振動與噪聲專題，大家參與

choeyee

在旋轉機械中，噪音主要來自兩方面：1、流體運動。2、轉子、軸承、支撐系統的振動。噪音作為上述兩方面的結果，單就保護環境和人員健康來說，采用屏蔽措施是最易用的手段。而噪音和振動本身還可以作為監測設備運行狀況的參數。通過聽針可以監聽轉子和靜子部件有無摩擦，噪音的突變往往是設備運行工況變化的反應，比如喘振、倒泵等。 旋轉機械的故障多數和振動有關，而且振動信號能夠更迅速、更直接（振動值超標可以直接作為設備的聯鎖信號）的反映機械設備的運行狀態，所以在透平設備監測上，多是把振動作為參數的。

目前最常采用軸承振動評定和軸振動值評定。評定參數可用振動振幅（位移、速度或加速度）和振動烈度（即均方根值，它代表了振動能量的大小）來表示。標準有：GB/T 11348.2—1997，ISO 7919-2:1996等。API684中也有關于振動的要求。

此外，相位、轉速、軸瓦溫度等參數也需要一并監測。
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噪音主要是加以屏蔽。對于振動，則必須在設計階段就開始考慮：

1、轉子、支承系統的臨界轉速。簡單說就是要求的轉子從低剛度支承直到剛性支承下的臨界轉速關于剛度的圖譜。轉子支承系統的基本模型是單自由度自由振動模型：

                                         【質量矩陣】·加速度+【粘性阻尼矩陣】·速度+【剛度矩陣】·位移=0

說白了就是受力平衡。

2、轉子在臨界轉速下的不平衡響應。

3、轉子的轉速-對數衰減率圖譜。保證不平衡響應造成的振動在可接受的時間內衰減至可接受的水平。

4、轉子的振型（轉子在任一臨界轉速下振動時的彈性線）。工作中，轉子在任一轉速下運轉時，其彈性線將是由許多階的主振型曲線成分迭加而成，這些主振型成分我們稱為主振型分量。所以當我們設計的轉子是工作在n階臨界轉速時，就必須計算其1-n+1階臨界轉速下的振型。轉子各階主振型之間具有正交性，這是是高速動平衡的理論基礎。

5、后續的扭振和軸系振動計算。準確說，軸系的臨界轉速才是真正的臨界轉速。

對于高速轉子，還要考慮支承阻尼（滑動軸承油膜剛度、支座靜剛度、支座參振質量的函數）與轉速的關系從而避開一個必然會出現臨界轉速的轉速區間，或者通過改變滑動軸承油膜剛度、支座靜剛度移動這個區間。
在這部分內容之前有轉子的靜力計算、軸承計算。
$ e0 P( D/ g3 H5 m3 ]上述內容之間又有交叉的部分，比如油膜的半速渦動和動力學失穩特性。
和振動有關的故障主要有：不平衡、不對中、滑動軸承的半速渦動和油膜振蕩、動靜摩擦。這時候，頻譜分析（用的還是振動，由于有流體的噪音，所以噪音的頻譜就派不上用場了）就派上用場了。
) f5 m/ S9 t3 |5 }! X2 ]# K' w不平衡振動的頻率主要集中在1X工頻，油膜振蕩主頻在0.46工頻附近、動靜摩擦頻譜分布寬，還帶高頻成分...當然，還有結合相位來看。
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耶穌愛子

choeyee 發表于 2012-1-8 17:50
在旋轉機械中，噪音主要來自兩方面：1、流體運動。2、轉子、軸承、支撐系統的振動。噪音作為上述兩方面的結 ...

6 G9 g9 ^/ t1 g6 P9 J. M% d“在透平設備監測上 ”中的“透平”是什么意思？

小白菜

% O: |2 l7 Y, m3 c1 @( p$ G說一個本人自認為經典的案例，07年左右到山東濟寧本司（以前的公司）的現場，18臺設備都有較大的振動，當時公司也是束手無策，把矛盾都集中在主電機（實際不這么叫）上，我和一個電氣調試的小伙子到的現玚，所有的設備測試一遍，振動的特性一致，經頻譜分析在16-18HZ頻段的振動能量最大，相當于接近共振，是一個共性問題，又查了相關的變頻品的驅動參數后，讓隨行的電氣調試的小伙子調高變頻器的載波頻率4K調到8K，振動變強，再調到2K，振幅其本與其它頻率的頻率相近，共振動消除。
當然，電機也發出了嘯叫，后經相關參數的調整，嘯叫基本消除，所有設備同樣處理有效，吃完濟寧的甏肉就返程了。
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6 w0 F7 x" E- C5 X# I/ F0 Q遺憾的是后來所有的電機還是都換了，但就不是技術的原因了，也就不講了。

