導語：如何才能寫好一篇機械振動，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關 鍵 詞：機械振動；振動控制；動力吸振；二自由度；

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：

0 前言

在現代機械設計中，除了要考慮強度、剛性等靜態性能外，還必須考慮到機械在動態載荷作用下的動態性能問題。特別是隨著對節能環保性能要求的提高，輕量化設計尤其顯得重要，過去的那種偏于厚重的剛性結構設計正在向節能省料的輕薄的柔性結構設計轉變。但是輕量化往往會帶來更多的振動噪聲等問題，從而對產品的使用性能和市場競爭性能帶來不利的影響。振動的強弱用振動量來衡量，振動量可以是振動體的位移、速度或加速度。振動量如果超過允許范圍，機械設備將產生較大的動載荷和噪聲，從而影響其工作性能和使用壽命，嚴重時會導致零、部件的早期失效。例如，透平葉片因振動而產生的斷裂，可以引起嚴重事故。由于現代機械結構日益復雜，運動速度日益提高，振動的危害更為突出。反之，利用振動原理工作的機械設備，則應能產生預期的振動。振動是一種常見的自然現象，一些有害的振動給人們的生產和生活帶來了許多麻煩和危險。隨著科學技術的日益進步,人們對安全和舒適度的要求越來越高，這對減振技術提出了更高的要求。

1 振動控制技術

從機理來講，振動控制主要有以下三大類技術：降低共振振幅的阻尼技術、切斷振動傳遞的隔振技術和應用動力吸振的吸振技術。而在每種技術中，又可以從有無外部能源供給的角度，分類為被動控制的方法和主動控制的方法。

作為事后對策，阻尼技術是減振降噪的有效方法。由于一般金屬材料的內部阻尼非常小，對其表面進行阻尼處理，可以提高整個結構的阻尼系數。常用的阻尼處理方法是在金屬表面粘彈性材料，這種方法稱為自由阻尼層處理。當振動時，粘彈性材料發生彎曲變形，由材料內部的摩擦作用把一部分振動能量轉化為熱能消耗掉。

隔振措施主要是為了切斷振動能量的傳播途徑。精密儀器的隔震臺就是為了不讓周圍環境的振動傳到儀器上來。相反，發動機的橡膠坐墊則是不讓發動機的振動傳到車身上去。

動力吸振器也是常用的吸振控制方法。在原有系統上安裝一個由質量-彈簧-阻尼元件組成的附加振動系統（子系統），適當的調節子系統的固有頻率及其阻尼特性，可以大大降低原來系統在頻率處的振動。這種把原有系統的振動能量轉換到子系統中并消耗掉的吸振手段是控制單頻或窄帶振動的有效方法。

2 二自由度振動模型研究

動力吸振器是一個安裝在主振動系統上的子振動系統。通過適當地調節子系統的振動特性，把主系統的振動能量轉移到子系統上，并消耗在其中的阻尼環節上。圖1為常用的研究動力吸振器的二自由度振動模型。其中作為振動控制對象的主系統由質量和彈簧組成，其固有振動角頻率為。為簡單起見，在此不考慮主系統的阻尼。動力吸振器是由質量、彈簧以及阻尼所組成的一個附加的振動系統，通常，其固有振動角頻率為。

二自由度系統的振動由以下運動方程決定

考慮簡諧激勵力的情況，，則相應可以表示為

可以推導出：

應用的關系，可以推導出主振動系的振幅為

上式中各項除以，并引入以下各項：質量比，阻尼比，靜變形，強迫振動頻率比：，固有頻率比，整理可得

上式即為動力吸振器作用下的主振動系的振幅頻率。在給定質量比和固有頻率比的情況下，就可以算出振幅。

3 結論

當阻尼無限大時，相當于動力吸振器被固定在主振動系上，從而變成一個無阻尼單自由度系統的振動，共振振幅為無限大；當阻尼為0時，動力吸振器的作用是把原系統的共振頻率分解為兩個新的共振頻率，振幅仍為無限大。在之間，必然存在一個最優阻尼值。

參考文獻：

張洪田，劉志剛. 動力吸振技術的現狀與發展[J]. 噪聲與振動控制,1996.6

劉耀宗，郁殿龍，趙宏剛，溫熙森. 被動式動力吸振技術研究進展[J]. 機械工程學報，2007.3.

王彥琴，盛美萍，孫進才. 多自由度主系統多模態動力吸振的優化設計[J]. 振動與沖擊，2004.12.

