滾動軸承 振動(加速度)測量方法
關注創建者：Tim.Ding 創建時間：2020-11-30
滾動軸承 振動(加速度)測量方法的視頻教程
B&K聲學與振動-振動測量基礎與加速度計培訓
B&K聲學與振動-振動測量基礎與加速度計培訓 適用人群：有振動測試需求的用戶 振動測量基礎與加速度計培訓【已結束】 直播時間：2019-06-04 10:00 為幫助用戶了解加速度計與振動測試原理，熟悉振動測試過程，本培訓將介紹加速度計的原理與振動測量的基礎知識，所需儀器設備的選擇，常用振動分析方法等，內容主要包括： 1.電荷與IEPE加速度計構造、靈敏度、頻率范圍、安裝方法、動態范圍
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滾動軸承 振動(加速度)測量方法的實例教程
如何避免測量錯誤是測量振動時必須知曉的內容，本文簡要解釋了以下幾點：為避免因加速度計共振而出錯，該如何為加速度計選擇安裝位置，以及如何安裝。
加速度計安裝位置
安裝加速度計，應使所需的測量方向與其主靈敏度軸一致。加速度計對橫向振動也較敏感，但通常可以忽略這一點，因為橫向靈敏度通常小于主軸靈敏度的5%。
測量物體振動的原因
通常決定了測量點的位置。以圖中的軸承座為例，加速度測量用于監控軸和軸承的運行狀況，加速度計位置的響應應直接來源于軸承傳遞的振動。
加速度計"A"主要檢測來自軸承的振動信號，而非機器其他部件的振動，但加速度計"B"檢測到的軸承振動可能因路徑過長而改變，混有來自機器其他部件的信號。同樣，加速度計"D"的位置不如加速度計"C"的位置更直接。
另一個問題是，應該測量
問題機器部件的哪個方向
？沒有放之四海而皆準的規則，但以所示軸承為例，通過軸向和徑向方向（通常為預期剛度最低的方向）進行測量，可以獲取有價值的信息用于監測目的。
機械物體對強迫振動的響應是一個復雜的現象，人們可以預期，特別是在高頻率下，能夠測量到顯著的振動水平和頻譜，即使在同一機器部件上的相鄰測量點。
安裝加速度計
良好的安裝方法
是確保準確測量的關鍵之一。草率的安裝導致安裝共振頻率的下降，這會嚴重限制加速度計的使用頻率范圍。
理想的安裝是通過
螺紋螺柱安裝到平面
，如圖所示光滑的表面。在擰緊加速度計之前，將一層薄薄的潤滑脂涂在安裝表面上通常會提高安裝剛度，從而確保安裝的共振頻率接近規格。
機器上的
螺紋孔應足夠深
，避免螺柱進入加速度計底座。
展開 加速度計頻率范圍
機械系統的大部分振動能量往往包含在10Hz至1000Hz之間的相對較窄的頻率范圍內，但是測量結果通常可以說是10kHz，因為在這些較高頻率下，通常會有一些有趣的振動分量。因此，在選擇加速度計時，我們必須確保加速度計的頻率范圍可以覆蓋感興趣的范圍。
實際上，在低頻端，加速度計提供真實輸出的頻率范圍受到兩個因素的限制。第一個是緊隨其后的放大器的低頻截止。這通常不是問題，因為限制通常遠低于1Hz。
第二個是環境溫度波動的影響，加速度計對此很敏感。使用現代剪切式加速度計，這種影響最小，允許在正常環境下測量低至1Hz以下。
上限由加速度計本身的質量彈簧系統的諧振頻率決定。根據經驗，如果我們將頻率上限設置為加速度計共振頻率的三分之一，我們就知道，在組件的上限頻率下測得的振動誤差不會超過+12％。
對于質量較小的小型加速度計，諧振頻率可以高達180kHz，但是對于較大、輸出更高的通用加速度計，通用加速度計，通用加速度計的共振頻率通常為20至30kHz。
加速度計共振誤差
由于加速度計通常會在高頻端因為共振靈敏度大幅升高，因此其輸出將無法真實顯示這些高頻測量點處的振動。
在頻率分析振動信號時，人們可能以為很容易地識別由加速度計共振引起的高頻峰，因此往往忽略了它。這時，如果要獲取包括加速度計共振在內的整體寬帶讀數，同時要測量的振動在諧振頻率周圍的區域中也有分量，則會得出不準確的結果。
