振動(dòng)與噪聲專(zhuān)題，大家參與

choeyee

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，噪音主要來(lái)自?xún)煞矫妫?、流體運(yùn)動(dòng)。2、轉(zhuǎn)子、軸承、支撐系統(tǒng)的振動(dòng)。噪音作為上述兩方面的結(jié)果，單就保護(hù)環(huán)境和人員健康來(lái)說(shuō)，采用屏蔽措施是最易用的手段。而噪音和振動(dòng)本身還可以作為監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況的參數(shù)。通過(guò)聽(tīng)針可以監(jiān)聽(tīng)轉(zhuǎn)子和靜子部件有無(wú)摩擦，噪音的突變往往是設(shè)備運(yùn)行工況變化的反應(yīng)，比如喘振、倒泵等。 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障多數(shù)和振動(dòng)有關(guān)，而且振動(dòng)信號(hào)能夠更迅速、更直接（振動(dòng)值超標(biāo)可以直接作為設(shè)備的聯(lián)鎖信號(hào)）的反映機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，所以在透平設(shè)備監(jiān)測(cè)上，多是把振動(dòng)作為參數(shù)的。

目前最常采用軸承振動(dòng)評(píng)定和軸振動(dòng)值評(píng)定。評(píng)定參數(shù)可用振動(dòng)振幅（位移、速度或加速度）和振動(dòng)烈度（即均方根值，它代表了振動(dòng)能量的大?。﹣?lái)表示。標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T 11348.2—1997，ISO 7919-2:1996等。API684中也有關(guān)于振動(dòng)的要求。

此外，相位、轉(zhuǎn)速、軸瓦溫度等參數(shù)也需要一并監(jiān)測(cè)。

噪音主要是加以屏蔽。對(duì)于振動(dòng)，則必須在設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始考慮：

1、轉(zhuǎn)子、支承系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速。簡(jiǎn)單說(shuō)就是要求的轉(zhuǎn)子從低剛度支承直到剛性支承下的臨界轉(zhuǎn)速關(guān)于剛度的圖譜。轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的基本模型是單自由度自由振動(dòng)模型：

                                         【質(zhì)量矩陣】·加速度+【粘性阻尼矩陣】·速度+【剛度矩陣】·位移=0

說(shuō)白了就是受力平衡。

2、轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速下的不平衡響應(yīng)。

3、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速-對(duì)數(shù)衰減率圖譜。保證不平衡響應(yīng)造成的振動(dòng)在可接受的時(shí)間內(nèi)衰減至可接受的水平。

4、轉(zhuǎn)子的振型（轉(zhuǎn)子在任一臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)時(shí)的彈性線(xiàn)）。工作中，轉(zhuǎn)子在任一轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其彈性線(xiàn)將是由許多階的主振型曲線(xiàn)成分迭加而成，這些主振型成分我們稱(chēng)為主振型分量。所以當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子是工作在n階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，就必須計(jì)算其1-n+1階臨界轉(zhuǎn)速下的振型。轉(zhuǎn)子各階主振型之間具有正交性，這是是高速動(dòng)平衡的理論基礎(chǔ)。

5、后續(xù)的扭振和軸系振動(dòng)計(jì)算。準(zhǔn)確說(shuō)，軸系的臨界轉(zhuǎn)速才是真正的臨界轉(zhuǎn)速。

對(duì)于高速轉(zhuǎn)子，還要考慮支承阻尼（滑動(dòng)軸承油膜剛度、支座靜剛度、支座參振質(zhì)量的函數(shù)）與轉(zhuǎn)速的關(guān)系從而避開(kāi)一個(gè)必然會(huì)出現(xiàn)臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速區(qū)間，或者通過(guò)改變滑動(dòng)軸承油膜剛度、支座靜剛度移動(dòng)這個(gè)區(qū)間。
) @* t% R' M0 a) P3 E- X; b* Y3 _在這部分內(nèi)容之前有轉(zhuǎn)子的靜力計(jì)算、軸承計(jì)算。
上述內(nèi)容之間又有交叉的部分，比如油膜的半速渦動(dòng)和動(dòng)力學(xué)失穩(wěn)特性。
5 r' z; R' V; Q! f  ~% ?和振動(dòng)有關(guān)的故障主要有：不平衡、不對(duì)中、滑動(dòng)軸承的半速渦動(dòng)和油膜振蕩、動(dòng)靜摩擦。這時(shí)候，頻譜分析（用的還是振動(dòng)，由于有流體的噪音，所以噪音的頻譜就派不上用場(chǎng)了）就派上用場(chǎng)了。
不平衡振動(dòng)的頻率主要集中在1X工頻，油膜振蕩主頻在0.46工頻附近、動(dòng)靜摩擦頻譜分布寬，還帶高頻成分...當(dāng)然，還有結(jié)合相位來(lái)看。

耶穌愛(ài)子

choeyee 發(fā)表于 2012-1-8 17:50
在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，噪音主要來(lái)自?xún)煞矫妫?、流體運(yùn)動(dòng)。2、轉(zhuǎn)子、軸承、支撐系統(tǒng)的振動(dòng)。噪音作為上述兩方面的結(jié) ...

