引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷提高，機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中。科技的進(jìn)步推動(dòng)了各行業(yè)的機(jī)械化程度的進(jìn)步，在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量、性能、使用壽命等也日益得到了關(guān)注。

機(jī)械振動(dòng)是指物體或質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近所做得往返運(yùn)動(dòng)，機(jī)械設(shè)備振動(dòng)是由于機(jī)械設(shè)備反復(fù)而有規(guī)律的動(dòng)作所產(chǎn)生的。機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)后，會(huì)造成一定的危害，使機(jī)械設(shè)備工作性能降低。一般只要機(jī)械的振動(dòng)量（如位移、速度及加速度等）沒(méi)有超過(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)范圍，那么其所受的傷害可以忽略。但是一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)不正常的振動(dòng)或者振動(dòng)幅度超過(guò)了允許范圍，機(jī)械設(shè)備將會(huì)產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷和噪聲。某些零部件由于受到附加載荷，磨損、疲勞、破裂等問(wèn)題會(huì)加劇，對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作壽命與工作性能產(chǎn)生了影響，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備零部件出現(xiàn)故障或者提前失效，此時(shí)必須對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集。根據(jù)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行故障診斷，準(zhǔn)確判斷出故障發(fā)生的原因與故障發(fā)生部位，采取應(yīng)急措施處理機(jī)械設(shè)備的不正常振動(dòng) ，從而確保機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，提高機(jī)械設(shè)備的工作質(zhì)量與工作性能，延長(zhǎng)其使用壽命，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最大化。

1　機(jī)械設(shè)備振動(dòng)產(chǎn)生的原因

在實(shí)際的機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備發(fā)生振動(dòng)故障不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的機(jī)械設(shè)備振動(dòng)都與旋轉(zhuǎn)相關(guān)。本文對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)故障的原因進(jìn)行分析：

1.1 轉(zhuǎn)子的異常振動(dòng)故障

機(jī)械設(shè)備中的轉(zhuǎn)子由于受形狀不對(duì)稱、所用材料密度不均勻、加工或安裝時(shí)產(chǎn)生誤差等影響，導(dǎo)致其產(chǎn)生了徑向截面上的不平衡以及質(zhì)量的分布不均勻問(wèn)題，導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸之間的松動(dòng)分離。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，徑向各截面上存在的不平衡量就會(huì)產(chǎn)生離心力，且離心力的方向也會(huì)隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而不斷進(jìn)行周期性的改變，從而引發(fā)了異常振動(dòng)，使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心位置不斷發(fā)生變化，產(chǎn)生振動(dòng)故障，極易對(duì)支撐轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承造成極大的磨損變形。

1.2 電機(jī)的振動(dòng)故障

通常來(lái)說(shuō)，發(fā)生電機(jī)振動(dòng)故障的原因主要是電機(jī)在組裝時(shí)，轉(zhuǎn)子安裝的不對(duì)稱，或者轉(zhuǎn)子與定子之間的電壓不均勻、不穩(wěn)定。當(dāng)電機(jī)超長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，轉(zhuǎn)子鐵心與軸配合容易發(fā)生松動(dòng)。轉(zhuǎn)子在磁拉力的作用下，二者之間容易開(kāi)裂，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的摩擦過(guò)程中，軸系出現(xiàn)松動(dòng)，電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)故障。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)強(qiáng)度值超出允許范圍，電機(jī)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)，且伴隨著較大的噪聲。此時(shí)如果任其發(fā)展，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的線圈燒毀、電機(jī)短路、軸承磨損嚴(yán)重等問(wèn)題。

1.3 齒輪傳動(dòng)中的振動(dòng)故障

齒輪傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中最常使用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在齒輪的傳動(dòng)過(guò)程中，由于齒輪的高速旋轉(zhuǎn)，一旦其波動(dòng)幅度超過(guò)了允許范圍負(fù)載，就會(huì)導(dǎo)致齒輪在短時(shí)間內(nèi)加速磨損。齒輪的磨損變形會(huì)導(dǎo)致齒輪發(fā)生異常振動(dòng)，誘發(fā)振動(dòng)故障。嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致齒根的斷裂，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.4 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)故障

滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中較常使用的傳動(dòng)零件。滾動(dòng)軸承在運(yùn)作時(shí)，其內(nèi)外圈的通過(guò)頻率必須要保持與標(biāo)準(zhǔn)值一致。一旦內(nèi)外圈的通過(guò)頻率與標(biāo)準(zhǔn)值有差異，就會(huì)帶來(lái)滾動(dòng)軸承的異常振動(dòng)，加劇滾動(dòng)軸承在短時(shí)間內(nèi)的磨損變形程度。最終誘發(fā)機(jī)械設(shè)備故障，影響機(jī)械設(shè)備的安全使用。

2　機(jī)械振動(dòng)故障的診斷流程

在長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷運(yùn)行下，機(jī)械設(shè)備極易出現(xiàn)各類故障，機(jī)械振動(dòng)故障的診斷是利用檢測(cè)儀器對(duì)機(jī)械設(shè)備的原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降噪處理，去除信號(hào)中夾雜的噪音雜質(zhì)，提取關(guān)鍵的故障信息。然后參考機(jī)械振動(dòng)故障的判斷標(biāo)準(zhǔn)，并與正常振動(dòng)數(shù)據(jù)相互對(duì)比，最終形成數(shù)據(jù)報(bào)告，診斷出機(jī)械設(shè)備的故障發(fā)生原因。只有對(duì)故障進(jìn)行清晰明確的判斷，才能提高機(jī)械振動(dòng)故障判斷的準(zhǔn)確性。應(yīng)針對(duì)故障原因采取相應(yīng)的處理措施，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的維修與維護(hù)，避免發(fā)生故障誤判問(wèn)題，減少機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中對(duì)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)帶來(lái)的損失。

在實(shí)際的機(jī)械設(shè)備使用過(guò)程中，設(shè)備的管理人員和操作人員在面對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)、檢測(cè)裝置、實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)、軸承類型等問(wèn)題時(shí)，通常需要根據(jù)機(jī)械設(shè)備的工況，結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)技能，參考以往機(jī)械設(shè)備的維修標(biāo)準(zhǔn)，制定出適合自身工廠的故障判斷標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)包括機(jī)械設(shè)備振動(dòng)故障的頻率、幅度等物理參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可作為后續(xù)故障診斷的標(biāo)準(zhǔn)參考。

3　常見(jiàn)的故障振動(dòng)診斷方法

機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)伴隨著機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行而產(chǎn)生。可以說(shuō)，只要機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行，就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。一般只要機(jī)械振動(dòng)量（位移、速度及加速度）符合標(biāo)準(zhǔn)，未超過(guò)允許范圍，機(jī)械設(shè)備所受傷害可以忽略。但是一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)不正常的振動(dòng)或者振動(dòng)的幅度超過(guò)了允許范圍，機(jī)械設(shè)備