振動基本知識及故障診斷傅行軍東南大學(xué)火電機(jī)組振動國家工程研究中心上篇:振動基本知識、振動及其分類振動——指物體在一定位置附近的往復(fù)運(yùn)動。普遍存在于宇宙及人類生產(chǎn)、生活中。是電廠重要安全經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之電廠中振動過大的危害(1)減少設(shè)備的使用壽命,造成設(shè)備損壞,甚至釀成災(zāi)難性事故(2)動靜部件碰摩,使轉(zhuǎn)軸彎曲,部件及基礎(chǔ)損壞;(3)降低機(jī)組的機(jī)械性能和熱力性能;(4)振動及其產(chǎn)生的噪聲,影響運(yùn)行人員身體健康和工作效率■振動的分類(1)按振動的產(chǎn)生方式分:自由振動受迫振動(2)按振動的規(guī)律分:簡諧振動復(fù)合周期振動瞬態(tài)振動隨機(jī)振動(3)按振動故障的性質(zhì)分:自激振動強(qiáng)迫振動(4)按振動模型的自由度分單自由度振動多自由度振動、簡諧振動(一)簡諧振動的運(yùn)動學(xué)方程以無阻尼自由振動的彈簧振子為例得出普遍結(jié)論由F運(yùn)動學(xué)特征ka=--x=-0x0+∞x=bdtO=解dt+ox=0可得位移x=AcOs(ot+q)振動方程速度元、dt-Asin(at+o)=Acos(at+o+加速度a=,=-Aocos(ot+)=Acos(at+p+r)結(jié)論(1)單自由度無阻尼系統(tǒng)的自由振動是以正弦或余弦函數(shù)表示的,故稱為簡諧振動(2)自由振動的角頻率即系統(tǒng)的固有頻率僅由系統(tǒng)本身參數(shù)確定,與外界激勵、初始條件無關(guān)。(3)自由振動的振幅A和初相角φ由初始條件所確定。(二)描述簡諧振動的三要素ImZAsin(at+p)Oat+pRer=1/f=2x/a■振幅A(Amplitude偏離平衡位置的最大值。描述振動的規(guī)模。頻率f(Frequency)描述振動的快慢。單位為次/秒(Hz)或次/分(c/min)周期T=1/f為每振動一次所需的時間,單位為秒圓頻率m=2πf為每秒鐘轉(zhuǎn)過的角度,單位為弧度/秒■初相角q(nitialphase描述振動在起始瞬間的狀態(tài)。(三)簡諧振動的合成振動與其它運(yùn)動形式一樣也可以進(jìn)行合成與分解振動往往是由若干種頻率的簡諧振動合成的下面我們研究幾種基本而重要的簡諸振動的合成1.同方向、同頻率簡諧振動的合成—仍然為簡諧振動x,=a,cos(at+a,,x,=A,cos(at+a,)合振動:x=Acos(a!+a)A=VA+A2-2A1A2coskr(a2-a,)VA+A2+2A,A2cos(a2-a)Asina,+A,sina,tga=Acosa,+A,cosa2兩種特殊情況:a2-a1=±2n丌,n=0,1,2.,A=A1+A2a2-a1=士(2n+1)丌,H=0,1,2.,A彐A1-A2l2.同方向、不同頻率簡諧振動的合成——周期振動x,=Acoso,t,x2=Acost,x=Acosa,t+Acosa,tAVvim,n為整數(shù),mn用x-t圖像合成最方便如:T1=2,T2=3s結(jié)論:合振動不是簡諧tx振動,但有周期性,合振動周期為兩個分振動周期的最小公倍數(shù)2)兩個分振動頻率很高,又非常接近即2+01>>02-01x=x2+x1=A(coOt+cosa,t)=2Acos“2t·cost可視為振幅做周期性緩慢變化的準(zhǔn)簡諧振動,又稱調(diào)幅