机械振动范文

导语：如何才能写好一篇机械振动，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关 键 词：机械振动；振动控制；动力吸振；二自由度；

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

0 前言

在现代机械设计中，除了要考虑强度、刚性等静态性能外，还必须考虑到机械在动态载荷作用下的动态性能问题。特别是随着对节能环保性能要求的提高，轻量化设计尤其显得重要，过去的那种偏于厚重的刚性结构设计正在向节能省料的轻薄的柔性结构设计转变。但是轻量化往往会带来更多的振动噪声等问题，从而对产品的使用性能和市场竞争性能带来不利的影响。振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，严重时会导致零、部件的早期失效。例如，透平叶片因振动而产生的断裂，可以引起严重事故。由于现代机械结构日益复杂，运动速度日益提高，振动的危害更为突出。反之，利用振动原理工作的机械设备，则应能产生预期的振动。振动是一种常见的自然现象，一些有害的振动给人们的生产和生活带来了许多麻烦和危险。随着科学技术的日益进步,人们对安全和舒适度的要求越来越高，这对减振技术提出了更高的要求。

1 振动控制技术

从机理来讲，振动控制主要有以下三大类技术：降低共振振幅的阻尼技术、切断振动传递的隔振技术和应用动力吸振的吸振技术。而在每种技术中，又可以从有无外部能源供给的角度，分类为被动控制的方法和主动控制的方法。

作为事后对策，阻尼技术是减振降噪的有效方法。由于一般金属材料的内部阻尼非常小，对其表面进行阻尼处理，可以提高整个结构的阻尼系数。常用的阻尼处理方法是在金属表面粘弹性材料，这种方法称为自由阻尼层处理。当振动时，粘弹性材料发生弯曲变形，由材料内部的摩擦作用把一部分振动能量转化为热能消耗掉。

隔振措施主要是为了切断振动能量的传播途径。精密仪器的隔震台就是为了不让周围环境的振动传到仪器上来。相反，发动机的橡胶坐垫则是不让发动机的振动传到车身上去。

动力吸振器也是常用的吸振控制方法。在原有系统上安装一个由质量-弹簧-阻尼元件组成的附加振动系统（子系统），适当的调节子系统的固有频率及其阻尼特性，可以大大降低原来系统在频率处的振动。这种把原有系统的振动能量转换到子系统中并消耗掉的吸振手段是控制单频或窄带振动的有效方法。

2 二自由度振动模型研究

动力吸振器是一个安装在主振动系统上的子振动系统。通过适当地调节子系统的振动特性，把主系统的振动能量转移到子系统上，并消耗在其中的阻尼环节上。图1为常用的研究动力吸振器的二自由度振动模型。其中作为振动控制对象的主系统由质量和弹簧组成，其固有振动角频率为。为简单起见，在此不考虑主系统的阻尼。动力吸振器是由质量、弹簧以及阻尼所组成的一个附加的振动系统，通常，其固有振动角频率为。

二自由度系统的振动由以下运动方程决定

考虑简谐激励力的情况，，则相应可以表示为

可以推导出：

应用的关系，可以推导出主振动系的振幅为

上式中各项除以，并引入以下各项：质量比，阻尼比，静变形，强迫振动频率比：，固有频率比，整理可得

上式即为动力吸振器作用下的主振动系的振幅频率。在给定质量比和固有频率比的情况下，就可以算出振幅。

3 结论

当阻尼无限大时，相当于动力吸振器被固定在主振动系上，从而变成一个无阻尼单自由度系统的振动，共振振幅为无限大；当阻尼为0时，动力吸振器的作用是把原系统的共振频率分解为两个新的共振频率，振幅仍为无限大。在之间，必然存在一个最优阻尼值。

参考文献：

张洪田，刘志刚. 动力吸振技术的现状与发展[J]. 噪声与振动控制,1996.6

刘耀宗，郁殿龙，赵宏刚，温熙森. 被动式动力吸振技术研究进展[J]. 机械工程学报，2007.3.

王彦琴，盛美萍，孙进才. 多自由度主系统多模态动力吸振的优化设计[J]. 振动与冲击，2004.12.

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关键词：轧钢机械；振动故障；故障诊断

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.006

0 引言

轧钢机械的振动故障对轧钢机械的正常安全运转有着基础性的影响。在实际的工作中，现在较为普遍的故障诊断方法通常是在轧钢机械设备中安置检测和监控系统，通过及时发现和定位振动频率及幅度来判断振动故障所在，并通过振动数据的采集、频谱的分析来发现轧钢机械振动故障的规律，制定一系列对应的判断标准，从而指导轧钢机械的安全生产。

1 轧钢机械振动故障的判断标准

在正式进行轧钢机械振动故障诊断时，要依据一定的故障判断标准，在具体的轧钢机械维护和管理中，一般引入定性和定量的方法对轧钢机械振动故障进行准确判断。目前判断轧钢机械的故障标准一般有三种，即故障类比评判标准、故障相对判断标准及故障定量判断标准[1]。引起轧钢机械振动故障的原因很多，要想对其进行准确的判断还较为困难，通常情况下，影响轧钢机械振动故障判断的原因有以下几种：一是机械工况的变化；二是机械实际的运行速度；三是故障类型；四是故障检测传感器安装设置。因此，要实现对故障的科学诊断是很困难的，在实际的故障判断中除了参考一些量化标准，还要对一些相对指标进行判断。因此，当前对轧钢机械振动故障的判断标准还引入了数据采集、频谱分析等方法，不仅提高了轧钢机械振动故障判断标准的有效性，还提升了轧钢机械振动故障判断标准的可行性。