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關鍵詞：軋鋼機械；振動故障；故障診斷

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.006

0 引言

軋鋼機械的振動故障對軋鋼機械的正常安全運轉有著基礎性的影響。在實際的工作中，現在較為普遍的故障診斷方法通常是在軋鋼機械設備中安置檢測和監控系統，通過及時發現和定位振動頻率及幅度來判斷振動故障所在，并通過振動數據的采集、頻譜的分析來發現軋鋼機械振動故障的規律，制定一系列對應的判斷標準，從而指導軋鋼機械的安全生產。

1 軋鋼機械振動故障的判斷標準

在正式進行軋鋼機械振動故障診斷時，要依據一定的故障判斷標準，在具體的軋鋼機械維護和管理中，一般引入定性和定量的方法對軋鋼機械振動故障進行準確判斷。目前判斷軋鋼機械的故障標準一般有三種，即故障類比評判標準、故障相對判斷標準及故障定量判斷標準[1]。引起軋鋼機械振動故障的原因很多，要想對其進行準確的判斷還較為困難，通常情況下，影響軋鋼機械振動故障判斷的原因有以下幾種：一是機械工況的變化；二是機械實際的運行速度；三是故障類型；四是故障檢測傳感器安裝設置。因此，要實現對故障的科學診斷是很困難的，在實際的故障判斷中除了參考一些量化標準，還要對一些相對指標進行判斷。因此，當前對軋鋼機械振動故障的判斷標準還引入了數據采集、頻譜分析等方法，不僅提高了軋鋼機械振動故障判斷標準的有效性，還提升了軋鋼機械振動故障判斷標準的可行性。

2 軋鋼機械振動故障的診斷流程

在具體的軋鋼機械振動故障診斷中，一般遵循以下流程：軋鋼機械振動故障檢測開始確定要被檢測的對象及其對應的基準頻率（正常參數）選擇軋鋼機械振動故障檢測內容明確軋鋼機械振動故障的檢測任務對軋鋼機械故障進行現場檢測回收軋鋼機械振動故障的檢測數據對軋鋼機械振動故障數據信息進行特征分析，形成數據報告查看數據是否異常，作出軋鋼機械振動的故障判斷[2]。

3 故障特征數據的采集

在診斷軋鋼機械振動故障過程中，故障特征數據的采集是技術人員進行故障正確判斷的關鍵步驟。對軋鋼機械振動故障數據采集的多少直接影響著故障診斷的準確性。故障數據采集得越多，就越有利于軋鋼機械振動故障的診斷，但考慮到傅里葉運行時交換時間會隨著數據長度的增加呈現成倍增長趨勢，這將增加數據的儲存空間，而軋鋼機械由于轉速低，不能滿足這樣的需求，所以在數據采集上一般采用2048為采集長度較為合適，這樣可以覆蓋不同故障的發生頻率成分。對軋鋼機械振動故障數據的采集通常由鍵相信號觸發，一般將鍵相信號分為自動鍵相和手工鍵相。在安裝有轉速鍵相主軸情況下，通常采用自動鍵相，采取周期采樣的數據采集方式，采樣的數據長度為2048點，這樣可以消除數據失真的“旁瓣”效應，得到1～1024倍軸頻的分析范圍。在沒有安裝轉速鍵相的情況下，采用的是人工鍵相，人工設置振動采集板的采樣頻率，利用信號分析技術得出故障頻率，頻率分析的上限和下限都跟隨人工設置的采樣頻率而變，例如鍵相每轉256點，連續轉8轉，則數據采集長度為2048點，1/8～128倍軸頻就是得出的頻率分析范圍；再例如鍵相轉速為10Hz，每轉采樣的數據長度為2048點，那么0～10230Hz就為分析頻率范圍[3]。對已經采集到的數據，系統會將它們按照一定的格式存儲在數據庫中，將以小時計數的數據到一周、一月甚至一年計數的數據和其他諸如事故數據及原始比較數據一起儲存在數據庫中，以便為后續的振動故障分析和診斷工作提供數據參考依據。

4 故障數據的分析處理

在對軋鋼機械振動故障判斷標準和特征數據有了進一步的了解后，緊接著數據采集工作的是對軋鋼機械振動故障進行數據分析和處理。首先是對動態監測軸承受的磨損程度進行分析，采用渦流傳感器持續測量探頭體與旋轉軸之間的縫隙變化，發現軸承因磨損發生的圓度變化完成振動早期診斷。其次是對軋鋼機械轉速的檢測，利用渦流傳感器中的鍵相同步探頭于不同時刻對數據采樣，計算出正確頻率后，通過對采樣頻率、波形及振幅的頻譜分析，對頻譜分析作出相應判斷。最后是集中進行對軋鋼加些振動故障特征數據的綜合分析和處理，利用加速傳感器和位移傳感器對故障數據進行分析后，進一步明確軋鋼機械振動故障信息來源，提高發現故障的能力，提早發現軋鋼機械振動的故障。通過對采集的數據進行分析和對比，自動判斷出軋鋼機械的實時工作狀態，還可將采集的振動故障數據置于波形的中央位置，有效避免因為軋鋼機械沖擊而導致的數據采集不完整和頻譜特征數據缺失可比性的現象。

