[发明专利]基础耦合振动振型分解测试方法

说明书

技术领域

本发明是一种基础耦合振动振型分解测试方法，属于振动测试分析技术领域。

背景技术

在动力机器中，由于运动的方式不同，机器各部件所产生的不平衡惯性力作用下，机器基础的振动状况就变得十分复杂。但任何复杂的复合振动，都可由四种最基本的振动类型合成；它们是垂直振动、水平振动、摇摆振动和扭转振动。例如垂直冲击作用的锻锤，由于基础设计不当或设备安装不准，使垂直冲击力没通过基础重心，则锻锤基础不仅产生垂直方向的振动，还将引起基础的摇摆振动；而曲柄连杆机构组成的卧式压缩机基础，水平扰力将使基础产生水平回转耦合振动。为了了解基础结构各部位的振动响应，通常是测定基础上某点x、y、z三分量振动信号，然后送入动态数据采集分析仪处理，得到X、Y、Z方向各阶自振频率和振型。这种基础振动测试分析方法，只能实测到耦合振动的复合波形，得到基础某扰力作用点的转速-振幅曲线，对评价基础振幅值是否满足规范设计要求有用的。但是从耦合振动信号基础上得到的转速-振幅曲线，对其进行频谱分析得到的是耦合振动的自振频率和振型，不是单纯垂直或水平方向振动的自振频率和振型，如测垂直振动位移时，会把摇摆振动引起的垂直位移分量迭加上去，使实测到的不是单纯的垂直振动。同样在测水平振动时，也会把回转振动的水平分量迭加上去，得到的耦合振动幅值。可见常规的测试方法得不到机器基础某一方向的真实自振频率和振型，它分不清楚各种振型所占的比重。在计算汽机基础振幅曲线中，对其峰值的分布进行调整就产生困难。所以研究基础的频率和振型对于掌握基础的动力特性，选择合理的结构形式具有重要意义。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的问题而设计提供了一种基础耦合振动振型分解测试方法，其目的是从动力机器基础耦合振动中提取单纯垂直振动和水平振动的自振频率和振型，为动力机器基础设计和动力分析提供依据。

本发明的目的是通过以下措施来实现的：

该种基础耦合振动振型分解测试方法，包括垂直振动测试、水平振动测试、摇摆振动测试和扭转振动测试四个过程，由传感器输出的振型信号，经动态数据采集分析仪采集、变换、分析处理输出，其特征在于：

(1)在基础垂直振动和水平振动测试中，为了在垂直偏心扰力作用下只测到基础的纯垂直振动幅值，而不使基础摇摆振动的垂直分量进入到输入信号中来，采用正向组合传感器，将两个传感器等距对称安装在基础测点的两端，正向组合传感器是由两个相同的垂直或水平传感器组成，分别用于基础垂直振动和水平振动测试中，把一个传感器的“-”极与另一个传感器的“+”极连接，其“+”极另一个传感器的“-”极作为正向组合传感器的输出端；这样基础振动时，因摇摆振动的垂直分量两端相位相反，互相抵消，组合传感器输出的是单纯的垂直振动幅值的两倍。而当采用反向串联组合传感器时，纯垂直振动幅值为零；输出的是摇摆振动垂直分量幅值的两倍。

(2)在基础摇摆振动和扭转振动测试中，采用反向组合传感器，将两个传感器等距对称安装在基础测点的两端，反向组合传感器是由两个相同的垂直或水平传感器组成，分别用于基础摇摆振动和扭转振动测试中，把一个传感器的“-”极与另一个传感器的“-”极连接，其“+”极另一个传感器的“+”极作为反向组合传感器的输出端。与上同理，这样基础振动时，可得纯水平振动信号幅值的两倍；反向串联组合时，可得到摇摆振动水平分量的两倍。采用不同组合传感器的形式，得到基础相应的纯振动转速-幅值时域曲线。

上述技术方案中，所用传感器和动态数据采集分析仪必须经计量检定合格后，方可采用。

正向、反向组合传感器均由两个传感器组成，每组传感器必须为同一型号，其固有频率、频相特性、灵敏度、阻尼等技术性能指标一致性好。

由组合传感器输出的单纯振型信号，经动态数据采集分析仪采集变换分蘖节析处理输出，可以得到单纯的垂直振动、水平振动等时域曲线，经频谱分析后可以得到基础某一振动方向单纯的各阶自振频率及振型。

附图说明

图1是本发明技术方案正向组合传感器的连接示意图

图2是本发明技术方案反向组合传感器的连接示意图

图3常规垂直振动试验A～f曲线

图4组合垂直振动试验A～f曲线

图5组合水平振动试验A～f曲线

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

实施例