2 轧钢机械振动故障的诊断流程

在具体的轧钢机械振动故障诊断中，一般遵循以下流程：轧钢机械振动故障检测开始确定要被检测的对象及其对应的基准频率（正常参数）选择轧钢机械振动故障检测内容明确轧钢机械振动故障的检测任务对轧钢机械故障进行现场检测回收轧钢机械振动故障的检测数据对轧钢机械振动故障数据信息进行特征分析，形成数据报告查看数据是否异常，作出轧钢机械振动的故障判断[2]。

3 故障特征数据的采集

在诊断轧钢机械振动故障过程中，故障特征数据的采集是技术人员进行故障正确判断的关键步骤。对轧钢机械振动故障数据采集的多少直接影响着故障诊断的准确性。故障数据采集得越多，就越有利于轧钢机械振动故障的诊断，但考虑到傅里叶运行时交换时间会随着数据长度的增加呈现成倍增长趋势，这将增加数据的储存空间，而轧钢机械由于转速低，不能满足这样的需求，所以在数据采集上一般采用2048为采集长度较为合适，这样可以覆盖不同故障的发生频率成分。对轧钢机械振动故障数据的采集通常由键相信号触发，一般将键相信号分为自动键相和手工键相。在安装有转速键相主轴情况下，通常采用自动键相，采取周期采样的数据采集方式，采样的数据长度为2048点，这样可以消除数据失真的“旁瓣”效应，得到1～1024倍轴频的分析范围。在没有安装转速键相的情况下，采用的是人工键相，人工设置振动采集板的采样频率，利用信号分析技术得出故障频率，频率分析的上限和下限都跟随人工设置的采样频率而变，例如键相每转256点，连续转8转，则数据采集长度为2048点，1/8～128倍轴频就是得出的频率分析范围；再例如键相转速为10Hz，每转采样的数据长度为2048点，那么0～10230Hz就为分析频率范围[3]。对已经采集到的数据，系统会将它们按照一定的格式存储在数据库中，将以小时计数的数据到一周、一月甚至一年计数的数据和其他诸如事故数据及原始比较数据一起储存在数据库中，以便为后续的振动故障分析和诊断工作提供数据参考依据。

4 故障数据的分析处理

在对轧钢机械振动故障判断标准和特征数据有了进一步的了解后，紧接着数据采集工作的是对轧钢机械振动故障进行数据分析和处理。首先是对动态监测轴承受的磨损程度进行分析，采用涡流传感器持续测量探头体与旋转轴之间的缝隙变化，发现轴承因磨损发生的圆度变化完成振动早期诊断。其次是对轧钢机械转速的检测，利用涡流传感器中的键相同步探头于不同时刻对数据采样，计算出正确频率后，通过对采样频率、波形及振幅的频谱分析，对频谱分析作出相应判断。最后是集中进行对轧钢加些振动故障特征数据的综合分析和处理，利用加速传感器和位移传感器对故障数据进行分析后，进一步明确轧钢机械振动故障信息来源，提高发现故障的能力，提早发现轧钢机械振动的故障。通过对采集的数据进行分析和对比，自动判断出轧钢机械的实时工作状态，还可将采集的振动故障数据置于波形的中央位置，有效避免因为轧钢机械冲击而导致的数据采集不完整和频谱特征数据缺失可比性的现象。

5 故障诊断

在对轧钢机械振动特性科学分析的基础上，通过对振动故障的采集和分析，有利于对轧钢机械运行中的具体故障进行诊断。由动态控制轴承的运转能力、耐磨性、轴承转速及振动特性输出频率等方面引起的问题常常是轧钢机械振动故障原因。根据这些故障特点，我们可以更好实现加速传感器及位移传感器的使用和配合，两者互补，也有利于进一步拓宽收集频率的范围，更及时和准确地发现振动故障，从而更迅速地解决故障问题。

6 结语

综上所述，对轧钢机械振动故障分析和诊断是一项极其复杂的工作，在实际工作中，除了遵循一般的故障判断标准，准确的采集特征数据，还需要对采集的数据进行科学的分析，从而找出轧钢机械振动故障发生的根源。在故障诊断过程中，技术与经验同等重要，对于实际操作的技术人员来说，轧钢机械振动故障诊断务必形成一种固有的机制，掌握故障诊断方法，从而保证轧钢机械的安全生产。本文对轧钢机械振动故障的诊断方法作出了相应探讨，希望对读者在研究轧钢机械振动故障诊断方面有所帮助。

参考文献：

[1]赵志勇.轧钢机械振动故障的诊断探究[J].河南科技，2014（01）：101-102.

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关键词 转动机械；振动；判断；处理

中图分类号 TK228 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)062-0135-01

小型转动机械在目前的工业上应用十分的广泛，例如火电厂里的风机、磨煤机、排粉机和水（汽）泵等等?。在日常的生产中，这些机械经常会因为振动而无法正常生产或者造成设备损坏，但是振动的原因却是繁复冗杂。加强对这些机械振动的判断，可以防止一些故障的发生，对工业的发展具有十分重要的作用。

1 关于振动的一些基本理论知识

振动，从物理学的角度来看，就是说物体处于往复运动的状态。可以根据不同的角度把振动分为不同的类型，对比分析如表1所示。

2 小型转动机械出现振动的原因

转动机械出现不正常的振动有多方面的原因，根据通常的实践生产探索可以发现，其中振动原因可以归结为以下几点：

1）由于转子轴或者是叶轮的变形或者是磨损，或者是转子的一些构成部件出现松动现象，这统一可以归纳为转子不平衡。

2）由于制造上的一些问题，例如联轴器的损伤或者是在加工、安装的过程中出现较大的误差，最终导致联轴器对中不良现象的发生。

3）新安装的轴承系统出现间隙过大、或者是损伤还有可能是系统出现问题，最终造成轴承系统出现故障。

4）转动机械中那些转动部件和非转动部件之间的摩擦、共振现象的发生。

5）转动机械中的一些部件的刚性太差。

6）转动机械在工作中会出现发热现象，最终造成转动部件出现热膨胀的问题，导致没有多余的地方。

3 小型转动机械振动的判断及处理方法

3.1 关于小型转动机械的一些振动判断方法

一些小型转动机械振动判断方法可以通过查看它们的轴承箱或者机壳，如果在这上面看不出来问题，则可以通过它们上面安装的测温度的设备来判断；也可以通过转动机械在工作时机械内部的音质来判断，看是否有异音或者是音量不正常的现象出现；还可以通过感受设备的振动状况来判断。如果发现异常，就利用振动仪表来测量振动是否超标。

