关于振动单位峰峰值mm和速度值mm/s之间的区别和联系
峰峰值是指振幅,速度是指速度的最大值,还有一个是加速度,也就是速度的变化的快慢．位移对时间的导数是速度，速度对时间的导数就是加速度
2π×频率×振动位移值=振动速度值（3000r/min对应50HZ，振动稳定时，该公式差不多）
就EPRO系统而讲。瓦振在正常校验卡件时所用是速度传感器。其测量出是振幅的特征值。如物理公式。设振动运 动方程是正弦波。A＝asinwt则速度为V＝awsinwt它们的特征值相差如上楼所说。所以一般TSI厂家校验振动探头时给出速度传感器的灵敏度。而后根据卡件的量程设定算出应该的正弦波有效值。不仔细说了。总之在相同的有效电压输入下，频率低则峰峰值高。而且现场带度传感器过来的信号不能简单地用万用表测量。它们可能分为不同的倍频进行问题分析。大多数电厂都不引进分析系统。所以振动专家也不容易呀。
对于轴振则不用非常考虑频率的问题。但新的数字卡件也引入了很多这方面的功能。这太深了。知道上述问题也就可以在电厂够应用了。
mm/s是振动速度值，一般采用10~1KHz范围内的均方根值，也就是说的振动烈度。7丝就是70um，是振动位移值。一般衡量汽机或者大型设备采用振动位移标准来衡量设备振动情况，普通的电机或者泵采用振动速度值，详见国标10086。mm是振动幅值，用户，特别是电厂，考核的是振动幅值。
mm/s是振动速度，电机的国家标准考核的就是振动速度。
mm/(s^2)是振动加速度，一般用于高速电机的振动评定。在实际应用中，有可能振动幅值合格，但振动速度不合格；也有可能振动速度合格，但振动幅值不合格，在实际应用中出现过这种情况的。一般电机厂用的测振动的仪器有三档，分别测振幅、振动速度和振动加速度。
mm、mm/s、mm/(s^2)是不可能相互转换的。mm是距离单位；mm/s是速度单位；mm/(s^2)是加速度单位。mm振动位移：一般用于低转速机械的振动评定； mm/s振动速度：一般用于中速转动机械的振动评定；mm/（s^2）振动加速度：一般用于高速转动机械的振动评定。mm/s也不是mm和s去和设备转动中的位移和时间挂钩，只是速度的单位，说的是转动造成的设备振动速度的大小。同样的mm/(s^2)说的是振动的加速度的大小。工程实用的速度是速度的有效值，表征的是振动的能量，加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小为什么要测振动加速度：如果有裂痕或松动的话，机械会产生振动，测振动加速度可以大概判断故障程度，可以预防严重的破坏磁电式速度传感器不需要物理接触，通过磁电感应原理来测量速度的，而压电加速度计需要必要的物理接触，通过感知力的大小而转化成对应的速度显示出来的，测量振动,要用加速度传感器.F=at .加速度才可以真实反映振动力
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第二篇：滚动轴承振动信号的计算机测试系统
第18卷 第4期 吉 林 工 学 院 学 报 Vol.18 No.4
19xx年12月 JOURNALOFJILININSTITUTEOFTECHNOLOGY Dec.1997a滚动轴承振动信号的计算机测试系统
田振华 谢 春 田 彦
(吉林工学院机械工程系,长春130012)*
摘 要 以386微机为主体建立了振动信号采集和分析系统。此系统在不需要人工过多干预的情况下,能实现对成品轴承振动质量的诊断且诊断准确可靠,在轴承振动超差的情况下,能自动判明原因。软件系统用TurboPascal语言编制,全部汉字显示菜单,应用方便。该系统还可以推广应用于其它机械振动信号的采集和分析
关键词 滚动轴承 振动质量 计算机测试系统
分类号 TH122
1 系统概述
在滚动轴承振动检测的试验中,各项目分析的采样测量均采用B&K2034主机进行,2034为丹麦B&K公司生产的专门用于频谱分析的设备,价格比较昂贵,就目前国内情况而言,有能力购置的单位并不多,而微机在全国基本上已经普及,且性能价格较高。由此,我们想到以微机系统替代分析仪,研制微机检测系统。
本系统主要适用于对滚动轴承振动信号的采集和分析。能实现幅值域、时域和频域的分析,系统具有良好的人机界面,使用十分方便。本系统的核心是PC386微机,软件有TurboPascal语言编制,支持汇编语言子程序,采用结构化模块设计,每一功能由独立的模块完成,方便用户对系统的维护、改进和功能扩展,还可以进一步推广到其它振动信号的采集和分析。