“在透平設(shè)備監(jiān)測(cè)上 ”中的“透平”是什么意思？

小白菜

3 u, Y* r* P/ H9 x; k
9 f, D- U2 N; A! k2 H說(shuō)一個(gè)本人自認(rèn)為經(jīng)典的案例，07年左右到山東濟(jì)寧本司（以前的公司）的現(xiàn)場(chǎng)，18臺(tái)設(shè)備都有較大的振動(dòng)，當(dāng)時(shí)公司也是束手無(wú)策，把矛盾都集中在主電機(jī)（實(shí)際不這么叫）上，我和一個(gè)電氣調(diào)試的小伙子到的現(xiàn)玚，所有的設(shè)備測(cè)試一遍，振動(dòng)的特性一致，經(jīng)頻譜分析在16-18HZ頻段的振動(dòng)能量最大，相當(dāng)于接近共振，是一個(gè)共性問(wèn)題，又查了相關(guān)的變頻品的驅(qū)動(dòng)參數(shù)后，讓隨行的電氣調(diào)試的小伙子調(diào)高變頻器的載波頻率4K調(diào)到8K，振動(dòng)變強(qiáng)，再調(diào)到2K，振幅其本與其它頻率的頻率相近，共振動(dòng)消除。
$ N/ k3 n, T3 ]$ V0 X當(dāng)然，電機(jī)也發(fā)出了嘯叫，后經(jīng)相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，嘯叫基本消除，所有設(shè)備同樣處理有效，吃完濟(jì)寧的甏肉就返程了。
: F9 J& t3 I9 E! E3 p
8 L; R3 ?9 ?6 k% y, `遺憾的是后來(lái)所有的電機(jī)還是都換了，但就不是技術(shù)的原因了，也就不講了。

小白菜

4 N; Q# A+ h$ ~! j$ t2 [                  再說(shuō)一個(gè)，也是以前公司的，2004年的事，公司內(nèi)部的一設(shè)備振動(dòng)異常大，來(lái)來(lái)去去上了幾個(gè)高手沒(méi)解決，為這事，公司的兩個(gè)老總被董事長(zhǎng)罵得狗血噴頭，限一個(gè)月解決，中間的很多故事不講了，最后輪到兄弟的頭上，那時(shí)兄弟在該司還是新人，老總也是沒(méi)辦法，死馬當(dāng)活馬醫(yī)了，兄弟著手做了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，發(fā)現(xiàn)是主機(jī)座設(shè)計(jì)的支承點(diǎn)受力不平衡及減振器選用不合理造成，重新設(shè)計(jì)主機(jī)座，更換合適的減振器后，問(wèn)題解決，從這以后，公司里的設(shè)計(jì)員在進(jìn)行機(jī)座設(shè)計(jì)時(shí)才知道計(jì)算機(jī)座的支承點(diǎn)受力平衡問(wèn)題，事后人事經(jīng)理悄悄的塞給了兄弟一個(gè)信封。

/ u$ J, d" ^# O3 `

frazil

感謝老鷹，終于準(zhǔn)備開(kāi)這個(gè)版塊了。振動(dòng)問(wèn)題主要是從振動(dòng)源和減少震動(dòng)傳播的角度考慮的。舉一個(gè)例子吧，拿一個(gè)減速器來(lái)說(shuō)，高速及齒輪的傳動(dòng)會(huì)有嚙合噪音，低速級(jí)的輸出，會(huì)有應(yīng)力振動(dòng)。要降低振動(dòng)的影響，既關(guān)系到前級(jí)的傳動(dòng)噪音，也關(guān)系到后面的大應(yīng)力所帶來(lái)的低頻振動(dòng)的影響。
前級(jí)的震動(dòng)，既有齒輪的嚙合振動(dòng)，也有轉(zhuǎn)子（輪軸系統(tǒng)）的不平衡振動(dòng)。低速級(jí)，大的輸出應(yīng)力情況下，如果箱體剛度不夠或者結(jié)構(gòu)不合理。整的系統(tǒng)也會(huì)有低頻振動(dòng)。
7 A' A. |, S, o( a這些東西，就是所謂的模態(tài)理論。聽(tīng)起來(lái)不難，做起來(lái)很復(fù)雜。比如轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)。定軸和轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)一樣嗎？有不少人回答是，但是我推出來(lái)不是。我想應(yīng)該有這方面的資料，只是我沒(méi)有時(shí)間去看，年末了。
6 C' j6 G* B7 q* n就一個(gè)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)來(lái)說(shuō)，不但牽涉到系統(tǒng)剛度，還有陀螺效應(yīng)等問(wèn)題。
2 [" s! @* d- |' E0 b7 O5 W* X算了，不啰嗦了，還需打好基礎(chǔ)才能胸有成竹。

