３.水泵振动监测及研究

３.１振动测量简介

振动测量时对振动量和系统振动特性进行的测量。振动量包括振动幅值、振动频率和相位；振动特性指系统的刚度、阻尼系数、固有系数、固有频率、振型和动态响应等。

泵的振动测量，通常只测量振动幅值及振动频率，并由此给出烈度级，需要时还可进行频谱分析。对泵的振动特性常用振动位移幅值、振动峰值、振动频率和振动烈度级作出评价。

振动测量的方法：按力学原理分为相对式测量法和惯性式测量法；按振动信号转换方式分为电测法、光测法和机械测振法。对泵通常采用电测法。 振动的电测法

３.１.１振动电测法的基本测试系统，其各部分仪器种类繁多，性能也有差别，应根据不同的测试要求合理选择配套。

３.１.２工程常用测振仪简介

工程常用测振仪由振动传感器、测振仪和记录分析仪器组成。

a) 振动传感器 又称拾振器，工程商常用的有位移传感器、惯性式速度型传感器和惯性式加速度型传感器。速度型传感器除直接测量振动速度外，在把其输出电压经过积分线路与微积分线路后，还可以测量振动位移和加速度。此外，拾振器和用于噪声测量的声级计可以配套使用，测量振动。

b) 测振仪 也称放大器，具有显示和输出两种功能。

c) 记录分析仪器 常用的记录分析仪器有光线示波器、磁带记录仪、电平记录仪和X-Y记录仪等。

３.１.３参数测量

参数测量包括振动基本参数测量和振动特性参数测量。前者测量的参数为振动频率、振动幅值和相位；后者测量的参数为固有频率、阻尼系数和振型等。泵主要测量基本参数。

（1）振动频率的测量有以下几种方法：

a、用数字式频率计直接测读频率。这种方法简便，精确度高，稳定性也较好，还可以对简谐波型以外的振动进行测量。

b、用录波比较法测频率。它是把振动波形的时程曲线记录在记录纸上，同时记录时标信号，如果时标信号为1s（即两条时标线的时间间隔为1s），则两条时标线间的完整波个数为振动频率。波形的时程曲线常用光线示波器记录。 c、用声级计和光线示波器联合测量频率，并进行频谱分析。

（2）振动幅值的测量 振动幅值指位移幅值、速度值和加速度值。通常也把位移幅值称为振幅。

a、位移幅值测量：以下三种情况都要测量位移幅值。振动幅值较低，速度和加速度值大，不便使用速度和加速度传感器时，则用位移传感器测量位移幅值；某些设备或结构物需限定其振幅不超过允许值，此时就要直接测量位移幅值；需要通过测量位移进行应力计算时，则必须测量位移幅值，如水工闸门的振动问题就是如此。

b、速度值测量：如果振动频率处于中频段，且位移较小时，可用速度传感器测

量速度值；某些设备规范采用速度值作为设备振动的控制参数时，则要测量速度值，如对泵的振动进行评价时，就是用振动速度的均方根值确定振动的烈度级，因此就须测量振动速度。此外，为精确求得结构的固有频率而采用的速度共振法时，也要进行速度值测量。

c、加速度值测量：在小模型试验或小结构实测时，由于位移和速度型传感器有较大的附加质量影响，常采用轻型加速度计测量加速度，并可通过积分获得速度值和位移幅值，对高频振动、冲击振动则需进行加速度值测量；对结构物作受力分析时，也要进行加速度值测量，因为力和加速度成正比。

d、测量方法：泵的振动幅值测量，主要是测其位移幅值，即通常所说的振幅，测量振幅时是通过光线示波器记录的波形时程曲线，从曲线上量出波形的幅值，再除以放大倍数即可得到振幅值。如果传感器用的是速度计和加速度计，则可通过积分求得振幅；或直接使用带有积分的网络的放大器。