图1 系统硬件框图
a:04
第4期 田振华等:滚动轴承振动信号的计算机测试系统92 系统组成及功能
系统由软件系统和硬件系统两部分组成,具有信号采集、数据预处理、故障诊断等主要功能。系统硬件配置如图1所示。由传感器得到的压电信号很微弱,必须经电荷放大器处理,在处理中我们控制示波器辅助监视信号大小,以不超过A/D转换额定电压±5V为准。应用磁带机主要是便于离线分析。低通滤波主要是为了适应A/D转换的要求,如果信号中包含的频率很高,为满足采样定理,采样速率就必须很大,因为A/D转换有一定的时间限制,这样就要求滤掉高频成分。系统功能及工作流程见图2
。主要功能简介如下。
图2 系统功能及工作流程
2.1 数据采集
采用MS-1239A/D转换卡,直接插入微机扩展槽中,用单通道采集数据。采样子程序用汇编语言编制,因为汇编语言直接进行位操作,运行速度比较快,能满足高速采样的要求,采样方式为中断方式,直接用微机的8253定时器计时,这样采样频率控制精确。中断控制器8259根据定时信号向CPU申请中断。采样值保存在缓冲区内,供主程序调用。采样程序流程图见图3。通过对定时器赋不同的计数值,实现不同频率的采样。
2.2 数据预处理
根据A/D转换器的12位偏移码将两进制数转换为十进制电压值,这时可以进行单位标定,对所有采样点做零均值化处理。即:,,i
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吉 林 工 学 院 学 报 第18卷
Xi=Xi-E,i=1,2,3……n
Xi信号的均值相当于一个直流分量,而直流信号的付里叶变换是在X=0处的冲击函数,因此如不去掉均值,在估计信号的功率时,在X=0处会出现一个很大的峰值,并会影响X=0左右处的谱线,使之产生较大的偏差。
而后根据Chauvenl判据K(见表1),按($0/R)>K剔除数据中的错点,式中$0是数据序列中的最大值,R为均方根值,K为Chauvenl判据。
表1 Chauvenl判据
nknk
51.65752.71
101.961002.81
152.132003.02
202.243003.20
252.335003.29
302.3910003.48
402.4920003.60
502.5850003.80
2.3 幅值域参数计算2.3.1 均方根值
XRMS=〔-2.3.2 平均幅值
X=
∫
+∞
?X?Q(x)dx〕∞
21/2
∫?X?Q(x)dx
-∞-∞
+∞
2.3.3 方根幅值
1/22
(x)dx〕Xr=〔+∞?X?Q
∫
2.3.4 峭度
K0=〔-2.3.5 峰值
X0=E{max?X(t)?}
2.3.6 波形因子
T=均方根值/平均幅值=XRMS/X2.3.7 峰值因子
C=峰值/均方根值=Xo/XRMS
2.3.8 脉冲因子
I=峰值/平均幅值=X0/X
2.3.9 裕度因子
L=峰值/方根幅值=Xo/Xr
2.3.10 峭度因子
K=峭度/均方根值=Ko/XRMS
以上各参数能从各个角度反映轴承所处状态,一般说来,反映振动能量的参数,如:均方:图3 采样程序流程
∫
+∞
?X?Q(x)dx〕∞
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第4期 田振华等:滚动轴承振动信号的计算机测试系统11形因子、峰值因子、脉冲因子等,对冲击脉冲较为敏感,为提高诊断的可靠性,经常采用多个参数同时考虑的多参数综合诊断法。
2.4 频域分析
频域分析包括频谱分析、功率谱分析和倒频谱分析,这些计算所用的基本方法都是通过快速付里叶变换即FFT法,频谱分析是将离散序列{Xi}经FFT变换成频域中的序列{Xk}
Xk=1/N∑XeijzPik/N k=0,1…,N-1
功率谱分析是对{Xi}作加窗处理(如汉宁窗等)
Xi′=XiXi
Xi=0.5-0.5cos(2i/NP) N=0,1,…,N-1
再对{Xi′}做FFT以后得到三种模式的谱
均方谱
2Sx(k)=S2R(k)+Si(k)
均方根谱
2SX(k)=〔S2R(k)+Si(k)1 对数谱
SX(k)=10log〔SR(k)+S1(k)〕
式中SR(k)和Si(k)分别为谱的实部和虚部。
图4
所示为轴承振动信号的自功率谱图。22
图4 210轴承频率跨度12.8kHz自谱
倒频谱是对频谱作对数转换后再进行FFT逆变换后得到的,即
C(S)=IFFT(Log?FFT{Xi}?)
