振動分析時如何選擇頻率范圍和譜線數

振動分析之前怎么選擇測量的頻率范圍和譜線數。

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頻率范圍過小,則會漏掉可能存在高于所選范圍的振動能量。


臨時的單次分析測量,可以先測一個大的頻率范圍,再根據數據情況進行調整。建議的頻率范圍


美國振動協會 (VI) 對不同設備建議的頻率范圍如下:

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VP、BP是流道或扇葉通過頻率;GM是嚙合頻率;LF是電源的線頻率,在國內是50Hz。


表中數值表示該類設備故障時,可能出現的最高故障頻率。設置時一般選擇比表中數值大一些的整數。


一般設備按上表設置就可以。電機轉子條和定子槽松動時會出現轉子條和定子槽的通過頻率,通常是幾十倍轉頻,經常需要一個很高頻率范圍的測量。


包絡解調時帶通濾波的高通(就是較低的那個值)要大于上表中的頻率值,目的就是濾除常規故障的影響,突出齒輪和軸承故障激起的高頻振動幅值。


齒輪箱低速軸

需要注意的是齒輪箱低速軸測點的測量范圍選擇,比如下圖數據,風電齒輪箱輸入軸的嚙合頻率在二三十赫茲,高速軸的嚙合頻率約五六百赫茲。

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此時頻率范圍應該選擇2000Hz還是100Hz?


如果選100Hz,就是上邊說的測量范圍外仍有高頻振動能量的情況。但是要知道我們的目的是判斷設備狀態,齒輪箱在線監測不止一個測點,而是綜合各級齒輪和軸承后設置的,高速軸有專門的測點測量其狀態。如果在輸入軸這里也選擇2000Hz的頻率范圍,可以看到振動總值主要受高速嚙合振動的影響,這樣是無法指示輸入軸齒輪或軸承狀態的。所以低速軸的測量頻率范圍應該按3倍低速軸嚙合頻率來設置,盡量避免高速嚙合頻率的影響。

中間軸也有一樣的問題。簡單按照風電標準里的10Hz,1000Hz,2000Hz區分是不夠的。

敲擊試驗

做敲擊試驗,是為了得到系統的固有頻率,一般懷疑存在共振的時候才會做敲擊試驗。為什么懷疑有共振?肯定是某個頻率的振動幅值特別大,或者在某個轉速范圍內某個頻率幅值特別大。那如何設置敲擊測試的頻率范圍就很明顯了,把懷疑共振的頻率放在頻譜的中間部分,即頻率范圍設成懷疑的固有頻率的兩倍左右。


用峰值保持法測量停機過程來判斷臨界轉速也一樣,事先測量頻譜觀察主要的振動頻率成分,通常是一倍頻為主的。然后把頻率范圍設置成主要頻率成分的兩倍,測量結果就是頻譜左半截類似波德圖的曲線。


順便再說一次,很低頻率的固有頻率是沒法敲擊的,比如風電塔筒,固有頻率在0.3Hz左右,怎么敲?要激發它的固有頻率,只能和解決北京冬天的霧霾一樣——等風來。



轉載自CAE技術交流公眾號

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