下表分别为国家电力行业轴承振动烈度和振动振幅的标准：

3.2 关于小型转动机械的一些振动的处理方法

1）对于振动的问题出现在制造方面，如果简单就可以直接处理，如果问题严重就返厂处理。

2）对于一些部件的损坏，直接更换部件。

3）关于风机的喘振问题，可以调整偏离其不平衡区域[3]。

4）关于转子、联轴器及设备基础上的一些问题，可以查看中心及一些部件是否松动（，然后）需拧紧。

5）如果是由于旋转部件磨损造成振动，可以通过作动、静平衡试验校验。

3.3 关于小型转动机械的一些振动问题的具体处理实例

实例1：有三台烟尘风机在工作的过程中，振动一直都是居高不下的，但是经过检查后，各个方面都没有问题。最终经过测振分析仪检测后，发现是由于三台风机处在同一水平面上，同时频率相近以至于达到共振现象。后把三台风机呈三角形在其三个顶点处安装，并且安装补偿器，最终三台风机正常工作。

实例2：某一阳极炉的排烟风机一直都是故障频繁。检查后发现是由于机器在工作和静止时温差很大，这样轴承的游隙偏小，造成磨损，导致温度上升，振动增大。后一方面更换大的游隙轴承，另一方面改变油的使用量。最终正常工作[4]。

4 小结

由于小型转动机械工作时一直都是处在一个振动的状态中，所以它在振动方面的故障可能会更多一点，我们要加强注意和观察，同时对于故障原因的查找，对于比较复杂的情况，要注意联系多方面的因素进行综合的分析，结合电学、力学、运动学的知识，快速准确的找到问题，解决故障。

参考文献

[1]邹荣彪.锅炉风机振动故障要因分析[J].天然气化工,2010,35(1).

[2]中华人民共和国电力行业标准DL5011-92.

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1 振动位移与物移

[TP12GW173。TIF，Y#]

例1 如图1所示，一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v（v≠0）相同，那么，下列说法正确的是

A。振子在M、N两点受回复力相同

B。振子在M、N两点对平衡位置的位移相同

C。振子在M、N两点加速度大小相等

D。从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动

解析 若弹簧振子的v方向O到N，或N到O，振动位移x[LL]都是从平衡位置作为起点，x的方向向右，若弹簧振子的v方向O到M，或M到O，x的方向向左，回复力、位移都是矢量，M、N两点x方向不同，A、B错，M到N点，x随时间变，回复力为变量，D错，正确答案C。

例2 如图2所示是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是

[TP12GW174。TIF，Y#]

A。振动周期是2×10-2 s

B。第2个10-2 s内物体的位移是-10 cm

C。物体的振动频率为25 Hz

D。物体的振幅是10 cm

解析 由图知：振动周期是4×10-2 s，A错，振动频率为25 Hz，C正确，物体的振幅是10 cm，D正确，第2个10-2 s内物

解析 （1）设小球C与劈A分离时速度大小为v0，此时劈A速度大小为vA。

小球C运动到劈A最低点的过程中，规定向右为正方向，由水平方向动量守恒、机械能守恒有

[JZ]mv0-mvA=0，

[JZ]mgh=[SX（]1[]2[SX）]mv20+[SX（]1[]2[SX）]mv2A，

得v0=[KF（]gh[KF）]，vA=[KF（]gh[KF）]，之后A向左匀速运动。

（2）小球C与B发生正碰后速度分别为vC和vB，规定向右为正方向，由动量守恒得mv0=mvC+MvB，

机械能不损失有 [SX（]1[]2[SX）]mv20=[SX（]1[]2[SX）]mv2C+[SX（]1[]2[SX）]Mv2B，

代入M=2m，得 vB=[SX（]2[]3[SX）][KF（]gh[KF）]，

vC=-[SX（]1[]3[SX）][KF（]gh[KF）]

负号说明小球C最后向左运动。

物块B减速至停止时，运动时间设为t，由动量定理有

[JZ]-μMgt=0-MvB，

得[JZ]t=[SX（]2[KF（]gh[KF）][]3μg[SX）]。

答案 （1）gh （2）-[SX（]1[]3[SX）]gh，方向向左 [SX（]2[KF（]gh[KF）][]3μg[SX）]

[TP12GW120。TIF，Y#]

例3 （与图象结合）质量为m1=1 kg和m2（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其x-t（位移-时间）图象如图3所示，试通过计算回答下列问题：

（1）m2等于多少？（2）碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？

解析 （1）碰撞前m2是静止的，m1的速度为v1=4 m/s，碰撞后m1的速度v1[KG-*2]′=-2 m/s，m2的速度v2[KG-*2]′=2 m/s。

根据动量守恒定律有

m1v1=m1v1[KG-*2]′+m2v2[KG-*2]′，

[HJ1。6mm]

解得[JZ]m2=3 kg。

（2）碰撞前系统总动能

[JZ]Ek=Ek1+Ek2=8 J。

碰撞后系统总动能

[JZ]Ek[KG-*2]′=E′[KG-*2]k1+E′[KG-*2]k2=8 J。

碰撞前后系统总动能相等，因而该碰撞是弹性碰撞。

答案 （1）3 kg （2）弹性碰撞

例4 （平抛运动结合）如图4所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高也为h，坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞，[TP12GW121。TIF，Y#]并粘在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两小球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）小球A刚滑至水平台面的速度vA；