小白菜

4 s; G% R" h) p- E  v  A
4 Z  x3 S; j7 j! j; q2 c                  再說一個，也是以前公司的，2004年的事，公司內部的一設備振動異常大，來來去去上了幾個高手沒解決，為這事，公司的兩個老總被董事長罵得狗血噴頭，限一個月解決，中間的很多故事不講了，最后輪到兄弟的頭上，那時兄弟在該司還是新人，老總也是沒辦法，死馬當活馬醫了，兄弟著手做了幾個實驗和測試，發現是主機座設計的支承點受力不平衡及減振器選用不合理造成，重新設計主機座，更換合適的減振器后，問題解決，從這以后，公司里的設計員在進行機座設計時才知道計算機座的支承點受力平衡問題，事后人事經理悄悄的塞給了兄弟一個信封。

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frazil

8 ^4 q+ L9 `& O9 c3 w感謝老鷹，終于準備開這個版塊了。振動問題主要是從振動源和減少震動傳播的角度考慮的。舉一個例子吧，拿一個減速器來說，高速及齒輪的傳動會有嚙合噪音，低速級的輸出，會有應力振動。要降低振動的影響，既關系到前級的傳動噪音，也關系到后面的大應力所帶來的低頻振動的影響。
前級的震動，既有齒輪的嚙合振動，也有轉子（輪軸系統）的不平衡振動。低速級，大的輸出應力情況下，如果箱體剛度不夠或者結構不合理。整的系統也會有低頻振動。
$ q0 K' k2 u8 a! r+ ^這些東西，就是所謂的模態理論。聽起來不難，做起來很復雜。比如轉子動力學。定軸和轉軸的振動一樣嗎？有不少人回答是，但是我推出來不是。我想應該有這方面的資料，只是我沒有時間去看，年末了。
就一個轉子動力學來說，不但牽涉到系統剛度，還有陀螺效應等問題。
1 f. \: Z! C9 G/ O& {算了，不啰嗦了，還需打好基礎才能胸有成竹。
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frazil

frazil 發表于 2012-1-8 20:14
5 E+ t; v6 ?/ r感謝老鷹，終于準備開這個版塊了。振動問題主要是從振動源和減少震動傳播的角度考慮的。舉一個例子吧，拿一 ...

講一個簡單的例子吧。如有錯誤，希望大家拍磚把我拍醒
前一段時間做一個小減速器（我只參與分析，東西不是我設計的），我不是專業做減速器人士，就是半路出家的和尚，而且還是臨時出家可能還俗的。
由于減速器的特殊結構，要用到細長軸。第一次用的方案是動軸，也就是軸和輪子一起轉，結果振動很厲害。后來決定換成定軸。振動雖然還有，但是一在允許范圍內，相對于前者方案，效果很好。
這里就是我上個帖子所說的，定軸和動軸是有區別的。定軸的質量偏心相對于周的偏轉是周期性的（可以自己推到一邊轉子動力學的平衡條件就會明白），有自動定心作用。動軸，就只有陀螺效應了讓其自動定心了。
我是根據自己的推導來說的，和我們解決問題的結果一致，由于沒有時間求證理論的正確性，所以建議大家拍磚，不要產生誤導。

JASON.FANG

學習了，這個確實是一個新的課題。。

LIAOYAO

去年初就開始自制沖壓機的減震器，屬于彈簧粘滯阻尼減震器，已在車間使用10個月，有拍錄像，社區里只有彭老師有看過。這是屬于高速沖壓機用的，測試的沖壓速度150~960次/分。這是山寨日本產品的減震器，可以達到和日本產品同等的減震效果。
沖壓機+模具重量在14噸多。

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7 g  \, B; z3 ~. m( O+ _- ~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，試驗時該機以極速130次/分和80~100次/分驗收。可以在減震器邊用手觸地感覺，在無其他沖壓機開動的環境干擾情況下，有微晃動，離距在50cm以上就幾乎無感。沖壓機+模具重量在11噸左右。

( ]0 f: s$ [  G" V目前在市面上無同類型產品，完全可以符合通過新型（或發明）專利的申請條件。
附照片參考。

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LIAOYAO

也有自制的消聲器，用于中高壓鼓風機的排氣消音，可以降低近10個分貝噪音。目前沒有拍照(實物太單調，沒有可看性{:soso_e113:})，圓直柱的外形，內部為網篩板管+耐燃性消音材，外部為鐵板卷圓的圓管。
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" t! P3 n" A% U  k# ?消聲器裝置于照片中的排氣管，現有市販品商未見有加裝消聲器。

  

flyingrose66

振動與噪聲是一個專門的學科。與設計有關，但在工程實踐中，安裝不到位也會引起振動與噪聲，這就需要現場判斷了。