扭振的测量

扭振的测量

概括而言，因为所有的动设备在运行中都存在一定程度的扭振，但与横向振动不同，扭振难于用简单、直接的方法测量，经常被忽视。如果因此视而不见，扭振就会成为设备损坏的隐形杀手，给企业带来巨大的直接和间接的损失。

无论ISO标准还是API标准，都要求正常运行时，设备的临界转速（其实也包括周边可能受影响的结构固有频率。只是要求更高，要求其固有频率高于可能的稳态运行的频率的10倍）应该在稳态运行时，可能的激振频率的±10%之外（也有更严的要求：在15%~20%之外）。扭振固有频率同样可能被激起，所以和横向振动一样，也必须知道你的转子系统的扭振固有频率。

转子的裂纹大多由扭振破坏引起，键、键槽等的损坏通常也与扭振密切相关，还有齿轮损坏、联轴器损坏、热涨（冷缩）配合的失效等也可能是扭振的失效引起。

扭矩的测量，必须要两个探头，在转子的两个截面测量，单个截面、单个探头只能测量扭振动态信号。扭矩的大小正比于转子角转速的变化（欧拉定义）。扭矩的变化通常发生于运行转速的变化，并因此产生扭振。

我们从力学理论中知道，扭矩测量的方法通常是应变片法，但在高速旋转的转子上贴应变片，信号还要传递出来，测量的频率范围还有一定的要求等，哪个方面都是难点。应力-应变-单位轴向长度变化的角度等有确定的关系，可以用角度的测量来表达扭矩及扭振。而角度的关系实质是一种时间的关系。

市场上缺乏测量扭振的通用、成熟产品。英国有一家公司生产一种短节式的测量系统，但必须串进原机组的轴系中，所以是一种需要在设计阶段就考虑好，比较贵的系统。本特利的3500/42M（MOD 183484, 162572）和System1的Classic支持这种装置。

这个方法其实也是一种测量时间间隔的方法（TIM）：计算相邻两个

脉冲的时间间隔，而时间间隔的变化与特定转速下的扭振有关。但近年来发展了一类简便方法，不改变原转子系统，使用已有的固定安装的键相（每转一个脉冲）信号，或者使用斑马带或多齿齿轮（MEW）产生的每转多个脉冲信号，高速采样，分析其中的扭振信号。特点是：成本低，快捷，仅需要单个探

头。当然，单个探头只能测量扭振，是无法测量扭矩的。好在一般也不需要检验扭矩，机器的破坏大多是扭振，而不是扭矩造成的。

1.利用已有的键相信号。高速采集键相脉冲信号，不用停机，使用键相信号的限制是最大的分析频率是转子转速频率的一半，如果转速低，而扭振固有频率较高就不够用了。

2.使用斑马反光带/激光探头法。需要停机贴斑马带，最大分析频率范围扩大了。主要是用于临时故障诊断，不能用于监测，带要注意结合部的不连续性。要确认分析软件考虑到了这个因素。

3.使用多齿齿轮/激光探头法。需要有齿轮盘或者额外安装齿轮盘，可用激光探头或其它能高速采集脉冲信号的探头，优点是安装牢靠、信号可靠。但要注意齿形几何的不一致性，也要确认相应的软件考虑了这个误差可能带来的影响。可以用于监测。

对于基于TIM的方法，同时要求较高的幅值精度和时域分辨率。本特

利用ADRE408来采集连续原始波形，其128KHz的采样率能保证波形分辨率，而其24位的数模转换能满足幅值精度。

实践表明，不是随便的斑马反光带和普通的激光传感器都能胜任的。反光带对反光条的间距和黑白对比度要求高，激光传感器要求有较高的采样频率。

对于持有ADRE 408的工程师，建议在日常启机采集信号时，应该总是激活键相信号的原始数据功能，以评估机组是否存在扭振问题，额定转速后解除原始波形的录波功能。

目前最常用的斑马反光带测量法，安装中有诸多技巧和注意事项，比如轴表面及条纹表面清洁要求，垂直、对齐要求，头尾结合点应是黑色非反光超长条要求，探头和斑马带的距离、角度要求等等，这里就不详述了。