（2）A、B两小球的质量之比mA∶mB。

解析 （1）小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中，

由机械能守恒定律得[JZ]mAgh=[SX（]1[]2[SX）]mAv2A，

解得[JZ]vA=[KF（]2gh[KF）]。

（2）设两球碰撞后共同的速度为v，由动量守恒定律得

[JZ]mAvA=（mA+mB）v，

粘在一起的两小球飞出台面后做平抛运动，设运动的时间为t，由平抛运动规律，在竖直方向上有

h=[SX（]1[]2[SX）]gt2，在水平方向上有[SX（]h[]2[SX）]=vt。

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1.1临床资料    

选取我院2014年9月至2015年9月收治的重症肺炎患儿72例，根据人院先后顺序分为:(1)对照组(n=36):男21例，女15例，年龄2个月一3岁，平均(1.23士0.8)岁;(2)观察组(n=36):男22例，女14例，年龄1个月一2.8岁，平均(1.22士0.6 )岁。2组患儿年龄、性别等一般资料无统计学差异((P>0.05 )，具有可比性。    

纳人标准:所有病例均为重症肺炎，达到1992年美国胸科学会和欧洲危重病学会推荐ALI诊断标准，单纯应用吸氧或无创辅助通气(CPAP辅助通气)不能缓解呼吸困难，需应用气管插管机械通气治疗且机械通气时间)48 h。严重心脏基础病变、神经源性呼吸衰竭、免疫力低下引起肺炎而导致呼吸衰竭、手术麻醉需机械通气的病例未纳人本研究。

1.2干预方法    

2组患儿均予以常规的抗感染、化痰、止咳、平喘等对症支持治疗。对照组在此基础上由PICU工作3年以上责任护士采用翻身、引流及传统的人工叩背排痰，五指并拢，掌呈凹状，用腕关节的力量，从肺底自下而上，有节律地叩击背部，护理人员需要依据患儿自身的机体情况掌握力量，以患儿能承受为宜，频率5060次/min。观察组以机械振动排痰机(PTJ-5000多频振动排痰机)代替叩背，同样由PICU工作3年以上责任护士进行操作，包括对患儿进行查体，分析疾病情况、身体状况以及耐受程度，针对性地进行叩击治疗。患儿采取侧卧位，接通机器电源，选择较低的频率进行治疗，使用一次性叩击头，护理人员一手拿叩击头，另一手引导叩击头，轻加压力，由外向内、从下至上地对患儿的肺部进行叩击和振动排痰。通常保持排痰10 min/次，3次//d ,于餐前或餐后2h进行。

1.3观察指标    

责任护士遵医嘱对2组患儿每晚及晨起排痰前及排痰后0.5 h行血气分析，观察患儿血液酸碱度(pH)、动脉血氧分压(Pa02)以及动脉血二氧化碳分压(PaC 02)等指标。记录2组患儿机械通气治疗后胸部X线检查次数，观察患儿胸部X线影像、机械通气时间、胸部听诊结果改善所需时间。1.4统计学分析    采用SPSS 21.0软件进行统计学分析，计量资料采用X士S表示，采用t检验进行比较，P } 0.05为差异有统计学意义。

2结果2.1    

2组患儿每晚及晨起排痰前及排痰后0.5 h血气分析指标的比较    如表1所示，2组患儿排痰治疗前血液pH值、Pa02及PaC 02无统计学差异(P>0.05 );排痰治疗后，观察组血气分析指标则均优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05 )。2.2       

2组患儿胸部检查结果的比较    

如表2所示，观察组患儿胸部X线片检查、机械通气时间、胸部听诊结果改善所需时间明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05 )。

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【关键词】分体空调器；室外机配管；振动控制；相关策略

0 前言

我国现阶段空调器的发展是非常迅速的，对于现在的空调器而言，最大的故障就是空调无法制冷制热，或者是能力不够，这就说明室外机很有可能是系统内部的冷媒不足，配管有裂管导致泄露冷媒了。所以说空调器室外机配管机械振动的控制是非常重要的。下面，笔者针对现阶段空调配管的机械振动的介绍以及相关的控制策略等作了详细的介绍。希望能对大家有一定的帮助。

1 空调配管机械振动的简单介绍

分体空调器室外机配管的机械振动是空调器在运行中的一个中间环节，其中配管的振动是可以影响整个机器的运转，甚至能够改变运行状态。空调器室外机配管的机械振动是不可能消除的，只有更改室外机配管设计，使配管本身的固有频率避开整机的运行频率才能有效地控制配管的机械振动。如何更好地对现阶段空调器室外机配管机械振动进行有效的控制就成了现在的主要问题。下面针对配管的机械振动产生的原因以及其中的特点跟危害作了一个简单的介绍。

1.1 分体空调室外机配管机械振动的原因

室外机配管是指与压缩机的排气口与回气口相连的部分，对配管机械振动的原因进行分析，发现配管的振动是由压缩机以脉冲信号输送冷媒的时候，冷媒撞击铜管内壁所形成的，这就可见其重要性了。

在整个的空调器中，配管是冷媒的主要载体，它主要的作用就是将压缩机，冷凝器、蒸发器等三个部件连接在一起，共同组成了空调器室外机的核心，配管就是其中起到核心以及相关的连接作用的部分。而配管的机械振动原因主要有：由于压缩机吸、排气的周期性，使得出口管路内的气流发生气流脉动。气流脉动不仅造成连接管道上的控制仪表失灵、气阀工况变坏、压缩机容积效率降低。强烈的气流脉动，使管道发生剧烈振动，轻则造成泄漏，重则由破裂而引起爆炸，造成严重事故。

