机械振动简介

简单来说，机动设备中的振动仅仅是机器和部件的来回运动或振荡，例如驱动电机、从动设备（泵、压缩机等）以及轴承、轴、齿轮、皮带和其他元件组成机械系统。

工业设备中的振动既可能是故障的征兆，也可能是故障的根源。其他时候，振动只是作为机器操作的正常部分“随地吐痰”，不应引起过度关注。但是，工厂维护专业人员如何区分可接受的正常振动和需要立即关注维修或更换故障设备的振动类型？

凭借对振动及其原因的基本了解——并配备了振动测试设备——维护专业人员可以快速可靠地确定大多数机器振动的原因和严重程度，并获得维修建议。这一切都是通过测试仪内置的智能完成的，无需进行典型的长期振动监测程序所需的大量监测和记录。

振动并不总是一个问题。在某些任务中，振动是必不可少的。振动砂光机和振动滚筒等机器使用振动来去除材料和抛光表面。振动给料机使用振动来移动材料。在建筑中，振动器用于帮助混凝土成型并压实填充材料。振动压路机有助于压缩公路铺设中使用的沥青。

在其他情况下，振动是机器设计中固有的。例如，在往复泵和压缩机、内燃机和齿轮传动装置的运行中，一些振动几乎是不可避免的。在设计良好、维护良好的机器中，这种振动不应引起关注。

当振动成为问题时
大多数工业设备的设计目的是平稳运行并避免振动，而不是产生振动。在这些机器中，振动可能表明设备出现问题或退化。如果不纠正根本原因，不必要的振动本身就会造成额外的损害。

在本文中，我们关注的不是那些“应该”作为正常操作一部分而振动的机器，而是那些不应振动的机器：电动机、旋转泵和压缩机，以及风扇和鼓风机。在这些设备中，运行平稳性一般较好，以零振动运行的机器最为理想。

机器振动的最常见原因
振动可由多种条件单独或组合产生。请记住，振动问题可能是由辅助设备引起的，而不仅仅是主要设备。这些是产生振动的一些主要原因。

失衡 – 当不平衡的重量围绕机器的轴旋转时，旋转部件中的“重点”会引起振动，从而产生离心力。不平衡可能是由制造缺陷（加工错误、铸造缺陷）或维护问题（风扇叶片变形或脏污、配重丢失）引起的。随着机器速度的增加，不平衡的影响变得更大。不平衡会严重降低轴承寿命并导致机器过度振动。

不对中/轴跳动 – 当机器轴偏离直线时会导致振动。当（例如）电机和泵的轴不平行时，就会发生角度不对中。当轴平行但不完全对齐时，这种情况称为平行错位。由于热膨胀、组件移动或维护后重新组装不当，可能会在组装过程中导致错位或随着时间的推移而发展。由此产生的振动可能是径向的，也可能是轴向的（与机器轴线一致），也可能是两者都有。

穿 – 当球轴承或滚柱轴承、传动皮带或齿轮等部件磨损时，它们可能会引起振动。例如，当滚子轴承座圈出现凹坑时，轴承滚子每次经过损坏区域时都会引起振动。严重碎裂或磨损的齿轮齿，或发生故障的传动带，也会产生振动。

松散 – 如果振动部件的轴承松动或与其安装件的连接松动，否则可能会被忽视的振动可能会变得明显且具有破坏性。这种松动可能是由潜在的振动引起的，也可能不是。无论是什么原因，松动都会导致存在的任何振动造成损坏，例如进一步的轴承磨损、设备支架和其他部件的磨损和疲劳。

振动的影响
振动的影响可能很严重。未经检查的机器振动会加速磨损率（即缩短轴承寿命）并损坏设备。振动机械会产生噪音、引起安全问题并导致工厂工作条件恶化。振动会导致机器消耗过多功率并可能损坏产品质量。在最坏的情况下，振动会严重损坏设备，使其无法使用并停止工厂生产。

然而，机器振动也有积极的一面。正确测量和分析振动可以在预防性维护计划中用作机器状况的指标，并有助于指导工厂维护专业人员在灾难发生前采取补救措施。

振动特性
要了解振动是如何表现出来的，请考虑一个简单的旋转机器，例如电动机。电机和轴绕轴的轴线旋转，轴的两端由轴承支撑。

分析振动的一个关键考虑因素是振动力的方向。在我们的电动机中，振动可能是在径向（从轴向外）或轴向（平行于轴）施加的力时发生的。

例如，电机中的不平衡很可能会在电机中的“重点”旋转时引起径向振动，当轴旋转 360 度时，产生离心力将电机向外拉。由于联轴器装置中的未对准，轴未对准可能会导致轴向振动（沿轴的轴线来回）。

振动的另一个关键因素是振幅，即振动有多大的力或强度。我们的电机失衡得越远，其振动幅度就越大。其他因素，例如旋转速度，也会影响振动幅度。随着转速的增加，不平衡力显着增加。

频率是指振动的振荡速率，或机器在引起振动的条件或条件的作用下趋向于来回移动的速度。

频率通常以每分钟周期数或赫兹（CPM 或 Hz）表示。 1 Hz 等于每秒一个循环或每分钟 60 个循环。尽管我们称我们的示例电机为“简单”，但即使是这台机器也可能表现出复杂的振动特征。当它运行时，它可以在多个方向（径向和轴向）振动，具有多种幅度和频率。不平衡振动、轴向振动、滚子轴承老化引起的振动等都可以结合起来形成复杂的振动谱。

结论
振动是几乎所有工业机器的特征。当振动增加超过正常水平时，它可能仅表示正常磨损 - 或者可能表明需要进一步评估根本原因或立即采取维护措施。

了解振动发生的原因及其表现形式是防止振动在生产环境中造成问题的关键第一步。

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