展開 軸承在不同的階段所表現出來的振動特性是不相同的，對于最早期的超聲階段，由于振動能量不高，特征不明顯，而在故障后期軸承失效接近尾聲時，軸承的故障特征頻率和固有頻率會被隨機寬帶高頻“振動噪聲”所淹沒。因此，滾動軸承故障振動處理方法更多集中在第二和第三階段，即固有頻率階段和故障特征頻率階段。
對于普通的振動信號，我們主要從時域和頻域來進行相應的處理。對于軸承故障振動信號的處理而言，也離不開時域與頻域的處理方法。但除此之外，還有高級的信號處理方法，如包絡分析。
對滾動軸承振動信號進行分析的第一步是要獲得能提取到有用信息的時域數據，因此，這涉及到兩個方面：數據的采樣頻率與測量位置。
滾動軸承表面局部缺陷所產生的沖擊性振動，是從接觸點出發呈半球形波面向外傳遞的。在信號傳遞路徑上，如果遇到材料的轉折、尖角或兩個配合面時，由于波的折射和反射將引起很大的能量損耗。因此，通常為了減少能量損耗，測量位置通常是軸承座的垂直與水平方向。
由于滾動軸承沖擊作用時間極短，以及沖擊的時間間隔也短，因此，要表征這些極短時間內的信號，需要極高的采樣頻率。另一方面，故障早期激勵起的軸承固有頻率也位于高頻區。故，對于軸承故障振動信號而言，通常采樣頻率可能要達到100kHz。
對于軸承的故障判斷而言，通常不是一次檢測就可以判斷故障的，而更多的是定期檢測或長期監測，對比各類信號，以便對故障做出正確的預報。
1
頻率范圍選擇
滾動軸承故障發生要經歷四個階段，第一階段屬于超聲階段，頻率非常高，頻譜圖中除了轉頻及其倍頻，并無明顯的故障頻率。第二階段主要是時間極短的脈沖激勵起滾動軸承各部件的固有頻率階段，這個階段對應的頻率也高，但低于第一階段。第三階段是出現少量局部缺陷，頻譜圖中存在明顯的故障特征頻率。
展開 即使數據采集設備具有相對較高的阻抗負載，直接加載壓電加速度計的輸出信號，也會大大降低加速度計的靈敏度并限制其頻率響應。為了更大限度地減少這些影響，加速度計的輸出信號通過一個前置放大器饋送，前置放大器將高阻信號轉換為阻抗低得多的信號，連接到測量和分析儀器的相對較低的輸入阻抗。
在CCLD加速度計中，前置放大器是內置的，因此不需要外部單元，但需要一個能夠為單元供電的輸入。今天，這已經是一個非常普遍的功能。除了阻抗轉換功能外，大多數前置放大器還提供額外的功能來適調信號。
如下圖：
（1）將壓電加速度計的高阻抗輸出轉換為前置放大器的低阻抗輸出
（2）經校準的可變增益裝置，將信號放大至適當水平，以輸入其他儀器
（3）二次增益調整，以“標準化”傳感器靈敏度
（4）積分將加速度計的加速度比例輸出轉換為速度或位移信號
（5）各種濾波器限制上下頻率響應，以避免電噪聲或加速度計頻率范圍線性部分以外的信號的干擾
（6）其他設施，例如過載指示器，參考振蕩器和電池狀態指示器也經常包括在內
測量儀器
便攜式通用振動計或分析儀通常是用于機器監控和簡單振動評估任務的更方便、更具成本效益的測量儀器。
簡單的儀器，只能提供簡單的結果，例如從10到1000Hz的總值。但是，隨著現代數字技術，獲得更多功能的成本已經降低，因此自然的選擇是配備具有一個或兩個通道以及許多分析功能并利用PC所連接的分析儀。它們還包括添加新軟件的可能性。
對于更復雜的任務，使用實時分析儀可獲得極致的操作便利性和分析速度，可以并行分析多個頻段即時評估并實時更新顯示屏上。對大型結構甚至需要高達1000多個通道的系統。
展開 滾動軸承和齒輪是機械設備中最常見的零部件。它們的運行狀態直接影響到整臺機器的功能。本文總結分析了滾動軸承與齒輪典型故障的故障機理及其振動特征，詳細介紹了滾動軸承和齒輪振動信號分析與故障診斷的方法，比較了各種方法的特點，并提出了滾動軸承和齒輪故障診斷的相關解調法。針對滾動軸承和齒輪的典型故障特征，采用了時域分析與頻譜分析相結合的診斷方法，基于Windows平臺，利用面向對象的Delphi 5.0，編制了滾動軸承和齒輪的振動信號分析與故障診斷軟件BGMD1.0