5 故障診斷

在對軋鋼機械振動特性科學分析的基礎上，通過對振動故障的采集和分析，有利于對軋鋼機械運行中的具體故障進行診斷。由動態控制軸承的運轉能力、耐磨性、軸承轉速及振動特性輸出頻率等方面引起的問題常常是軋鋼機械振動故障原因。根據這些故障特點，我們可以更好實現加速傳感器及位移傳感器的使用和配合，兩者互補，也有利于進一步拓寬收集頻率的范圍，更及時和準確地發現振動故障，從而更迅速地解決故障問題。

6 結語

綜上所述，對軋鋼機械振動故障分析和診斷是一項極其復雜的工作，在實際工作中，除了遵循一般的故障判斷標準，準確的采集特征數據，還需要對采集的數據進行科學的分析，從而找出軋鋼機械振動故障發生的根源。在故障診斷過程中，技術與經驗同等重要，對于實際操作的技術人員來說，軋鋼機械振動故障診斷務必形成一種固有的機制，掌握故障診斷方法，從而保證軋鋼機械的安全生產。本文對軋鋼機械振動故障的診斷方法作出了相應探討，希望對讀者在研究軋鋼機械振動故障診斷方面有所幫助。

參考文獻：

[1]趙志勇.軋鋼機械振動故障的診斷探究[J].河南科技，2014（01）：101-102.

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關鍵詞 轉動機械；振動；判斷；處理

中圖分類號 TK228 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)062-0135-01

小型轉動機械在目前的工業上應用十分的廣泛，例如火電廠里的風機、磨煤機、排粉機和水（汽）泵等等?。在日常的生產中，這些機械經常會因為振動而無法正常生產或者造成設備損壞，但是振動的原因卻是繁復冗雜。加強對這些機械振動的判斷，可以防止一些故障的發生，對工業的發展具有十分重要的作用。

1 關于振動的一些基本理論知識

振動，從物理學的角度來看，就是說物體處于往復運動的狀態。可以根據不同的角度把振動分為不同的類型，對比分析如表1所示。

2 小型轉動機械出現振動的原因

轉動機械出現不正常的振動有多方面的原因，根據通常的實踐生產探索可以發現，其中振動原因可以歸結為以下幾點：

1）由于轉子軸或者是葉輪的變形或者是磨損，或者是轉子的一些構成部件出現松動現象，這統一可以歸納為轉子不平衡。

2）由于制造上的一些問題，例如聯軸器的損傷或者是在加工、安裝的過程中出現較大的誤差，最終導致聯軸器對中不良現象的發生。

3）新安裝的軸承系統出現間隙過大、或者是損傷還有可能是系統出現問題，最終造成軸承系統出現故障。

4）轉動機械中那些轉動部件和非轉動部件之間的摩擦、共振現象的發生。

5）轉動機械中的一些部件的剛性太差。

6）轉動機械在工作中會出現發熱現象，最終造成轉動部件出現熱膨脹的問題，導致沒有多余的地方。

3 小型轉動機械振動的判斷及處理方法

3.1 關于小型轉動機械的一些振動判斷方法

一些小型轉動機械振動判斷方法可以通過查看它們的軸承箱或者機殼，如果在這上面看不出來問題，則可以通過它們上面安裝的測溫度的設備來判斷；也可以通過轉動機械在工作時機械內部的音質來判斷，看是否有異音或者是音量不正常的現象出現；還可以通過感受設備的振動狀況來判斷。如果發現異常，就利用振動儀表來測量振動是否超標。

下表分別為國家電力行業軸承振動烈度和振動振幅的標準：

3.2 關于小型轉動機械的一些振動的處理方法

1）對于振動的問題出現在制造方面，如果簡單就可以直接處理，如果問題嚴重就返廠處理。

2）對于一些部件的損壞，直接更換部件。

3）關于風機的喘振問題，可以調整偏離其不平衡區域[3]。

4）關于轉子、聯軸器及設備基礎上的一些問題，可以查看中心及一些部件是否松動（，然后）需擰緊。

5）如果是由于旋轉部件磨損造成振動，可以通過作動、靜平衡試驗校驗。

3.3 關于小型轉動機械的一些振動問題的具體處理實例

實例1：有三臺煙塵風機在工作的過程中，振動一直都是居高不下的，但是經過檢查后，各個方面都沒有問題。最終經過測振分析儀檢測后，發現是由于三臺風機處在同一水平面上，同時頻率相近以至于達到共振現象。后把三臺風機呈三角形在其三個頂點處安裝，并且安裝補償器，最終三臺風機正常工作。