1.2 空调配管机械振动的特点

分体空调器室外机配管的机械振动的特点非常明确。由于制冷系统内部的冷媒脉冲式压力与压缩机的振动都直接作用于配管上，而对于定速机压缩机的压缩频率不是太高，比如对于我国50Hz的电源规格，定速压缩机的运行频率一般都保持在48.5Hz左右，在这个频率段配管的固有频率还是比较容易重叠在这个频率阶，从而导致整机共振，激发配管的振动。而对于变频压缩机，则由于压缩机运行频率可以通过电控程序调节，可以从10Hz到100Hz无极变速，这样则大大加大了配管设计的困难程度。

1.3 空调配管机械振动的危害

分体空调器室外机配管的振动所引起的共振噪声，一方面对于人们的生活产生了一定的影响，长期在这种噪声环境下的人们容易睡眠不好，神经衰弱；另外的一个方面就是振动会加大空调配管机械振动的影响，配管的较大振动可能导致管路的疲劳断裂，产生配管泄漏，整机无法运行。配管振动的控制，对降低整机的振动噪声，以及提高相关产品的可靠性，有着重要的作用。如何更好的对现阶段的机械振动进行有效的控制就是主要的任务了。

2 空调配管机械振动的控制

对于现在的空调配管机械振动的控制而言，并不是一件非常容易的事情，主要的原因有两点，一是容易产生与其他部件之间的共振，二是对于现阶段的科学技术的限制，没有一项适合控制配管振动的技术。现阶段主要采用的方法就是在配管机械振动最大的位置添加配重块或者阻尼块，通过改变配管本身的固有频率来达到避开整机运行频率的目的，从而避开共振点，减少配管振动。这样做有一定的利处，但对于本质的问题并没有很好的解决。更多的是没有将根本原因、振动的源头等问题考虑在内，这样就直接导致了表里不一，给人一种错觉，头痛就治头，脚痛就治脚。没有从根本上、系统上分析配管振动。下面笔者就分别从减少空调配管机械振动与其他零件振动的共振，提高现有的科学技术来控制配管的机械振动等从根本上解决问题的两个方面上，做一个简单的介绍。

2.1 减少空调配管机械振动的方法

1）消除管系的激振力，针对不同的激振原因采取不同措施。

2）提高管路系统的结构刚度，从而提高管路系统的固有频率，使之远离激振频率从而避免共振的发生，并减小管系结构的振动幅值。

3）增加管路系统结构阻尼。管道振动控制依据是否有源还是无源，又可分为主动控制与被动控制。

4）配管的固有频率主要取决于配管的质量的大小与其分布、管道的刚度以及支撑情况等，因此要改变配管的固有频率就需要改变配管的结构与支承的情况。

2.2 提高现有的科学技术来控制配管的机械振动

1）想提高分体空调室外机配管的可靠性，最行之有效的方法就是采用计算机辅助设计。采用三维模型设计，首先能确保配管的装配模型与实际样机生产的装配状态保持一致。这么做可以有效地提前预判配管的装配是否正确，可以保证配管装配得横平竖直。首先就保证了配管的状态是正常的，不会因为错误装配而令配管东歪西倒从而导致配管机械振动变大。

2）运行有限元分析软件分析配管。管道系统是一个弹性的连续体，要获得振动分析的精确求解要求满足一定的边界条件的偏微分方程。由于管道系统的实际结构是非常复杂的，所以要得到其精确解是有很大困难的。但对于工程问题来说，能得到较好的近似解，再辅以经验判断，实验数据验证的话也就可以满足需求。有限元法提供了解决管道系统振动分析的一个适宜的方法。

3）目前国内大多数企业的做法是利用配管振动测试来评价其可靠性，通常是以配管振幅最大部位的振幅测试值进行评价，如果超出企业内定标准，即视为不合格。振幅测试简便易行，但是测试依据不够科学。其原因是：反映配管工作可靠性的最直接的指标是应力，对于不同的机型而言，配管最大振幅高，并不一定意味着该配管的应力就大。而实际情况就是配管运行一段时间后发生疲劳断裂的位置往往不是机械振幅最大的位置，而是配管应力最大的位置。所以应该把应力测试作为有效检验配管可靠性的实验手段。

3 结语

本文通过对于现阶段的分体空调室外机配管机械振动产生的原因以及相关的控制方法等作了详细的介绍，主要对于现阶段切实可行的解决办法。旨在找到一种合适的方式方法对现阶段的空调器配管机械振动进行有效的控制。配管的振动对在整机的振动噪声，以及相关的空调器的工作可靠性有着非常大的影响，现阶段的主要为任务就是对于配管的合理的设计，对于减振降噪，提高产品可靠性方面，以及降低成本等，都有重要意义。

【参考文献】

[1]高荣慧，吴地勇.基于仿真的空调配管振动测试系统设计[J].机械，2008（12）.

[3]韦英奇，张奠磐，李治文.空调机系统管振动分析和减振措施[J].流体机械，2001（06）.

[3]杨元涛.空调压缩机管路系统振动分析及其软件开发[D].华中科技大学，2011.