（3）相位的测量 测量相位就是测量两个频率相同的波形之间的相位差值，工程商常用数字式相位计直读相位差角，使用双线示波器测量相位也很方便。 ３.２泵的振动实验

３.２.１实验目的

（1）测定泵各主要部位的振幅、频率和振动速度；对泵的振动特性作出评价。

（2）掌握泵的振动测试基本方法及仪器仪表的工作原理和使用方法。

（3）了解评价泵振动特性的方法和内容，以及振动对泵性能、运行及其部件强度的影响。

３.２.２实验原理

泵工作时会因各种原因产生振动，测试时把传感器固定在待测部位，使之与被测件同步振动。传感器把所测部位的机械振动换成电信号，输入测振放大器，放大后的信号再输入光线示波器进行显示或记录。把记录下的资料进行测算整理和分析，首先得到振幅、频率和振动速度；再经过计算便可求得振幅峰值和振动速度的均方根值，进而得到振动烈度值，需要时还可进一步作频谱分析。最后根据这些资料对泵的振动特性作出评价。

３.２.３实验装置

（1）测试系统 一般都采用电动式测振系统。

（2）测振仪器 主要的测振仪器如下：

a、传感器：可选速度型的。

b、测振仪：可选用GZ-2型。

c、显示记录装置：可选用SC16型光线示波器。

３.２.４实验参数测取

（1）测点布置

（2）参数测定 在规定转速和工况下，由示波器记录下各测点的波形时程曲线和速度时程曲线，并在曲线上标明测点位置和放大倍数。

３.２.５实验操作要点

（1）传感器一定要和待测部件固定牢，保证它们同步振动。

（2）正确选择工况点，这些工况点应把最小、最大和最高小旅店的流量包括在内。

（3）根据不同工况下振动量的变化，及时地调整放大倍数，以获得最佳纪录结果。

（4）发现不正常情况时应立即重测，以便作到实验数据无错误、无遗漏。

３.２.６实验结果及讨论

（1）把流量换算到规定转速下的流量，再把纪录下的时程曲线进行测度，然后列表给出各测点各工况下的振幅、频率和速度。

（2）计算振动速度的均方值和振幅峰值。

（3）求振动烈度 振动的强弱程度用振动烈度来表示，振动烈度又可分为若干级，称为振动烈度级。级数越高，振动越强烈，因此可以用振动烈度级来评价振动。分级可根据振动速度均方值来分，也可根据振幅来分。

（4）把振动烈度按工况和测点整理成表，并取最大值为泵的振动烈度级。

（5）根据不同工况下各测点的频率、振幅、振幅峰值和振动烈度值，对泵的振动特性作出评价。

（6）讨论要点：振动烈度级和振幅最大值及振动频率最高值发生的位置和工况；振动频率与振动情况的关系；振动对泵的性能、运行及部件强度的影响；振动与噪声的关系；如何防止等。

３.

３正确检测到振动信号注意事项。

1．正确选择检测仪器

不同种类的传感器，具有不同的可测频率范围，测试前应该结合研究对象的主要频率范围，来选定适当仪器。一般来说，接触式传感器中，速度型传感器适用于测量不平衡、不对中、松动、接触等引起的低频振动，用它测量振动位移，可以得到稳定的数据。加速度传感器适用于测量齿轮、轴承故障等引起的中、高振动信号，但用它测量振动位移，往往不太稳定。因此，加速度传感器测量仪一般只用于测振动速度，其优点是能测到高频振动信号。

实际工作中，振动测量和异常判断有两种方法：

（1）用轻便的手提式振动表或点检仪器测量，作简易诊断。

（2）用粘胶剂或安装螺丝固定传感器，扩大频响范围测量，对信号作记录好价，进行精密诊断。

2．正确选择测量参数

振动测量参数，通常是指振动位移、振动速度和振动加速度。一般的振动仪表，对这三个参数都能测量、实际测量中，究竟选择哪个参数较好，这要针对不同目的作出选择。

一般情况下，若查明被测对象有不平衡、不对中、松动、油膜振荡等现象时，则测位移或速度较好。若查齿轮、轴承、叶片等故障时，则测加速度较敏感。在平时的状态监测中，最好对三个参数同时进行测量和记录。