基于整机噪声的发动机曲轴扭转减振器的匹配分析

基于整机噪声的发动机曲轴扭转减振器的匹配分析 马俊达1，卢小锐1，王晖1 华晨汽车工程研究院，NVH工程室，沈阳，110141 【摘要】某机型在开发过程中，整机噪声比竞品机高，分析发现主要是由于轮系侧引起，本文对发动机曲轴扭转减振器进行重新匹配，降低发动机扭转波动，结果显示，重新匹配减振器后，发动机的扭转角度最大衰减量为0.095°，满足了单阶次扭转角度小于0.1°的目标要求，同时降低了发动机轮系侧噪声水平。经发动机台架试验验证，重新匹配后的减振器使发动机整机声压级在高转速工况下降低2.8dB(A)，满足整机设计的目标要求。 【关键词】发动机；扭转减震器；激励力矩；曲轴系统 Matching Analysis of Crankshaft Torsional DamperBased on theEngine Noise Performance Junda Ma1, Xiaorui Lu1, Hui Wang1 Brilliance AutoR&D Center, China ABSTRACT –In this article, the matching of engine crankshaft torsional vibration damper was analyzed based on torsional vibration test method, the testing results showed that the maximum attenuation of engine torsional angle was 0.095 °. After optimization,the target value was reached.The single order torsional angle was less than 0.1 °andthe noise level of the engine front end was reduced.These results were verified on test bench, it showed thatthe damperrematchesmakes the whole sound pressure level lower than priorin engine high speeds and satisfies the requirement of the whole machine design. KEYWORDS-Torsional damper, Optimization,Noise level, Test bench 前言 近几年我国汽车工业迅猛发展，汽车在国内迅速普及的同时，汽车的NVH 性能也备受关注，已经成为了汽车性能最重要的评价指标之一。众所周知，曲轴扭转振动是整机激励振源中最重要的因素之一，不仅能够引起轴系和机体的振动，也是发动机轮系侧主要的噪声源。 某四缸机在开发过程中，NVH性能不满足竞品机的目标水平，试验分析表明主要的噪声贡献量来源于发动机轮系侧，为了满足NVH的目标要求，对曲轴扭转减振器进行重新匹配，降低曲轴前端扭转振动幅值。本文主要介绍了匹配不同的扭转减振器轴系扭振特性的试验测试，比较曲轴前端扭转角度的变化，并通过发

扭转振动测试大纲

柴油机组轴系扭转振动 测试大纲 编制：______________ 校核：______________ 审批：______________ 中船动力研究院有限公司 2016年08月

1.测试目的 对柴油机组轴系进行扭振的自由振动及强迫振动测试。 2.测试对象 本次测试对象为柴油机-水力测功机机组，由柴油机，水力测功机，基座等组成。柴油机通过联轴器与水力测功机连接，并共同安装在基座上。机组额定转速为750r/min，额定功率为2430kW。 图1 柴油机组示意图 3.测试系统 在柴油机飞轮端安装磁电传感器进行扭振信号的采集，测试系统图如图2所示。 图2 测试系统示意图 表1 测试仪器列表 4.测试步骤

（1）检查测试场地的电源情况。 （2）先在各测点布置传感器，然后按照要求接线，打开测试仪器及计算机。（3）启动机组，传感器将采集到的信号输送到LMS分析仪中进行处理。（4）完成各工况下的信号采集，处理实验数据。 5.测试工况说明 （1）轴系扭转振动自由振动测试 柴油机组空载，机组转速自200r/min连续升至900r/min（900r/min连续降至200r/min），保证转速连续升（降）的持续时间至少在1min左右，同时进行轴系扭振信号的采集。 柴油机组空载，机组转速从200r/min升至900r/min，每次间隔为20r/min。等待转速稳定后，进行扭振信号采集。 （2）轴系扭转振动强迫振动测试 功率负载按分别调整至0%、25%、50%、75%、90%、100%、110%的额定功率，进行轴系扭转振动稳态测试。 6.测试结果 表2 轴系固有频率测试数据记录表

振动实验报告剖析

振动与控制系列实验 姓名：李方立 学号：201520000111 电子科技大学机械电子工程学院

实验1 简支梁强迫振动幅频特性和阻尼的测量 一、实验目的 1、学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线。 2、学会根据幅频特性曲线确定系统的固有频率f 0和阻尼比。 二、实验装置框图 图3.1表示实验装置的框图 图3-1 实验装置框图 K C X 图3-2 单自由度系统力学模型 三、实验原理 单自由度系统的力学模型如图3-2所示。在正弦激振力的作用下系统作简谐强迫振动， 设激振力F 的幅值B 、圆频率ωo(频率f=ω／2π)，系统的运动微分方程式为： 扫频信号源 动态分析仪 计算机系统及分析软件 打印机或 绘图仪 简支梁 振动传感器 激振器 力传感器 质量块 M

或 M F x dt dx dt x d M F x dt dx n dt x d F Kx dt dx C dt x d M /2/222 22 2 222=++=++=++ωξωω （3-1） 式中：ω—系统固有圆频率 ω =K/M n ---衰减系数 2n=C/M ξ---相对阻尼系数 ξ=n/ω F ——激振力 )2sin(sin 0ft B t B F πω== 方程①的特解，即强迫振动为： ) 2sin()sin(0?π?ω-=-=f A A x （3-2） 式中：A ——强迫振动振幅 ? --初相位 2 0222024)(/ωωωn M B A +-= （3-3） 式(3-3)叫做系统的幅频特性。将式(3-3)所表示的振动幅值与激振频率的关系用图形表示，称为幅频特性曲线(如图3-3所示)： 3-2 单自由度系统力学模型 3-3 单自由度系统振动的幅频特性曲线 图3-3中，Amax 为系统共振时的振幅；f 0为系统固有频率，1f 、2f 为半功率点频率。 振幅为Amax 时的频率叫共振频率f 0。在有阻尼的情况下，共振频率为： 2 21ξ-=f f a (3-4) 当阻尼较小时，0f f a =故以固有频率0f 作为共振频率a f 。在小阻尼情况下可得 01 22f f f -= ξ (3-5) 1f 、2f 的确定如图3-3所示： M X C K