滾動軸承和齒輪振動信號分析與故障診斷方法.pdf
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滾動軸承 振動(加速度)測量方法的最新內容
如何避免測量錯誤是測量振動時必須知曉的內容，本文簡要解釋了以下幾點：為避免因加速度計共振而出錯，該如何為加速度計選擇安裝位置，以及如何安裝。
加速度計安裝位置
安裝加速度計，應使所需的測量方向與其主靈敏度軸一致。加速度計對橫向振動也較敏感，但通常可以忽略這一點，因為橫向靈敏度通常小于主軸靈敏度的5%。
測量物體振動的原因通常決定了測量點的位置
即使數據采集設備具有相對較高的阻抗負載，直接加載壓電加速度計的輸出信號，也會大大降低加速度計的靈敏度并限制其頻率響應。為了更大限度地減少這些影響，加速度計的輸出信號通過一個前置放大器饋送，前置放大器將高阻信號轉換為阻抗低得多的信號，連接到測量和分析儀器的相對較低的輸入阻抗。
在CCLD加速度計中，前置放大器是內置的，因此不需要外部單元，但需要一個能夠為單元供電的輸入。今天，這已經是一個非常普遍的功能
如何避免測量錯誤是測量振動時必須知曉的內容，本文簡要解釋了以下幾點：為避免因加速度計共振而出錯，該如何為加速度計選擇安裝位置，以及如何安裝。
加速度計安裝位置
安裝加速度計，應使所需的測量方向與其主靈敏度軸一致。加速度計對橫向振動也較敏感，但通常可以忽略這一點，因為橫向靈敏度通常小于主軸靈敏度的5%。
測量物體振動的原因
通常決定了測量點的位置
壓電式加速度計普遍用于振動測量，與任何其他類型的振動傳感器相比，它具有更好的全方位特性。它具有非常寬的頻率和動態范圍，在整個范圍內具有良好的線性度，它相對牢固和可靠，因此其特性可以在很長一段時間內保持穩定。
培訓內容
為幫助用戶了解加速度計與振動測試原理，熟悉振動測試過程，本培訓將介紹加速度計的原理與振動測量的基礎知識，所需儀器設備的選擇，常用振動分析方法等，內容主要包括：
電荷與IEPE加速度計構造、靈敏度、頻率范圍、安裝方法、動態范圍
適調放大器：類型、濾波器、微積分，以及如何與數據采集系統相匹配
振動測試原理
振動測試儀器
常用振動測試手段和分析方法
軸承在不同的階段所表現出來的振動特性是不相同的，對于最早期的超聲階段，由于振動能量不高，特征不明顯，而在故障后期軸承失效接近尾聲時，軸承的故障特征頻率和固有頻率會被隨機寬帶高頻“振動噪聲”所淹沒。因此，滾動軸承故障振動處理方法更多集中在第二和第三階段，即固有頻率階段和故障特征頻率階段。
對于普通的振動信號，我們主要從時域和頻域來進行相應的處理。對于軸承故障振動信號的處理而言，也離不開時域與頻域的處理方法
滾動軸承和齒輪是機械設備中最常見的零部件。它們的運行狀態直接影響到整臺機器的功能。本文總結分析了滾動軸承與齒輪典型故障的故障機理及其振動特征，詳細介紹了滾動軸承和齒輪振動信號分析與故障診斷的方法，比較了各種方法的特點，并提出了滾動軸承和齒輪故障診斷的相關解調法。針對滾動軸承和齒輪的典型故障特征，采用了時域分析與頻譜分析相結合的診斷方法，基于Windows平臺，利用面向對象的Delphi 5.0，編制了滾動軸承和齒輪的振動信號分析與故障診斷軟件
1 前處理
邊界條件：基礎固定，對體施加加速度激勵。譬如：
幾點說明：
1. 固定方式應該與振動臺運作前的固定方式一致，就是應該把與振動臺連接部位節點的三個方向自由度都約束，而不是放開要振動的方向并約束其它兩個方向。
2. 加速度是應該加在整個體上，而不是加在基礎上。
3. 三個方向加載都是用一樣的固定方式。
4. 可應用于諧響應、隨機振動、響應譜、瞬態等分析。
5. 對于諧響應，位移激勵情況可被加速度激勵代替