3．选择正确的测点位置

测点位置和传感器安装位置同上述的两个因素一样，能决定测到什么频率范围的振动。实际被测对象都有主体与部件、部件与部件之间的区别。必须找出最佳的测振位置，合理布点。

实际测量中，一般以设备的轴承部位为测量点，首先从轴承左边或右边开始，确定测量点，顺序编号为①、②……，并作记号，以便每次测量都在同一点。确定测点后，画出如图6－6所示的装置草图，标明机器名称和转速。以便实际测量时对照使用。

4传感器安装固定

在振动检测过程中，传感器必须和被测物紧密接触。如果在圈定、蜂蜡固定、胶合固定、绝缘连接固定、磁铁连接固定等实际工作中，依据具体要求，选择适当的连接固定方法。

5．良好的接地回路

在宽频带振动测量中，广泛使用加速度传感器，但要特别注意连线引起的噪声和接地回路引起的噪声。

6．定期标定仪器

因为测振议中某些元件的电气性能和机械性能会随时间和使用程度而变化，所以测振仪器在使用过程中需要经常定标。特别是压电型加速度计，其压电系数会随时间的延长而降低。因此，为了保持测量精度，最好每年复核一次。

7．测试数据整理

按上述几点测得的振动数据，需要按设备分别整理，画出趋势图，同基准值比较，才能一目了然地看出设备运转状态。一般情况下，这种整理工作可采用手工方式，但是，当需要做状态监测；倾向管理的设备数量较多时，必须借助于电子计算机来进行数据处理工作。目前，已有设备倾向管理的应用软件。

３.４判断振动是否异常可以分为绝对值标准和相对值标准两大类。 ３.４.１绝对值标准

绝对值标准是经过大量振动试验、现场振动测试，以及一定的理论研究而总结出来的标准，对大多数设备有一定的参考价值。

具有代表性的是国际通用的ISO振动判定标准目前各国各行业都有自订的振动标准，这些标准虽然通用性差些，但针对性较强，在日常的维备维修活动中，也是很有用的。例如日本制造厂为宝钢引进设备提供的部分振动标准，都是绝对值标准。

３.４.２相对值标准

绝对值标准是衡量各种设备的通用标准。然而每台机器都有自己的特点，即使同一类机器，它们的结构参数、使用工况等都不一定相同，因此，完全适用于各台设备的通用标准，实际上是不存在的。现有的各种绝对值标准，只能供人们分析、判断异常振动时参考。较为科学的方法是相对比较，称相对值标准。经常运用的有以下两种方法：

（l）自身比较（倾向判定）。以每台设备正常时的数据作为基数，当振动量达到该基数的一定倍数时，就认为需要加强监视或需要停机检修了。在一般情况下，人们认为振动量为原始基数的两倍时，需要加强监视；低频振动增大到原始基数4倍时，需要检修；高频振动增大到原始值6信时需要检修。表6－4所列数据是日本新口铁用机器检查器MCV－02lA测报时的相对判定标准。

相对值标准主要也是起参考作用。对于具体设备而言，究竟振动增大为原来多少信时会损坏，不一定是一样的，还与振动频率分布、机组安装情况有关。最好的办法是，对每台设备作长期状态监测，经过一、二次检修后，再建立每台设备各自的振动标准，这种标准更可靠。

（2）相互比较。即同类机械之间的相互比较。如果机组相 同，运转条件、基础等也相同，那么振动明显大的那台设备，就是有问题的。在一般情况下，振动为同类机械的两倍时，视为异常，需要加强监视。

第二篇：第十章 振动检测gai