基于NDI的人体振动测量与分析

人体振动测量实验报告 一、实验目的 （1）通过实验了解并且掌握人体振动测量的方法； （2）通过对测量数据的整理和分析掌握对振动信号的采集及处理的方法； （3）通过对数据的总结分析，了解人体振动系统的传递函数，以及时域和频域的振动响应特性，掌握评价座椅的舒适性及传递特性的参数。 二、实验器材 NDI 振动测量系统 三、实验方法 （1） 调整试验台架的系统参数，将采样频率设置为60Hz ，采样整个时间是10min ，实验台的振动频率为5Hz 。 （2）在振动台架底部，座椅底部及人头部分别放置传感器，用于采集者三个位置位移信息。 （3）人保持固定姿势坐在振动座椅上，开启振动台，即可开始实验，计算机自动记录数据。 （4）十分钟钟后关闭振动台，保存所测得的数据，并且对振动台底部，座椅，人头部三个位置的位移信号中的垂直分量做分析整理。 四、数据分析 （一）时域加速度分析 （1）由加速度计算公式 2 2dt u d a =经过matlab 分析可以得到底座、座椅及人头部的振动信号的加速度信息。 （2）由于加速度有效值随时间变化，故常用能量等效的加速度值a w.r.m.s.(root-mean-square)作为评定一段时间内的人体振动量值大小，其计算公式定义为： ()?= T w s m wr dt t a T a 0 2 (1) 通过以上公式可以分别计算出这三个位置的均方根值。 （3）对于全身振动而言，振动法计量值VDV （vibration does value)值可更准确地评估振动和冲击对人体造成的危害及风险，它是随时间增长的累积值，测量单位是 m/s 1.75。 由公式()40 4 ?=T w dt t a VDV 可以计算出三个位置的振动计量值，如下图1所示， 分别是底座的加速度图，a w.r.m.s.图和VDV 图。

汽车曲轴扭振理论分析

国际机械工程与力学会议记录 2007年11月，中国江苏省无锡市 汽车曲轴扭振理论分析 S. Mahjob, S. J. Seydalian, M. Heidari Department of Mechanical Engineering, Imam Hossein University, Babai superhighway, Tehran, Iran E-mail: j.seadalian@https://www.wendangku.net/doc/8b12755246.html, 摘要： 汽车曲轴受到因气缸周期性冲击而产生的周期波动的扭矩的作用。气压力和因往复质量而产生的惯性力构成了作用于曲轴组的激发力矩。这些力对曲轴产生交替变化的力矩，从而导致发动机的振动，进而引起汽车产生振动和噪声。尽管大多数的物理结构都是连续的，但是通常可以通过离散参数模型来表示它们的运动。这篇论文系统分析了曲轴扭转振动对发动机转速的影响。共有五种理论分析模型，分别为5自由度、6自由度、17自由度和21自由度。扭转振动分析被用来确定系统的自由振动频率。自由度的范围从5到21。不同模型的分析结果与实验模型比较，从而获得最佳模型。通过用最佳的理论模型代替实验模型并且提高发动机转速，发现在不同速度下理论模型的性能和实验模型很接近。 1. 简介： 研究机械结构的动态特性定义为模态分析。这篇论文介绍了曲轴扭振对发动机性能的影响。并建立的数学模型模拟曲轴的振动。这个模型包括5、6、17、19和21自由度的曲轴。论文中分析和测试的曲轴为RENALT 曲轴。 不同模型的实验结果非常吻合。 有限元分析是另外一种分析方法，结合了质量和刚度矩阵，主要用来做敏感性分析和动态行为的预测。但是考虑到结构的复杂性，往往结构的实际性能与分析结果存在一定误差。理论分析的方法比较复杂，但是它为下一步分析提供了一个逻辑和方法。[这在本文中有详细说明。 2. 理论方法 固有频率和振型由以下方程决定：单位矩阵I 、质量矩阵M 、特征值λ、刚度矩阵K 、固有频率ω、特征向量X }0{]][[}]{[.. =+θθK M (1) 振型: 0}]{[1=--i i X M λ (2) 固有频率: 02 =-i M K ω ? 00121=-?=---i i K M I K M λω (3)

扭振测试仪简介

研旭ANZT6.0扭振测试分析仪 产品简介 研旭扭振测试分析仪：ANZT6是我们于2006年最新推出的第六代通用型扭振测试分析仪。它是经过第一至第五代20多年的不断改进换代更新于2006年才开发成功的，其中第1、2、5代经历三次中央级鉴，并在全国发电、船舶、汽车、坦克、雷达、柴油机等行业和许多高校及研究所广泛应用和国外一些单位采用。获得好评。而第六代仪器较之第五代则有较大的改进和突破，它具有高精度、高速度、高指标、多输出（能同时输出频谱，时域波形谐次跟踪）多通道等实时测试，显示等特点和数十项的后处理功能，使其可更方便的得到适用于各检验机关的测试分析报告（包括扭振应力，扭矩和许用值的比较）。第六代仪器的体积仅为第五代的八分之一，约一巴掌大小，非常紧凑、结实、可靠。

（一）数字部件 通道数：1-2通道 扭角测试：量程：0-10度（峰值）；分辨率：1毫度；准确度：n≤3000转/分为百分之一±1个字；n＞3000转/分为百分之二±1个字 可测试扭振频率：0.1Hz-1.5KHz 可测试扭角的转速范围；2-20000转/分（此两项指标都突破国际水平）转速测试：量程2-30000转/分，准确度：0.5‰±1个字，分辩率：0.1转/分 频谱分析：输出转速频速率的0.5-20次谐波频谱，准确度：5%，分析带宽：0.1Hz-1.5KHz，可通过改变每转脉冲数设置来细化频谱，捕捉其他频率成分(包括各种分数次谐波成分)。 具有扭角的幅值测试和有效值测试功能选择。 具有整个测试过程转速升降变化曲线的显示和记录功能。

