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细说拍振,看看您是否还有什么不清楚的

2017-10-23 14:09| 发布者: weixin| 查看: 5009| 评论: 11|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 细说拍振。
  拍振和调制
  每次培训,都会讲到几种常见的波形对应的频谱,需要注意的是谐波,尤其是转频谐波,每周期一个尖刺冲击是谐波,松动是谐波,削波是谐波,波形畸变也是谐波,所以看到谐波频谱要通过波形来区分问题根源。

  还有两个波形一样频谱类似的情况,就是拍振和调制。
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  这两种现象波形的样子一样,频谱不同,产生的机理也完全不同。

  拍振的概念
  拍振是两个频率接近的力(激励源)产生的振动叠加在一起造成的,由于频率接近,周期也接近,每过一个周期两个信号的相对相位就会有一点变化,接近同相的时候两个信号叠加,幅值变大,接近反相的时候两个信号相互抵消,幅值变小,造成波形总幅值的周期性波动。
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  拍振的周期
  我们来算道题,两个波形周期分别是T1T2(比如8秒和10秒),从一次同时达到最大值开始,每经过T1的时间,两个波形达到峰值的时间差 (T2-T1),经过T2/(T2-T1)个T1周期后两个波形再次同时达到最大值,所以每隔T1*T2/(T2-T1)的时间,两个波形叠加达到最大值,中间是逐渐减小到最小值再逐渐增大的过程。幅值波动周期T1*T2/(T2-T1)的倒数就是波动的频率,(T2-T1) / T11*T2=1/T1-1/T2=f1-f2。也就是说这个波动频率是两个原始信号的频率差。实际案例证明也是这样的。波形里间隔小的那个周期应该是(T2+T1)/2。

  拍振发生的条件
  在现场,任意两个振动力频率接近,且两个振动会传递到一起产生叠加,就会发生拍振。比如下面这个齿轮箱输入轴和输出轴两端转速分别是1447RPM和1393RPM的情况;或者皮带驱动的风机两个皮带轮直径接近时,两端转速接近;啮合频率与高速轴转速接近;两台设备转速接近又共用一个基础或管道;最常见是两极电机同时存在气隙不均和不对中时,由于滑差,故障产生的两倍电源频率振动和两倍转频振动有微小区别,产生拍振,在电机旁可以听到明显的嗡嗡声。
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  有人说产生拍振的条件是两个频率值的差是否在10hz以内,这也是要看情况了。实际上受两个频率差与原始频率的比值影响,一般认为小于10%的会拍振。比如1hz和10hz的两个信号,不会拍。980hz和1000hz的两个信号,会产生拍振。

  拍振举例
  下面是朋友发来的电机测点截图,看波形怀疑拍振。
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  频谱100hz处的看不到两根谱线。
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  提高分辨率(减小频率范围,提高谱线数,关于分辨率的计算振动分析师二级必考)后,两个频率的谱线很清楚。
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  拍振的危害和处理
  拍振不一定要处理,但两个本来不超标的振动产生拍振时,振动峰值叠加,如果超标会对设备造成损坏。

  拍振的根源是两个力产生的振动传递到一起,产生了叠加。如果要处理,可以分别诊断消除这两个振动源,或者切断振动传递路径。比如,通过基础或管道传递振动的,增加隔震措施;但电机本身产生拍振的,就只能通过对中或处理偏心降低两个振动了。

  拍振和共振
  注意拍振和共振的区别,虽然都是两个频率接近的问题,但拍振是两个激振力的频率接近,共振是激振力频率和系统的固有频率接近。

  固有频率是设备本身的一个属性,由系统质量和刚度决定,不管设备是否运转,都是存在的。激振力频率和固有频率接近或一致时,振动会被放大,放大的也是激振力频率的振动。想想启停机过程,是一倍频的振动幅值随着转速变化,在固有频率处达到最大值,一般不存在一个一直存在的固有频率的振动。固有频率要出现振动,必须有相同频率的激振力激起来,这个激振力可能是平常的故障产生的特征频率的力,也可能是随机噪声振动,也可能是冲击,冲击是包含一系列高阶谐波的信号,这个回头可以找机会再说。

  不能说算出来系统里两个故障的特征频率接近,所以他们两个产生了共振,在两个朋友那听过这种说法,感觉都是一个来源,就不提了。

  特殊的拍
  其实不止两个频率接近会产生拍振,一个频率和一个与其两倍频频率接近的信号也会产生类似拍振的现象。比如,电机转频和气隙不均产生的两倍电源频率振动。如果是转频和两倍转频的话,叠加后的波形形状在长时间段上是不变的。但气隙不均的频率和两倍转频有一定差异,两个信号叠加出来的波形峰值也会随着相互相位关系的变化产生变化,在较长时间的波形上可以清楚的看到这个变化趋势,如下图。
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  就是说通过波形可以看出两个信号不是正好两倍的谐波关系。

  闲话和案例
  第二次出差自己去做振动测试遇见的就是拍振问题,邯郸一个煤矿的两台排气风机,共用一个管道,振动幅值规律性波动,两台风机的转速接近又不一样,后来只开一台可以在另一台不开的风机上,测到明显的运转风机转频的振动。

  说起来就想起第一次出差现场测试,刚接触振动,学了点ppt,感觉不就是那几个特征频率吗,so easy,结果到现场那叫一个懵,传感器放哪儿合适不知道,都是乱放的,频谱测出来更是懵,真叫‘它认识我我不认识它’,完全不知道看见了什么,一步步的打电话问。还记得是山东的一个维修单位。

  理论和实践逐步积累,多思考,都有个成长过程。

  来源:mirook聊振动(ID:mirook)
  作者:王少峰

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最新评论

引用 mriook 2017-10-24 08:05
作者:王少锋,来源是公众号:mirook聊振动
引用 mni987654321 2017-10-24 08:49
受教了,就是缺乏实际测试经验,现场容易懵逼啊
引用 mriook 2017-10-25 08:17
mni987654321 发表于 2017-10-24 08:49
受教了,就是缺乏实际测试经验,现场容易懵逼啊

一回生二回熟
引用 15501556209 2017-10-26 21:46
感谢分享,好文章顶1
引用 hgyjxy 2017-11-5 00:19
很有用,谢谢
引用 15501556209 2017-11-25 15:36
剛好最近也碰到一起拍振的案列
引用 sunpaper8692 2018-10-26 08:50
师者传道授业解惑也
引用 mxlzhenzhu 2019-4-28 23:32

然后第三回就忘了第一回的事情了。。。。。
引用 ike9442796 2019-4-29 09:57
电机气隙不均产生的两倍电源频率振动和电机转频的二倍频之间产生拍振的现象在企业还是相对常见的。
D:\1.png
引用 ike9442796 2019-4-29 10:12

                               
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引用 csi振动胡工 2019-5-15 13:06
写的不错

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