frazil

frazil 發(fā)表于 2012-1-8 20:14
感謝老鷹，終于準(zhǔn)備開(kāi)這個(gè)版塊了。振動(dòng)問(wèn)題主要是從振動(dòng)源和減少震動(dòng)傳播的角度考慮的。舉一個(gè)例子吧，拿一 ...

8 j; s: r, {9 [4 J9 {1 _, }6 N4 V講一個(gè)簡(jiǎn)單的例子吧。如有錯(cuò)誤，希望大家拍磚把我拍醒
/ r& P; D4 j3 m5 G: l2 J+ Q前一段時(shí)間做一個(gè)小減速器（我只參與分析，東西不是我設(shè)計(jì)的），我不是專(zhuān)業(yè)做減速器人士，就是半路出家的和尚，而且還是臨時(shí)出家可能還俗的。
+ B. Z0 k0 Q7 A由于減速器的特殊結(jié)構(gòu)，要用到細(xì)長(zhǎng)軸。第一次用的方案是動(dòng)軸，也就是軸和輪子一起轉(zhuǎn)，結(jié)果振動(dòng)很厲害。后來(lái)決定換成定軸。振動(dòng)雖然還有，但是一在允許范圍內(nèi)，相對(duì)于前者方案，效果很好。
這里就是我上個(gè)帖子所說(shuō)的，定軸和動(dòng)軸是有區(qū)別的。定軸的質(zhì)量偏心相對(duì)于周的偏轉(zhuǎn)是周期性的（可以自己推到一邊轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的平衡條件就會(huì)明白），有自動(dòng)定心作用。動(dòng)軸，就只有陀螺效應(yīng)了讓其自動(dòng)定心了。
6 v4 Q0 c+ K4 @; _  d我是根據(jù)自己的推導(dǎo)來(lái)說(shuō)的，和我們解決問(wèn)題的結(jié)果一致，由于沒(méi)有時(shí)間求證理論的正確性，所以建議大家拍磚，不要產(chǎn)生誤導(dǎo)。
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JASON.FANG

學(xué)習(xí)了，這個(gè)確實(shí)是一個(gè)新的課題。。

LIAOYAO

去年初就開(kāi)始自制沖壓機(jī)的減震器，屬于彈簧粘滯阻尼減震器，已在車(chē)間使用10個(gè)月，有拍錄像，社區(qū)里只有彭老師有看過(guò)。這是屬于高速?zèng)_壓機(jī)用的，測(cè)試的沖壓速度150~960次/分。這是山寨日本產(chǎn)品的減震器，可以達(dá)到和日本產(chǎn)品同等的減震效果。
沖壓機(jī)+模具重量在14噸多。
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去年12月再自制低高度的彈簧橡膠阻尼減震器，總高度只有56mm，試驗(yàn)時(shí)該機(jī)以極速130次/分和80~100次/分驗(yàn)收。可以在減震器邊用手觸地感覺(jué)，在無(wú)其他沖壓機(jī)開(kāi)動(dòng)的環(huán)境干擾情況下，有微晃動(dòng)，離距在50cm以上就幾乎無(wú)感。沖壓機(jī)+模具重量在11噸左右。

目前在市面上無(wú)同類(lèi)型產(chǎn)品，完全可以符合通過(guò)新型（或發(fā)明）專(zhuān)利的申請(qǐng)條件。
附照片參考。

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LIAOYAO

也有自制的消聲器，用于中高壓鼓風(fēng)機(jī)的排氣消音，可以降低近10個(gè)分貝噪音。目前沒(méi)有拍照(實(shí)物太單調(diào)，沒(méi)有可看性{:soso_e113:})，圓直柱的外形，內(nèi)部為網(wǎng)篩板管+耐燃性消音材，外部為鐵板卷圓的圓管。

消聲器裝置于照片中的排氣管，現(xiàn)有市販品商未見(jiàn)有加裝消聲器。
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flyingrose66

振動(dòng)與噪聲是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的學(xué)科。與設(shè)計(jì)有關(guān)，但在工程實(shí)踐中，安裝不到位也會(huì)引起振動(dòng)與噪聲，這就需要現(xiàn)場(chǎng)判斷了。