对于超低速扭振的测量采用连续采样法，从而大大提高了测试速度和精度。 在联机现场测试和事后数据处理过程中，采用了多种软硬件措施，大大加强 了抗干扰能力和数据的平稳性、光滑性。采用了正确合理的平滑算法，既可防止过大干扰信号的侵入又可在较快速升降转速过程中或 者长时间转速稳定时，准确捕捉到共振峰值，反应轴系地固有扭振特性。 传感器齿轮数或每转脉冲数：4-2000 最高采样频率：600KH 信号幅度范围：30MV-100V（此三项指标超国际水平） 和PC机通讯的软硬件(USB及串口通讯)可将仪器计算出的频谱数据及扭振 时域波形传送到PC机屏幕显示和存盘，并可将数据组合成谐次转速跟踪曲线及数个谐次的综合曲线（波特图），三维图、扭应力曲线、扭矩曲线、许用应力、许用扭矩曲线及不同实验曲线对比等，可用通用打印机打出，还可以将测试结果传到Word、TXT、Excel等软件中再行处理。 仪器体积：11（宽）×10（深）×4（高）cm，重量约0.4KG。无论是笔记 本电脑还是台式机电脑无需对计算机进行改造或插卡都可以进行操作。适用于任何版本的Windows版本。 本仪器可以不用220v电源。可利用USB通讯线进行工作，从而大大加强了 仪器的安全性和可靠性。本仪器可采用各种类型的传感器，只要符合上述第11、13项的要求即可，例如光电、磁电、光纤、编码器等等。 本仪器是纯数字处理，无模拟环节，可保证频率特性极好的平坦性和数据的精度。 本仪器有自动存盘、手动存盘、自动加手动三种数据存盘方式，以适应不同条件的测试需求，保证测试的客观性。

振动测试和分析技术综述分析解析

振动测试和分析技术综述 黄盼 （西华大学，成都四川 610039） 摘要:振动测试和分析对结构和系统动态特性分析及其故障诊断是一种有效的手段。综述了当前振动测试和分析技术，包括振动测试与信号分析的国内外发展概况、振动信号数据采集技术、振动测试技术、以及振动测试与信号分析的工程应用，最后对振动测试与分析技术的未来发展方向进行了展望。 关键词:振动测试; 信号分析; 动态特性; 综述 Summary of Vibration Testing and Analysis HuangPan ( Xihua University，Chengdu 610039，China) Abstract: Vibration testing and analysis is an effective tool in analyzing structure and system dynamic characteristic and detecting the failures of structures,systems and facilities. The present paper reviews the current vibration testing and analysis techniques，including the development of vibration measurement and analysis of domestic and foreign，vibration signal data acquisition,vibration testing technology ,vibration measurement and analysis in engineering application. Finally,the future development in the field of vibration testing and analysis is predicted. Key words: vibration testing; signal analysis; dynamic characteristic;overview

曲轴扭转减振器概述

1.1 课题背景 由于汽车工业具有很强的产业关联度，因而被视为一个国家工业和经济发展水平的重要标志，因此汽车被称为“改变世界的机器”。 随着科技的进步，社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，包括对汽车舒适性、安全性等性能提出了越来越苛刻的要求。为了提高汽车舒适性，减轻汽车的振动，首先要找到汽车的振源，汽车是多自由度的振动体，并受到各种振源的作用而发生振动，发动机就是振源之一。 当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象称为扭转振动，简称扭振[1]。发动机的振动关系到它的寿命、工作效率和对周围环境的影响。曲轴系统的振动是引发内燃机振动的重要因素。由于曲轴上作用有大小、方向都周期性变化的切向和法向作用力, 曲轴轴系将会同时产生弯曲振动和扭转振动。因为内燃机曲轴一般均采用全支承结构, 弯曲刚度较大, 所以其弯曲振动的自然频率较高。虽然弯曲振动不会在内燃机工作转速范围内产生共振, 但它会引起配套轴系和机体其它部件的振动, 是内燃机的主要噪声源。对扭转振动而言, 由于曲轴较长,扭转刚度较小, 而且曲轴轴系的转动惯量又较大, 故曲轴扭振的频率较低, 在内燃机工作转速范围内容易产生共振,当发动机转矩的变化频率与曲轴扭转的自振频率相同或成整数倍时，就会发生共振。共振时扭转振幅增大，并导致传动机构磨损加剧，发动机功率下降，甚至使曲轴断裂。曲轴作为内燃机中主要的运动部件之一，它的强度和可靠性在很大程度上决定着内燃机的可靠性。因此, 扭转振动是内燃机设计过程中必须考虑的重要因素[2]。 如何降低曲轴的振动是发动机曲轴设计的重要内容之一，为了消减曲轴的扭转振动，现在汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减振器，目前在汽车发动机曲轴系统中广泛采用的是橡胶阻尼式扭转减振器(图 1.1)，有效地改善了发动机曲轴系统的扭振特性，降低了扭振幅值。 a) b) c) a)橡胶扭转减振器(CA8V100)；b)带轮-橡胶扭转减振器；c)复合惯性质量减振器(尼桑VH45DE) 1-减振器壳体；2-硫化橡胶层；3-扭转减振器惯性质量；4带轮毂； 5-带轮；6-紧固螺栓；7-弯曲振动惯性质量

