机械共振时的9大特征及其解决措施

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　　机械共振特征

　　1. 对动平衡的努力没有效果
　　一般，对于处于或接近共振的机器，想平衡好是很难的;如果机器处于共振区域，那么即使很小的转速，也会导致相位发生剧烈的变化，变化幅度有可能接近180°;因此需要把动平衡的转子从机器上拆下来，在固定的动平衡机上进行动平衡。

　　2. 高度定向振动
　　在正交的三个方向上有一个方向与其他两个方向相比较共振振动在这个方向引起更大的振动(例如，水平方向振动可能比垂直方向或轴向方向振动大10倍)。如果发生共振，通常共振方向的振动比其它正交的两个方向的振动大5到15倍。现在许多专家诊断软件系统利用这一事实查找可能的共振。这也就是为什么在定期的预测维修巡检中要在每个轴承的所有三个方向测量振动的重要性。

　　3. 共振测量方向的相位特征
　　共振频率将表明，在机器共振方向，相位随转速变化很大，因为在自振频率处相位将变化90度，完全通过共振时相位几乎变化180度，其与存在的阻尼值有关。另一方面，同时，非共振测量方向相位的变化可能很小，因为它们未经受自振频率共振。

　　4. 与共振测量方向垂直的测量方向大致的相位差
　　如果一个径向方向共振，振动传感器转过90度测量其他方向的振动时，相位差将接近或0度或180度，与设置振动传感器的侧面有关(不是像在不平衡占优势的情况中那样相位差约90度)。即，如果水平方向共振，则水平方向相位与垂直方向相位或是相等或是相差约180度。这是由于在自振频率处运转时引入另外附加的90度相位变化之故。在任何一种情况下，水平与垂直方向相位差0度或180度代表共振高度定向的振动特性(或者偏心)。

　　5. 共振尖峰特征形状
　　通常，共振尖峰在其基础处有较宽的裙围，而非共振的尖峰的裙围更窄。即，共振尖峰的基础通常比非共振尖峰的基础宽。

　　6. 出现共振时的频率
　　共振不仅发生在1X转速频率。它可以是对与自振频率一致的任何强迫振动频率的响应。这些情况下，比较这个方向这个频率的振动幅值和其他两个正交方向的相同频率的振动幅值很有用。如果共振，这个频率应该比这三个方向之一的振动频率更高。这个频率可能是4X，5X，或6X转速频率处的尖峰(或者甚至更高频率)，这些频率相应于叶片通过频率(BPF)，轴承故障频率，齿轮啮合频率(GMF)，或者甚至机器松动状态的振动频率。如果导致强迫振动频率本身振动幅值的降低的这个激振频率源起作用，它也可能把这个自振频率的响应降低到迫振动频率。请记住，共振频率幅值=静振幅×放大因子Q。

　　7. 任何共振体的过大的振动和动应力
　　不仅必须研究机器转子(旋转件)的共振，还应研究激起支承框架，基础甚至连接管道的自振频率。疲劳故障经常发生在连接框架或管道上，这是因为它们对来自机器的强迫振动频率发生共振。解决问题要求或是降低机器中强迫振动频率源，把共振框架体与机器隔离，改变转子转速或者改变框架体本身的自振频率。

　　8. 以前从未发生共振的机器长期运行中突然发生共振
　　多年没有共振故障的机器没有什么警告或先兆突然发生共振。例如，轴承磨损可能降低轴和轴承系统的刚性，降低自振频率，使之与强迫振动频率一致而发生共振。还有，简单地更换滑动轴承可以引起自振频率的变化，如果树轴承不恰当地制造和刮削以与轴很好地连续地接触，使转子发生共振。这种情况下，您适当地安装轴承，检查要求的间隙指标和适当地对中轴承就能解决问题。这些影响共振的每一个项目的原因就是他们对刚性有直接影响。

　　9. 联轴器变化可能引起的影响
　　联轴器变化有时可导致不同的扭转自振频率，尤其是如果采用不同直径的联轴器，或者采用不同类型的联轴器或不同结构的联轴器，这可能在联轴器任意侧轴承处产生明显振动。

　　机械共振解决措施

　　1. 改变刚性
　　增强轴承座或框架的刚性，夹紧底脚，消除加垫引起的变形或采用减小间隙的轴承有时可解决共振问题(这些措施将通过影响刚性，从而影响自振频率)。

　　2. 增加或减掉重量(质量)
　　虽然改变刚性通常比较简单和便宜，但是增加或减掉重量似乎可以改变自振频率。然而，指示这种效果只是局部共振时才出现，这是很重要的。

　　3. 增加隔振的机理
　　在由于外部设备的振动激起机器的一个自振频率强迫该机器共振时，隔振可能很有 效。例如，恰当设计的1780转/分转速下运转的泵，有一个750转/分的自振频率，如果附近有一台以750转/分转速运转的大风机不平衡，则该泵可能出现共振问题。这种情况下，必须或是把泵与风机隔离，动平衡风机，或者把泵本身与地板隔离。

　　4. 加阻尼材料
　　增加共振部分的阻尼可以减小共振振幅的放大(然而，如果放置阻尼材料的那部分不发生共振，则阻尼本身没什么帮助，指出这一点是很重要的)。阻尼是防止发生局部共振时灾害性破坏的唯一控制参数。

　　5. 安装调谐阻尼器(振动减振器)
　　在其他技术措施无法实施或者不能有效把振动降到可接受的水平时，有时可以安装调谐阻尼器。然而，这种调谐阻尼器只有在只有一个占优势的频率引起过大的振动，并且这个频率就是安装调谐阻尼器的部件的自振频率的情况下才有效。这种情况下，调谐阻尼器可以设计成其自振频率等于故障频率，并且与共振的振动响应相位差180度，它将有效地“抵消掉”有故障的自振频率。

　　6. 精确的动平衡
　　因为共振振动等于强迫振动频率振动X放大因子，如果不能有效地把自振频率移出共振或者降低放大(通过加阻尼材料的办法)，利用减小强迫振动频率源(例如，不平衡)还是可以减小共振振动。这种情况下，如果通过若干次动平衡，可以明显减小动平衡振动幅值，即使处于共振时，结果还是可以接受的振动。然而，应该指出，因为前面所述共振时惊人的相位变化之故，可能需要卸下转子，以便动平衡它。

　　来源：节选百度文库《旋转机械故障诊断(上) 》，由Ghhjjjjhgf于2015-11-08分享