图5
所示为轴承振动信号的倒频谱图。图 2106.4倒谱
12
吉 林 工 学 院 学 报 第18卷
2.5 时域分析
包括求数据序列的自相关估计RX(m)和波形显示
RX(m)=1/(N-m+1)∑XiXi+m
图6
为自相关函数图。
图6 210轴承频率跨度为6.4kHz自相关
2.6 用户界面
系统提供交互式窗口菜单,采用人机对话方式实现系统的各项功能,充分利用了TurboPascal的屏幕控制,扩展键盘码、文本色彩控制、设置窗口和声音控制等功能。
3 检测实例
我们将回归试验分析中得到的结果,作为一种类型(或型号)轴承在一定条件下的标准,值存入文件,计算机在诊断开始时,判明轴承类型后,读取相应的诊断标准,然后开始采样检测,检测结束时在计算机屏幕上显示各谱的图形和诊断结果表,如操作者要求的话,还可以打印出来。表2所示为一组轴承的诊断结果表,图7为1号轴承的倒谱图。
表2 诊断结果
诊 断 对 象
编号
内圈
12345
<<<<EE<E<<<<<<<<<<<<
外圈<<<<EE<<<<
钢球EE<<<<<<<<<<<<<
dB值5352.551.54947.5
结果球故内故外故正常正常
注:“<”代表实测参数低于标准值,“E”代表高于标准值。
4 结 论
建立的微机数据采集和分析系统可用于采集频率范围为0～10kHz,电压范围为±5V的动态信号。系统具有通用性好,使用方便和易于扩展等特点。与此相配的分析软件包可以对采集的信号作幅值域、时域和频域分析,并提供了良好的人机界面,操作十分方便。整个系
第4期 田振华等:滚动轴承振动信号的计算机测试系统13
图7 一个球波纹度超差轴承的倒频谱图(屏幕拷贝)
分析。
参 考 文 献
1 徐四宁.深沟球轴承振动质量的诊断.轴承,1992,(4):43～46
2 梅宏斌著.滚动轴承的振动监测与诊断.北京:机械工业出版社,1995.6～16
AMicrocomputer-AidedTestSystemfortheVibration
AnalysisofRollerBearings
TianZhenhua XieChun TianYan
(Dept.ofMechanicalEngng.,JilinInst.ofTechnol.,Changchun130012)
Abstract Asamplingandanalyzingsystembasedon386microcomputerhasbeenconstructedfortheanalysisofvibrationsignals.Thesystemcanreliablydiagnosethecausewhythevibrationqualityofarollerbearingisoutofstandardwithouttoomuchmanualinteraction.ThesoftwareiswritteninTURBOPASCALlanguage.AllmenusaredisplayedinChineseforconveniency.Thesystemisalsocapableinsam-plingandanalyzingothermechanicalvibrationsignals.
Keywords rollerbearings;vibrationquality;computer-aidedtestsystem