振动基础知识分析

基本概念和基础知识 一、常见的工程物理量 力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等 （一）力：力是物体间的相互作用，是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力，也可以有动态力，我们常测试的力主要是动态力，即给结构施加力，激发结构的某些特性，便于测试了解其结构特性，如模态试验用的力锤。 （二）应力应变：材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量。在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。 （三）振动位移：位移就是质量块运动的总的距离，也就是说当质量块振动时，位移就是质量块上、下运动有多远。位移的单位可以用μm 表示。进一步可以从振动位移的时间波形推出振动的速度和加速度值。

可以是静态位移，可以是动态位移。通常我们测试的都是动态位移量。有角位移、线位移等。 （四）振动速度：质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时，其速度为0，这是因为质量块在这两点处，在它改变运动方向之前，必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值，在此点处质量块已经加速到最大值，在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。 （五）振动加速度：被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个m/s2 或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。 （六）转速：旋转机械的转动速度 （七）简谐振动及振动三要素 振动是一种运动形式――往复运动

d＝Dsin（2πt/T＋Φ） D――振动的最大值，称为振幅 T――振动周期，完成一次全振动所需要的时间 f――单位时间内振动的次数,即周期的倒数为振动频率， f ＝1/T （Hz）(1) 频率f 又可用角频率来表示，即 ω＝2π/T （rad/s） ω和f的关系为 ω＝2πf （rad/s）(2) f ＝ω/2π（Hz）(3) 将式（1）、（2）、（3）代入式可得 d ＝D sin（ωt＋Φ）＝Dsin（2πft＋Φ） 可以用正玄或余玄函数描述的振动过程称之为简谐振动

振动分析基础知识讲课教案

旋转机械振动分析基础 汽轮机、发电机、燃气轮机、压缩机、风机、泵等都属于旋转机械，是电力、石化和冶金等行业的关键设备。这些设备出现故障后，大多会带来严重的经济损失。 振动在设备故障中占了很大比重，是影响设备安全、稳定运行的重要因素。振动又是设备的“体温计”，直接反映了设备健康状况，是设备安全评估的重要指标。一台机组正常运行时，其振动值和振动变化值都应该比较小。一旦机组振动值变大，或振动变得不稳定，都说明设备出现了一定程度的故障。振动对机组安全、稳定运行的危害主要表现在： (1)振动过大将会导致轴承乌金疲劳损坏。 (2)过大振动将会造成通流部分磨损，严重时将会导致大轴弯曲。统计数据表明，汽轮发电机组60％以上的大轴弯曲事故就是由于摩擦引起的。 (3)振动过大还将使部件承受大幅交变应力，容易造成转子、联结螺栓、管道、地基等的损坏。 正因为振动对设备安全运行相当重要，人们对振动问题都很重视。目前大型机组上普遍安装了振动监测系统，并将振动信号投了保护。振动超标时，保护动作，机组自动停机，从而保证设备的绝对安全。

一、振动分析基本概念 振动是一个动态量。图所示是一种简单的振动形式－简谐振动，即振动量按余弦（或正弦）函数规律周期性地变化，幅值反映了振动大小；频率反映了振动量动态变化的快慢程度；相位反映了信号在t=0时刻的初始状态。 可见，为了完全描述一个振动信号，必须同时知道幅值、频率和相位这三个参数，人们称之为振动分析的三要素。 振动是一个动态变化量。为了突出反映交变量的影响，振动监测时常取波形中正、负峰值的差值作为振动幅值，又称为峰峰值。 简谐振动是一种简单的振动形式，实际机组上发生的振动比简谐振动要复杂得多。不管振动多么复杂，由信号分析理论可知，都可以将其分解为若干具有不同频率、幅值和相位的简谐分量的合成。 旋转机械振动分析离不开转速，为了方便和直观起见，

某船舶推进轴系扭振计算分析-不错的论文(精)

第22卷 第5期（总第131期）2011年10月 船舶 SHIP&BOAT Vol.22No.5October，2011 ［船舶轮机］ 某船舶推进轴系扭振计算分析 金立平 （吉林省地方海事局 ［关键词］船舶推进轴系；有限元；转动惯量；扭振［摘 要］提高轴系扭振计算精度，必须有精确的原始参数，以准确掌握船舶轴系扭振情况。在有限元分析软件 中，建立曲柄半拐等的三维模型，用有限元分析方法精确的确定了各质量、轴段的转动惯量、扭转刚度等精确原始参数。基于建立的实船轴系当量系统，计算出了各结自由振动的频率及对应的共振转速，自由端和飞轮输出端的振幅，分析了轴段应力和扭矩随曲轴转角及转速的变化关系。结果表明在整个转速范围内，扭转振幅小于限定值，轴段的最大扭矩和应力均小于材料许用值，本船舶轴系扭转振动状况是良好的。 ［中图分类号］U664.21 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2011）05-0046-04 长春130061）Torsionalvibrationcalculationandanalysisofashippropulsionshaft JINLi-ping （JiLinLocalMaritimeSafetyAdministration，Changchun130061） Keywords：marinepropulsionshafting；FEM；inertiamoment；torsionalvibration Abstract：Thepreciseoriginalparametersarecriticalforimprovingthecalculationaccuracyofshafttorsi onalvibration.Athree-dimensionalmodeofahalfcrankisestablishedinthefiniteelementanalysissoftwaretoaccurate lycalculatetheoriginalparameterssuchasthemomentofinertiaandtorsionalstiffnessofeachs haftsection.Basedontheestablishedrealshipshaftingequivalentsystem,thispapercalculatedt hefreevibrationfrequencyandthecorrespondingresonancespeed,aswellasthevibrationampl itudeofthefreeendandtheflywheeloutputend,analyzedtherelationshipofthestressandtorque ofshaftsandthecrankangleandenginespeed.Theresultsshowthatinthewholespeedrange,thet

