振動分析知識系列之——關(guān)于頻譜、波形和相位的簡單介紹
頻譜使我們能更容易看清每一個頻率。我們也可以看到諧波和邊帶,通過它們可以告訴我們設(shè)備內(nèi)部的移動以及受到的應(yīng)力等等。實(shí)際的振動往往是很復(fù)雜的,而不是簡單的振動或是簡單的單一頻率的振動。如果我們看看從振動傳感器過來的原始信號,這個傳感器可能放在這個軸承或者其他軸承上,它看起來會非常復(fù)雜。但是我們要做的就是把它分解成幾個簡單的區(qū)域。
時(shí)域波形本身是非常有價(jià)值的。因?yàn)樗莵碜杂趥鞲衅鞯脑夹盘枴Ee個齒輪的例子。齒嚙合在一起時(shí)會產(chǎn)生一個周期的振動。所以如果有21個齒我們就可以說,軸每旋轉(zhuǎn)一周我們會有21個這些小的周期。如果現(xiàn)在齒輪出現(xiàn)問題,比如說出現(xiàn)了一個斷牙,每次斷牙嚙合時(shí)我們會得到一個額外的尖峰。這里我不想談?wù)擙X輪箱故障。重點(diǎn)是時(shí)域波形給了我們一些信息,這些信息在頻譜中是難以看到的。這里我們可以很清楚地知道發(fā)生了什么。但是頻譜中是很難看到的。
相位分析會告訴我們更多設(shè)備運(yùn)動的信息。如果一臺設(shè)備因?yàn)椴黄胶猓砸环N圓形的方式移動,相位會告訴我們。如果是由不對中,不同的力會產(chǎn)生不同的運(yùn)動,相位會告訴我們。還有偏心、軸彎曲、軸承翹曲等等。相位讀數(shù)會告訴我們設(shè)備在進(jìn)行什么樣的運(yùn)動,因此我們可以判斷什么力產(chǎn)生了這樣的運(yùn)動,因此判斷出現(xiàn)了什么樣的故障狀態(tài)。
有幾種方法可以測量相位。最直接但實(shí)施并不一定是最簡單的方法是在設(shè)備上放一個傳感器測量振動信號,再加上每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一次脈沖信號的轉(zhuǎn)速傳感器,這個轉(zhuǎn)速傳感器可以是激光轉(zhuǎn)速計(jì),也可以是光電轉(zhuǎn)速計(jì),或者別的類型的旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一次脈沖的轉(zhuǎn)速計(jì)。當(dāng)它看到白色反光帶時(shí)就得到一個脈沖,這就像一個參考時(shí)間。現(xiàn)在我們就知道振動的峰值以什么為參考了。[size=14.6667px]
更簡單的一個方式是使用兩個加速度傳感器。告訴分析儀設(shè)備的轉(zhuǎn)速是多少,通過交叉通道分析,就可以測到兩個通道的相對相位。通過它就可以看到設(shè)備的運(yùn)動了。它實(shí)施起來會更簡單。因?yàn)椴恍枰C(jī)去貼反光帶和布置轉(zhuǎn)速計(jì)。
所以,總結(jié)下來,頻譜分析是最常用的振動分析工具,峰值通常與設(shè)備內(nèi)的組件有關(guān),我們可以看到發(fā)生了什么,比如風(fēng)機(jī)葉片不平衡、齒輪缺陷或者滾動軸承缺陷等等。它可以幫助我們診斷很多種故障,幫助我們確定是否有故障需要更密切的關(guān)注。時(shí)域波形用來生成頻譜,但它同樣也是非常有用的分析工具,特別是在齒輪箱、滾動軸承以及其他類型的組件。你應(yīng)該要能夠利用時(shí)域波形。相位分析可以幫助我們理解設(shè)備的運(yùn)動。它可以幫助區(qū)分不平衡、不對中、偏心、軸彎曲以及其他類型的故障。
了解設(shè)備、故障狀態(tài)、以及測量,換句話說,關(guān)于信號處理的一點(diǎn)內(nèi)容是非常重要的。這樣你就不僅知道如何正確采集數(shù)據(jù),而且當(dāng)振動發(fā)生變化時(shí),你會明白設(shè)備里面發(fā)生了什么,而不是看著墻上的掛圖。希望掛圖上顯示的內(nèi)容就是設(shè)備實(shí)際的問題。生活遠(yuǎn)比墻上的掛圖要復(fù)雜。
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