篇7

关键词：机械振动；能量法；广义坐标；势能函数

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0169-03

机械振动是各高等院校面向机械工程专业学生开设的一门专业基础课程，为解决机械系统的振动问题提供必要的基础理论和方法[1，2]，涵盖基于力学理论的振动建模与运用数学方法对振动方程的求解，其中振动微分方程的建立是研究振动问题的基础和核心。

建立振动方程的常用方法包括牛顿第二运动定律、柔度影响系数法以及拉格朗日方程法等，其中拉格朗日方程不需要考虑系统内各部件之间的约束力，只需要计算系统的动能和广义力，对于保守系统则只需要计算系统的动能和势能，因此又被称为能量法[3]。对于约束多而自由度较少的动力学系统，应用能量法建立振动方程要比其他方法简便很多，但是能量法应用中存在一些难以理解和易于混淆的要点问题，本文基于多年教学实践和效果反馈，化解和突破教学难点，对教师讲授和学生学习中普遍存在的难点问题进行剖析和释疑，深化学生对能量法的理解，使其能够在将来的工程实际中学以致用。

一、能量法在振动微分方程建立中的应用

同样，若选取滑轮上方弹簧无初始变形位置为零势能点，所得到的势能函数增量与前述相同。

可见，能量法应用中需要注意势能函数指的是相对于静平衡位置的总势能增量（包括重力势能和弹性势能），与零势能位置的选取无关。

三、结束语

通过多年的教学实践和学生反馈，针对能量法在振动建模中的应用中的要点和难点问题进行了讨论，包括以下几个方面：

1.动能函数描述的关键点在于自由度数与广义坐标的确定，以及系统各惯性单元运动形式的判定；动能函数的形式不仅与系统的刚体运动形式相关，也随所选取的广义坐标不同而具有不同的形式。

2.势能函数的正确描述需要对重力势能和弹性势能的正确理解和应用，需要注意势能函数指的是相对于静平衡位置的总势能增量（包括重力势能和弹性势能），与零势能位置的选取无关。

本文针对能量法的基本思想及其应用实践，对教师讲授和学生学习中普遍存在的难点问题进行剖析和释疑，促进学生对能量法的深入理解，强化学生对工程实际振动问题的准确建模和分析能力。

参考文献：

[1]姜伟，孙月华，候清泉，徐鹏.“机械振动基础”课程的教学内容改革与实践[J].教育教学论坛，2015，（6）：99-100.

[2]张晓燕，姜爱峰.初探机械振动课程的教学方式与方法[A]//第十五届北方七省市区力学学会学术会议论文集（二）[C].2014，357-359.

[3]李有堂.机械振动理论与应用[M].北京：科学出版社，2012.

篇8

本书主要介绍了振动与波的相关理论，目的是理解振动与波的基本概念，以及各种物理现象的分析方法。全书共分9章：1. 自由振动，介绍了振动的基本概念，研究了单自由度或多自由度的机械与电磁振动系统实例；2. 谐振的叠加和傅里叶分析，研究了振动的叠加，介绍了傅里叶分析方法；3. 强迫振动，分析了强迫振动及其响应；4. 波在无限介质中的传播，介绍了波在无限介质传播的基本概念：波动方程及其求解方法、能量密度、能量传递等；5. 机械波，介绍了弹性波、声波及面波；6. 电磁波，总结了电磁基本定律，分析了绝缘体、导体以及等离子体中的电磁波特性；7. 波的反射与折射；8. 干涉与衍射；9. 驻波与波导。附录中提供了必要的数学公式、积分以及向量分析等内容。书中每章的最后包含有一个“小结”，用来总结该章主要结论。“问题求解提示”一节中包含了章节内容的相关提示、需要注意避免的错误、近似方法以及进一步的阐述。书中每章提供了“概念”与“问题”两种习题，使读者能够巩固所学知识。

本书作者Tamer Bécherrawy教授曾经在黎巴嫩大学（Lebanese University）、法国Savoy大学、IUFM、Nancy大学等学校教授物理学，曾担任黎巴嫩大学物理系主任，在高能粒子物理学领域发表了许多文章。

本书的读者主要是相关专业的本科生，书中部分章节比较难理解，已标示为“*”，在学习过程中可跳过这些章节，不会影响知识的连贯性。

篇9

[关键词]轧钢机械；振动预测；内部隐患；诊断手法；细化措施

中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0004-01

轧钢机械通常被规划至大型旋转机械领域范畴之内，是相关工业生产过程中必不可少的关键工艺项目。该类轧机利用内部转轴组件结构为核心要领，并按照内部制备格式对旋转轴、齿轮传动件等实现整体带动。经过相关工程实践研究发现，大部分旋转机械在前期运转环节中多少都会产生不正常的振动反应，所以沿着这类现象进行运转规律挖掘，就有助于从相关振动信号中进行常见故障识别，之后运用科学防护措施进行整改改进，维持工序衔接的高质量水准，避免内部隐患的长期蔓延。

一、轧钢机械在运转前期的振动监测论述

因为轧钢机械在实际运行状态中由于不同转速的跳跃反应，实际功率在一定空载和高负荷周期内部存在一定的上涨现象，所以后期结构部件损害和故障停机事故也时有发生。在对待不同设备、部件搭建节点等实现系统分析过程中，能够将故障位置点及时搜索并有力克制。为了稳固必要监测数据在工业技术的可比性作用，在实施数据测定过程中，必须按照相关实施细则进行如下操作控制：首先，单位次数机器部件测量的具体工况条件要保持一致，并且在同类工序中运用的测量仪器和灌输方式也要稳定在统一样式；其次，过程中需要对单个位置点进行反复测量，只要长期坚持此种做法，才不会令振源过分扩张，并且维持查探数据的准确应用实效，避免现实计算活动中出现的误差效用；再次，测量过程中的参数选取要维持相同模型基础，按照统一工艺生产和维护标准分析，当内部振动频率高于1000Hz时，其数据采集终端实际显示的参数数值会按照速度标准作为主体延展方向；而频率满足在100～1000赫兹范围内部运动时，内部必要数据的参数输出也会按照速度模式为主；至于频率控制空间在10～100赫兹之内收缩的作用力度，其相关数据采集器的输出参数则需要透过位移结果实施灌输。在整个监测工程的必要阶段中，轧钢机械实际制备测量结果因为测点位置不同，也会存在一定的差异作用。所以在测点段选取上也要围绕一定的标准要求进行细化布置：首先，测点位置最好在信号接收和反应动作明显的部位，包括轴承座等；其次，测点位置最好按照工艺标准在内部线路排列形态中选取最短的振动信号进行通道传递，并以此抵抗中间传递介质的阻碍作用；再次，测点相关方向性特征应该得到重视和强调，因此布置点应该首要定位在不同延展方向的中心点上。大部分状况中，振动监测设备的测点工作会选择在水平、垂直和轴向这三类疏导方位形态中进行测定工作布置，特别是对某种回应频率不足的振动现象，更需要围绕这类测点布置要领进行内部灵敏度响应和测量。最后，对于轧钢机械这类工程设施，因为传递函数波动范围较大，所以在测振过程中应该进行多点位置测量和计算，利用权值技巧维持校正工艺精准性作用。具体设计标准如图1所示：