振动测量分析

振动测量分析 三个单位：振幅mm、振动速度（振速）mm/s、振动加速度 mm/(s^2) 振幅是表象，速度和加速度是转子激振力的程度。 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。 工程实用的振动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。 振幅理解成路程，单位是mm；把振速理解成速度，单位是 mm/s；振动加速度理解成运动加速度，单位mm/s2。速度描述的是运动快慢；振速就是振动快慢，一秒内能产生的振幅。振幅相同的设备，它的振动状态可能不同，所以引入了振速。 位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就概念而言,位移的测量能够直接反映轴承\固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析透平机上滑动轴承的位移,可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。表达上三者均为正弦曲线,分别有90度,180度的相位差。现场应用上,对于低速设备(转速小于1000RPM)来说,位移是最好的测量方法。而那些加速度很小,其位移较大的设备,一般采用折衷的方法,即采用速度测量,对于高速度或高频设备,有时尽管位移很小,速度也适中,但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。另外还需要了解传感器的工作原理及应用选择,提及一点,例如采用涡流传感器测量的位移和应用加速度传感器通过两次积分输出的位移所得到的东西是完全不一样的。涡流传感器测量轴承与轴杆之间的相对运动,加速度传感器测量轴承顶部的振动,然后转换成位移。如整个轴承振动的很厉害,轴与轴承的相对运动很小,涡流传感器就不能反应出这样的状态,而加速度传感器则可以。两种传感器测量两种不同的现象。理解了这些,你就能明白为什么许多有经验的工程师将涡流传感器和加速度传感器组合应用以便既可观察轴承相对于地面的振动,又能监测到轴相对于轴承的振动了。通过这样的方式能得到更完整的机器状态 对一个单一频率的振动，速度峰值是位移峰值的2πf倍，加速度峰值又是速度峰值的2πf倍。当然要注意位移一般用的峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。还要注意现场测量的位移是轴和轴瓦的相

振动测量仪器知识

振动测量仪器知识 一、概述 （一）用途 振动测量仪器是一种测量物体机械振动的测量仪器。测量的基本量是振动的加速度、速度和位移等，可以测量机械振动和冲击振动的有效值、峰值等，频率范围从零点几赫兹?几千赫兹。外部联接或内部设置带通滤波器，可以进行噪声的频谱分析。随着电子技术尤其是大规模集成电路和计算机技术的发展，振动测量仪器的许多功能都通过 数字信号处理技术代替模拟电路来实现。这不仅使得电路更加简化，动态范围更宽，而且功能和稳定性也大大提高，尤其是可以实现实时频谱分析，使振动测量仪器的用途更加广泛。 （二）分类与特点 振动测量仪器按功能来分：分为工作测振仪、振动烈度计、振动分析仪、激振器 （或振动台）、振动激励控制器、振动校准器测量机械振动，具有频谱分析功能的称为频谱分析仪，具有实时频谱分析功能的称为实时频谱分析仪或实时信号分析仪，具有多路测量功能的多通道声学分析仪。 振动测量仪器按采用技术来分：分为模拟振动计、数字化振动计和多通道实时信号分析仪。 振动测量仪器按测量对象来分：分为测量机械振动的通用振动计，测量振动对人体影响的人体（响应）振动计、测量环境振动的环境振动仪和振动激励控制器。 工作测振仪特点 通常是手持式，操作简单、价格便宜，只测量并显示振动的加速度、速度和位移等。以前用电表显示测量值，现在都是用数字显示。通常不带数据储存和打印功能，用于一般振动测量。振动烈度计是指专用于测量振动烈度（10 Hz?1000 Hz 频率范围的速度有效值）的振动测量仪器。 实时信号分析仪特点 实时信号分析仪是一种数字频率分析仪，它采用数字信号处理技术代替模拟电路来 进行振动的测量和频谱分析。当模拟信号通过采样及A/D转换成数字信号后，进入数字计算机进行运算，实现各种测量和分析功能。实时信号分析仪可同时测量加速度、速度和位移，均方根、峰值（Peak、峰-峰值（Peak-Peak检波可并行工作。不仅分析速度快，而且也能分析瞬态信号，在显示器上实时显示出频谱变化，还可将分析得到的数据输出并记录下来。 动态信号测试和分析系统特点 包含多路高性能数据采集、多功能信号发生、基本信号分析，还可以选择高级信号分析；以及模态分析、故障分析等应用。尤其适合振动、噪声、冲击、应变、温度等信号的采集和分析。 人体（响应、振动计特点 主要用于测量和分析振动对人体的影响。人体振动又分为人体全身振动和手 传振动，测量计权振动加速度有效值。仪器性能应符合GB/T 23716-2009《人体对 振动的响应一一测量仪器》的要求，对于全身振动（频率计权W c、W d、W e、W j、W k、）和用于进行轨道车辆舒适度评价的全身振动（频率计权W b）频率范围为0.5 Hz?80 Hz，对于建筑物内连续与冲击引起的振动（频率计权W m）频率范围为1 Hz?80 Hz，

