱，识别系统固有频率，理解结构特性相位图分析相位关系相位图显示了不同频率下振动信号之间的相位关系，揭示了系统各部分的运动协调性谐振频率相位图可识别系统谐振频率，即振动幅度最大的频率，帮助分析系统共振特性阻尼比相位图可用来计算阻尼比，反映系统振动的衰减速度，对评估系统稳定性和性能有重要意义包络分析提取包络故障诊断通过对振动信号进行希尔伯特变换，提取其包络信号包络分析常用于轴承、齿轮等旋转机械的故障诊断123包络谱分析对包络信号进行频谱分析，可以识别出一些隐藏在原始信号中的特征谱线分析频率成分1确定振动信号的频率成分振动源2识别主要振动源故障诊断3帮助分析和诊断故障振动测试系统的标定与校验确保测试系统准确性和可靠性验证系统是否符合标准和规范定期校准和验证可提高测试数据的准确性和可信度振动测试系统的维护与保养定期检查清洁保养校准维护定期检查振动测试系统的各个部件，包定期清洁振动测试系统，防止灰尘和污定期校准振动测试系统的传感器，以确括传感器、信号调理电路、数据采集系垢影响系统性能注意对传感器和信号保其测量精度校准频率应根据实际使统和数据分析软件，确保其正常运行调理电路的特殊清洁要求用情况确定典型振动测试案例分析通过实际案例展示振动测试系统的应用，涵盖故障诊断、结构动力学分析等方面例如，分析轴承、齿轮、电机等机械设备的振动信号，诊断其故障类型和程度故障诊断应用轴承故障诊断齿轮故障诊断电机故障诊断振动分析可识别轴承的磨损、缺陷、润滑通过分析齿轮的振动信号，可判断齿轮磨振动分析可用于检测电机轴承故障、转子不足等问题，提前预测故障发生损、断裂、间隙过大等故障，提高设备可不平衡、定子绕组故障等问题，有效降低靠性电机运行风险轴承故障诊断振动分析声发射分析温度监测轴承故障会产生独特的振动特征，通过声发射是一种无损检测方法，可通过监轴承故障会导致摩擦增加，从而导致温分析振动信号可以识别不同类型的故听轴承内部产生的声波来识别故障度升高，可以通过温度监测来判断故障障发生齿轮故障诊断齿轮磨损齿轮裂纹齿轮磨损会导致齿轮啮合间隙增大，齿轮裂纹会导致齿轮强度下降，易于噪声增大，振动加剧断裂，振动加剧齿轮断裂齿轮断裂会导致机器无法正常工作，需要立即更换齿轮电机故障诊断振动信号电流信号温度信号振动信号是电机运行状态的重要指标之电流信号可以反映电机运行时的功率消温度信号可以反映电机运行时的温度变一，可以反映电机内部的机械状态，如轴耗、负载变化等情况，可以帮助识别电机化，可以帮助识别电机过热、过冷、轴承承磨损、转子不平衡、定子绕组故障等过载、短路、断路等故障过热等故障结构动力学分析结构振动特性模态分析12结构动力学分析研究结构在外模态分析是一种重要的结构动部激励下的振动特性，包括振力学分析方法，用于确定结构动频率、振幅、阻尼等的固有频率、振型和阻尼系数有限元分析3有限元分析（）是一种数值计算方法，用于模拟结构的振动行为，FEA并预测其在不同条件下的响应模态分析结构特征共振频率振型确定结构的固有频率、振型和阻尼识别结构在特定频率下最容易发生振描述结构在不同频率下的振动模式比动的频率振动隔离设计减少振动传递隔离器选择振动隔离设计旨在减少振动从一选择合适的隔离器，如弹簧、橡个系统传递到另一个系统，保护胶或空气弹簧，以满足特定的频设备或人员免受振动影响率范围和振动幅值要求隔离系统设计设计隔离系统时应考虑隔离器的刚度、阻尼和频率响应特性，以达到最佳的隔离效果被测设备的安装与固定确保被测设备稳固安装，避免测试过使用合适的固定装置，例如夹具、螺程中发生位移或松动栓或焊接，将被测设备牢固地固定在测试台上安装过程应尽量减少对被测设备本身的振动影响，以确保测试结果的准确性试验环境及条件控制温度湿度振动台保证测试环境的温度稳定，避免温度波控制湿度，避免湿度过高或过低对测试选择合适的振动台，保证振动台的频率动对测试结果造成影响一般情况下，结果造成影响一般情况下，湿度控制响应范围和负载能力满足测试要求温度控制在℃之间在之间15-3040-60%测试数据的采集与处理数据采集1使用传感器采集振动信号数据预处理2滤波、降噪、校准数据分析3频谱分析、时域分析等数据可视化4图表、曲线等展示测试结果的分析与诊断故障诊断1确定故障类型和位置性能评估2评价设备性能指标数据分析3提取测试数据特征总结与展望振动测试系统在现代工业生产中扮演着至关重要的角色，为产品质量控制、设备维护和故障诊断提供了强有力的技术支持随着科技的不断进步，振动测试系统将朝着智能化、自动化、集成化方向发展，为更精准的测试和分析提供更强大的工具。