二、落实监测工作的具体方式研究

透过智能轴承检测设备对轧钢机械进行重点位置检测，具体程序排列规则表现为：首先，将最佳测点位置选好同时保证其不存在位移作用，在监测工作布置前要确保仪器设备的清洁；其次，在落实多点检测工作过程中需要将必要数据资料记录完整；再次，将整合得到的数据资源转换成为一定形态的曲线图，将轧钢机械名称、位置段和测量数据等全部标清，保证测点振动变化状况的全程跟踪；最后，如果其间振动反应产生异常性质变化，说明内部故障问题已经滋生。

三、轧钢的常见故障问题以及相关应对策略分析

（一）基座松动现象

结构部件搭接节点产生的松动现象属于某种非线性振动特征，本身存在高度不平衡特性，是引起振动方向观测中最为显著的位置点，并且这种效应尤其在垂直方向的振动回应结果最为强烈。因为零件松动现象伴生的振动现象基本难以明确探析方向特征。基座松动现象的振动特征主要呈现为：随着内部机理负荷的不断增加而对应提升，但相关转速比较稳定，基频谐波效应是不定向的。松动属于非线形的振动特征，常与不平衡相伴相生。引起振动方向最为明显的要数地脚松动了，地脚松动主要在垂直方向的振动最为强烈。因零件配合松动所造成的振动，没有较为明显的方向特征。装配或基座松动的振动特征为：松动产生的振动会因随负荷的不断增加而不断增大，但其转速却没有明显的规律变化，呈跳跃式变化，时而大，时而小。而其振动频率特征则表现为：存在基频成分，但基频的奇数倍频往往要高于基频的幅值，同时伴有的谐波成分常以0.3倍、0.5倍、3倍、5倍、7倍的倍频出现，且频谱结构呈梳状。

（二）转子不对中现象

这是轧钢机械设备运行环节中经常出现的技术故障问题，具体指轴承中心与转子结构不产生对中衔接。这类问题包括部件角度、排列方向和综合空间形态模式的不对中现象。并且当转子衍生不对中问题时，就会令相关结构成为某种附加弯矩，在附加激励作用下，轴承振动问题开始逐渐滋生并扩散。总的来讲，振动监测工作的安排需要沿着监测活动周期要求进行同步设定，将不同监测数据及时记录和高度整合，并细化分析，希望能够更加科学地掌握轧钢工作环节中的必要状态效果，为后期故障诊断和方案制定提供更加丰富的线索资料。

结语

基于振动监测的设备故障诊断技术属于某种综合学科的项目工艺改良工种，主要将监测收集的不同数据实行建模处理，包含旋转机械振动的常规原则和设备检验机理等。利用此类技术能够同时满足不同测点的统计验证要求，对设备故障及时发现和高效运行产生一定的辅助功效，进而降低人工维修的劳动强度和资金追加数量结果，维持企业长期运营的内部活力。

参考文献

[1] 郭永强.轧钢技术的分类及在生产中的应用[J].硅谷，2010，15（04）.

[2] 陈钦财.如何延长轴瓦使用寿命[J].农机使用与维修，2010，21（06）.

篇10

【关键词】机械加工,振动分析,控制措施

中图分类号：TU85 文献标识码：A

一.前言

在机械加工的过程中，整个工艺系统会经常发生一些振动，给加工过程带来了很大的麻烦。产生振动时，机械加工的正常的切削过程会受到很大的干扰和破坏，致使零件加工的表面会出现一些振纹，影响了零件加工的精度。因此，对机械加工过程中的振动进行深入的研究，进而对振动进行有效的控制是非常必要的。

二.机械加工过程中振动的基本类型

1.自由振动

当振动系统在激振力的作用下，破坏了机械加工的正常工作状态时，就是自由振动。由于阻尼存在于系统中，所以自由振动经常会发生衰减情况，因此，在一般情况下，自由振动对机械加工过程产生的影响不是很大。自由振动的主要特性是由系统的本身来决定的，也就是说振动所具有的频率、振动的振型主要是取决于振动系统的质量和刚度。 

2. 强迫振动

强迫振动是物体受到一个周期变化的外力作用而产生的振动。如在磨削过程中，由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡，三角皮带的厚薄或长短不一致，油泵工作不平稳等，都会引起机床的强迫振动，它将激起机床各部件之间的相对振动幅值，影响机床加工工件的精度，如粗糙度和圆度。对于刀具或做回转运动的机床，振动还会影响回转精度。强迫振动的特点是：①强迫振动本身不能改变干扰力，干扰力一般与切削过程无关(除由切削过程本身所引起的强迫振动外)。干扰力消除，振动停止。如外界振源产生的干扰力，只要振源消除，导致振动的干扰力自然就不存在了。②强迫振动的频率与外界周期干扰力的频率相同，或是它的整倍数。③干扰力的频率与系统的固有频率的比值等于或接近与1时，产生共振，振幅达到最大值。此时对机床9O_T_过程的影响最大。④强迫振动的振幅与干扰力，系统的刚度及阻尼大小有关。干扰力越大、刚度及阻尼越小，则振幅越大，对机床的加工过程影响也就越大。 3.自激振动