相位分析使振动分析更简单

相位分析使振动分析更简单 振动分析主要是一个学习的技能。其70%基于经验，30%基于培训和自学。需要多年才能变成一个有信心和能力的振动分析师。当振动分析是错误时，维修建议也可能是不正确的，没有一个振动分析师想犯错。在这个行业，信誉只能小步小步的积累，而只要1个错误的诊断就会丧失多年积攒的信誉。 对设备进行振动测量时，振动分析仪通过时间波形和频谱提供时间、频率、幅值信息。这些数据就是振动分析的基础。它几乎包含了设备机械和电气故障的全部特征。 振动分析过程涉及到确定振动严重程度，辨别频率和特征、不同峰值和特征对应的机械和电气部件，形成分析结论，如果有必要，提供维修建议。 干这行的都知道，分析振动不是简单的，也不能自动化。你没有想过为什么？这里有几个原因： 1) 设备有很多故障:现实中设备的振动故障模式与我们在培训和书本中学到的大不相同。我们学到的机械和电气故障都是最纯粹的形式-好像设备总是1个故障导致振动。设备通常会有多个故障源导致振动。至少，所有设备都有一些不平衡和不对中。当其它故障发展时，时间波形就会变的复杂，难以分析。振动数据不再和我们学到的故障模式匹配。 2) 振动因果效应：对于每一个动作，都有一个反应。我们测量的一些振动，是其它故障的影响。例如，造成转子不平衡的力可能看起来像不对中，松动或摩擦。当你车子的轮胎不平衡时，车子在行驶时就会振动和摇晃。

3) 很多故障有类似的振动故障模式：由于设备转子以一定的转速运动，振动是周期性的力产生的。很多机械和电气有相似的频率特征，使得很难区分不同故障。 学习振动分析需要一定的时间。参加培训、阅读技术资料和专业书籍、浏览在线资源、会提高振动分析技能和缩短学习曲线。 有一个诊断技术会快速的找到大多数振动故障的根源。它可能是所有振动诊断技术中最强大的。它随同振动分析一直存在，只是没有得到更多的关注，很难找到这方面的信息。这个技术是什么？它就是相位分析。 什么是相位? 相位就是转动部件参考一个固定位置得到的瞬时位置信息。相位告诉我们振动的方向。相位研究就是收集设备和结构的相位数据和评估，揭示部件之间相对运动的信息。振动分析中，相位分为：绝对相位和相对相位。 绝对相位使用一个传感器和光电传感器。每个测点，振动分析仪计算光电触发点和振动波形中下一个正峰之间的时间。时间差转换成角度，显示为绝对相位。相位能以转轴频率或转轴谐频（同步频率）进行测量。转子动平衡时需要绝对相位。

发动机曲轴加工工艺分析与设计方案

发动机曲轴加工工艺分析与设计 摘要 曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。 本课题仅175Ⅱ型柴油机曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。 所以，本次设计是在仔细分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。 关键词：发动机，曲轴，工艺分析，工艺设计 目录 第一章概述 1 第二章确定曲轴的加工工艺过程 3 2.1曲轴的作用 3 2.2曲轴的结构及其特点 3 2.3曲轴的主要技术要求分析 4 2.4曲轴的材料和毛坯的确定 4 2.5曲轴的机械加工工艺过程 4 2.6曲轴的机械加工工艺路线 5 第三章曲轴的机械加工工艺过程分析 6 3. 1曲轴的机械加工工艺特点 6 3. 2曲轴的机械加工工艺特点分析 7 3. 3曲轴主要加工工序分析 (8) 3.3.1铣曲轴两端面,钻中心孔 (8) 3.3.2曲轴主轴颈的车削 (8)

3.3.3曲轴连杆轴颈的车削 (8) 3.3.4键槽加工 (9) 3.3.5轴颈的磨削 (9) 第四章机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 9 4.1曲轴主要加工表面的工序安排 9 4.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 10 4.2.1主轴颈工序尺寸及公差的确定 10 4.2.2连杆轴颈工序尺寸及公差的确定 10 4.2.3φ22 -00.12外圆工序尺寸及公差的确定 10 4.2.4φ20 0-0.021外圆工序尺寸及公差的确定 11 4.3 确定工时定额 11 4.4 曲轴机械加工工艺过程卡片的制订 12 谢辞 13 参考文献 14 附录 15 第一章概述 曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下(往复>运动变成循环(旋转>运动。曲轴主要有两个重要加工部位：主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。发动机工作过程就是：活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。而曲轴加工的好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。 发动机机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖等零件组成。 <1）气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。 <2）曲轴箱 气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与

车辆动力系统扭振分析与测试

10.16638/https://www.wendangku.net/doc/8b12755246.html,ki.1671-7988.2017.08.044 车辆动力系统扭振分析与测试 李连 （重庆车辆检测研究院有限公司，重庆401122） 摘要：文章对某前置后驱型微车的动力传动系的扭转振动特性进行研究。首先根据车辆传动系统的结构特点，利用多体动力学理论对该车传动系统各部件进行等效转化，利用Excite Designer软件建立传动系扭转振动的多体动力学模型，计算分析在不同离合器扭转刚度下的传动系扭振特性和变速箱输入端转速波动情况。最后通过测量装配不同扭转刚度离合器时车辆噪声振动，对模型计算结果进行了辅助验证。研究表明，离合器扭转刚度的变化对车辆传动系的扭振影响很大，低扭转刚度的离合器能有效抑制因发动机转速波动引起的传动系统的扭振，并对车辆的NVH性能提升有一定的贡献。 关键词：动力传动系；扭转振动；离合器 中图分类号：U467.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)08-130-03 Vehicle powertrain torsional vibration analysis and testing Li Lian ( Chongqing vehicle test research institute co., LTD, Chongqing 401122 ) Abstract: In this paper, it is studied for torsional vibration characteristics of a kind of rear-drive vehicle's powertrain. Firstly, according to the structural characteristics of the vehicle drive system, equivalent transformations of the various components of the vehicle drive system is established through the multi-body dynamics model. Then, the torsional vibration characteristics are analyzed with clutches in driveline with different torsional stiffnesses. At last, NVH tests are carried out to verify the analysis results. The study shows that the clutch torsional stiffness is of important influence on vehicle vibration and noise in a way that low torsional stiffness clutch can effectively isolate the transmission of torsional vibration caused by engine and it would make contribution to the vehicle NVH performance. Keywords: Powertrain; Torsional vibration; Clutch CLC NO.: U467.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-130-03 前言 对于前置后驱车型，动力传动系统一般由发动机、离合器、变速器、传动轴、主减速器、半轴等组成，各部件的转动惯量和扭转刚度分布很不均匀，是一个复杂的多自由度扭振系统，由传动系统的扭振引起的车内轰鸣声问题是整车NVH中常见的问题之一。在汽车工程设计中，对汽车动力传动系统的扭转振动及噪声的控制于整车设计有着重大意义。 1、问题描述 本文针对某款前置后驱式微车的NVH性能进行了分析，车辆在低速过程(1000rpm~1500rpm)轰鸣声较大。轰鸣噪声产生的原因初步判断为：传动系统的宽频扭振在传递过程中，激起了后悬架的模态，振动被放大后，通过传动轴中间支撑 作者简介：李连，就职于重庆车辆检测研究院有限公司。

机械振动理论基础及其应用

旋转机械振动与故障诊断研究综述 1．前言 工业生产离不开回转机械，随着装置规模不断扩大，越来越多的高速回转机械应用于工业生产，诸如高速离心压缩机、汽轮机发电机组。动态失稳造成的重大恶性事故屡见不鲜。急剧上升的振动可在几十秒之内造成机组解体,甚至祸及厂房，造成巨大的经济损失和人员伤亡。此外，机械振动可能降低设备机械性能，加速机械零部件的磨损，发出的噪声损害操作者的健康。但是振动也能合理运用，如工业上常用的振动筛、振动破碎等都是振动的有效利用。工程技术人员必须认真对待机械振动问题，当机组产生有害的振动时，及时分析原因，坚持用合理的振动测试标准，采取科学的防治措施。 2．旋转机械振动标准 ●旋转机械分类： Ⅰ类：为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。 Ⅱ类：为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。 Ⅲ类：为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 Ⅳ类：为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 ●机械振动评价等级： 好：振动在良好限值以下，认为振动状态良好。 满意：振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。 不满意：振动在报警限值和停机限值之间，机组可短期运行，但必须加强监测并采取措施。 不允许：振动超过停机限值，应立即停机。 3．振动产生的原因 旋转机械振动的产生主要有以下四个方面原因，转子不平衡，共振，转子不对中和

机械故障。 4．旋转机械振动故障诊断 4.1转子不平衡振动的故障特征 当发生不平衡振动时，其故障特征主要表现在如下方面： 1 ）不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动，在转子径向测点上得到的频谱图, 转速频率成分具有突出的峰值。 2 ）单纯的不平衡振动，转速频率的高次谐波幅值很低，因此在时域上的波形是一个正弦波。 3 ）转子振幅对转速变化很敏感，转速下降，振幅将明显下降。 4 ）转子的轴心轨迹基本上为一个圆或椭圆，这意味着置于转轴同一截面上相互垂直的两个探头，其信号相位差接近90°。 4.2旋转机械振动模糊诊断 4.2.1 振动模糊诊断基本原理 振动反映了系统状态及变化规律的主要信息，统计资料表明：机械设备的故障有67 % 左右是由于振动引起的，并且能从振动和振动辐射出的噪声反映出来。回转机械的振动信息尤其明显，且振动诊断具有快速、简便、准确和在线诊断等一系列优点，所以振动诊断法是旋转机械状态识别和故障诊断的最有效、最常用的方法。 但是，由于机械系统本身的复杂性以及所摄取的振动信号强烈的模糊性，使故障之间没有清晰的界限，这时利用传统的振动频谱分析，对一个故障可能有多个征兆来表现，一个征兆也可能有多个故障原因的复杂现象，往往难定两者的对应关系进行指导维修。振动模糊法，将模糊数学与振动诊断相结合，利用模糊综合评判技术，较好地处理了回转机械故障的不确定性问题。 4.2.2旋转机械振动模糊诊断法的实现 隶属函数的确定