是由振动系统本身在振动过程中激发产生的交变力所引起的不衰减的振动，就是0激振动。即使不受到任何外界周期性干扰力的作用，振动也会发生。如在磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。工件、机床系统刚性差，或砂轮特性选择不当，都会使摩擦力加大，从而使自激振动加剧。或由于刀具刚性差、刀具几何角度不正确引起的振动，都属于自激振动。自激振动的特点是：①自激振动的频率等于或接近系统的固有频率。按频率的高低可分为高频颤振(一般频率在500～50O0Hz)及低频颤振(一般频率为50 500Hz o②自激振动能否产生及其振幅的大小，决定于每一振动内系统所获得的能量与阻尼消耗能量的对比情况。③由于持续自激振动的干扰力是由振动过程本身激发的，故振动中止，干扰力及能量补充过程立即消失。

三.产生振动的主要原因

通过统计分析我们可以清晰的看出，金属切削加工过程中产生振动的类型基本分为两种：自激振动和受迫振动。因此，在机械制造过程中，根据这两种不同类型的振动，可以通过机床不同的运行状态来分析振动产生的原因。

1.空转时存在的振动及原因分析

当机床在空转时也有可能产生一定的振动。造成振动的主要原因可能是床鞍导轨之间的爬行，也可能是是由于外部传来的振动，例如：地基周期或者非周期的干扰力。此外，机床内部振源也会使机床强迫振动，例如：机床主轴、电机等各种旋转体的不平衡等式。

2.切削过程中产生的振动及原因分析

在金属切削加工过程中，一般分为自由震动、自激振动和强迫振动。自由震动主要是受到外界传来的冲击力，机械系统本身产生周期性或者非周期性的冲击力，如：间隙、凸轮与杠杆的冲击，材料不均匀的硬点引起的冲击。自激振动大部分情况下是受再生效应和振动耦合等方面的影响形成的。强迫振动主要是切屑形成的周期性、断续切削的交变力等原因造成的。 

四.机械加工过程中的振动产生的影响 在机械加工的具体切削过程中所产生的振动，对加工质量以及生产率产生的影响主要体现在以下几个方面：

1.当振动的频率很低时，就会产生一定的波度，振动的频率高时，就会导致加工面粗糙。

2.在加工过程中产生了振动，在很大程度上阻碍了切削用量的提高，甚至更为严重的是导致切削不能正常的进行，影响了机械加工的生产效率。

3.在切削过程中所产生的振动，可能会使刀尖刀刃崩碎，特别是那些韧性非常差的道具，刀具的材质是陶瓷的或者是硬质合金的要注意可能会引起的消振问题。

4.在机械加工过程中，如果出现了振动，那么就会使机床和夹具等一些零件的链接处出现松动现象，使得期间的缝隙增大，导致刚度与精度降低，同时缩短了使用寿命。 

五.机械加工中振动的控制措施

1.控制强迫振动的途径 强迫振动是由于外界周期性干扰力引起的，因此为了消除受迫振动，应先找出振源，然后采取适应的措施加以控制。

(1)减小或消除振源的激振力。对转速在600r／min以上的零件如砂轮、卡盘、电动机转子等必须经过平衡，特别是高速旋转的零件，如砂轮，因其本身砂粒的分布不均匀和工作时表面磨损不均匀等原因，容易造成主轴的振动，因此对于新换的砂轮必须进行修整前和修整后的两次平衡。提高齿轮的制造精度和装配精度，特别是提高齿轮的工作平稳性精度，从而减少因周期性的冲击而引起的振动，并可减少噪声；提高滚动轴承的制造和装配精度，以减少因滚动轴承的缺陷而引起的振动：选用长短一致、厚薄均匀的传动带等。 

(2)调整振源频率。避免激振力的频率与系统的固有频率接近，以防止共振。采取更换电动机的转速或改变主轴的转速来避开共振区；用提高接触面精度、降低结合面的粗糙度、消除间隙、提高接触刚度等方法，来提高系统的刚度和固有频率。

2. 控制自激振动的途径 (1)合理选用刀具的几何参数 试验和理论研究表明，刀具的几何参数中，对振动影响最大的是主偏角Kr和前角γ0。由于切屑越宽越容易产生振动，而Kr越小，切削宽度越宽，因此越易产生振动，前角γ0越大，切削力越小，振幅也越小。

(2)提高工艺系统的抗振性 工艺系统本身的抗振性能是影响颤振的主要因素之一。应设法提高工艺系统的接触刚度，如对接触面进行刮研，减小主轴系统的轴承间隙，对滚动轴承施加一定的预紧力，提高顶尖孔的研磨质量等。加工细长轴时，使用中心架或跟刀架，尽量缩短镗杆和刀具的悬伸量，用死顶尖代活顶尖，采用弹性刀杆等都能收到较好的减振效果。

(3)采用减振装置 当采用上述措施仍然达不到消振的目的时，可考虑使用减振装置。减振装置通常都是附加在工艺系统中，用来吸收或消耗振动时的能量，达到减振的目的。它对抑制强迫振动和颤振同样有效，是提高工艺系统抗振性的一个重要途径，但它并不能提高工艺系统的刚度。

六.结束语

综上所述，在机械加工过程中所产生的振动是非常复杂的，只有进行详细的研究分析，掌握机械加工过程中产生振动的基本类型，并且找出产生振动的原因，探讨机械加工过程中振动产生的影响，才能采取更有效的措施来控制或者消除振动的发生，以保证加工零件的质量，提高机械加工生产的效率。

参考文献：

[1]史功赫，刘贵强.浅谈机械加工过程中的振动[J].科技资讯，2011（5）. 

[2]伏振峰.浅析提高机械加工质量的有效途径[J].机电信息，2012（8）. 

[3]江志国.浅析机械振动的原因及其防止措施[J].现代经济信息，2011（8）.