實例2：某一陽極爐的排煙風機一直都是故障頻繁。檢查后發現是由于機器在工作和靜止時溫差很大，這樣軸承的游隙偏小，造成磨損，導致溫度上升，振動增大。后一方面更換大的游隙軸承，另一方面改變油的使用量。最終正常工作[4]。

4 小結

由于小型轉動機械工作時一直都是處在一個振動的狀態中，所以它在振動方面的故障可能會更多一點，我們要加強注意和觀察，同時對于故障原因的查找，對于比較復雜的情況，要注意聯系多方面的因素進行綜合的分析，結合電學、力學、運動學的知識，快速準確的找到問題，解決故障。

參考文獻

[1]鄒榮彪.鍋爐風機振動故障要因分析[J].天然氣化工,2010,35(1).

[2]中華人民共和國電力行業標準DL5011-92.

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1 振動位移與物移

[TP12GW173。TIF，Y#]

例1 如圖1所示，一彈簧振子在一條直線上做簡諧運動，第一次先后經過M、N兩點時速度v（v≠0）相同，那么，下列說法正確的是

A。振子在M、N兩點受回復力相同

B。振子在M、N兩點對平衡位置的位移相同

C。振子在M、N兩點加速度大小相等

D。從M點到N點，振子先做勻加速運動，后做勻減速運動

解析 若彈簧振子的v方向O到N，或N到O，振動位移x[LL]都是從平衡位置作為起點，x的方向向右，若彈簧振子的v方向O到M，或M到O，x的方向向左，回復力、位移都是矢量，M、N兩點x方向不同，A、B錯，M到N點，x隨時間變，回復力為變量，D錯，正確答案C。

例2 如圖2所示是一做簡諧運動的物體的振動圖象，下列說法正確的是

[TP12GW174。TIF，Y#]

A。振動周期是2×10-2 s

B。第2個10-2 s內物體的位移是-10 cm

C。物體的振動頻率為25 Hz

D。物體的振幅是10 cm

解析 由圖知：振動周期是4×10-2 s，A錯，振動頻率為25 Hz，C正確，物體的振幅是10 cm，D正確，第2個10-2 s內物

解析 （1）設小球C與劈A分離時速度大小為v0，此時劈A速度大小為vA。

小球C運動到劈A最低點的過程中，規定向右為正方向，由水平方向動量守恒、機械能守恒有

[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向左勻速運動。

（2）小球C與B發生正碰后速度分別為vC和vB，規定向右為正方向，由動量守恒得mv0=mvC+MvB，

機械能不損失有 [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）]

負號說明小球C最后向左運動。

物塊B減速至停止時，運動時間設為t，由動量定理有

[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 （與圖象結合）質量為m1=1 kg和m2（未知）的兩個物體在光滑的水平面上正碰，碰撞時間不計，其x-t（位移-時間）圖象如圖3所示，試通過計算回答下列問題：

（1）m2等于多少？（2）碰撞過程是彈性碰撞還是非彈性碰撞？

解析 （1）碰撞前m2是靜止的，m1的速度為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。

根據動量守恒定律有

m1v1=m1v1[KG-*2]′+m2v2[KG-*2]′，

[HJ1。6mm]

解得[JZ]m2=3 kg。

（2）碰撞前系統總動能

[JZ]Ek=Ek1+Ek2=8 J。

碰撞后系統總動能

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

碰撞前后系統總動能相等，因而該碰撞是彈性碰撞。

答案 （1）3 kg （2）彈性碰撞

例4 （平拋運動結合）如圖4所示，水平地面上固定有高為h的平臺，臺面上有固定的光滑坡道，坡道頂端距臺面高也為h，坡道底端與臺面相切。小球A從坡道頂端由靜止開始滑下，到達水平光滑的臺面后與靜止在臺面上的小球B發生碰撞，[TP12GW121。TIF，Y#]并粘在一起，共同沿臺面滑行并從臺面邊緣飛出，落地點與飛出點的水平距離恰好為臺高的一半。兩小球均可視為質點，忽略空氣阻力，重力加速度為g。求：

（1）小球A剛滑至水平臺面的速度vA；

（2）A、B兩小球的質量之比mA∶mB。

解析 （1）小球從坡道頂端滑至水平臺面的過程中，

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

解得[JZ]vA=[KF（]2gh[KF）]。

（2）設兩球碰撞后共同的速度為v，由動量守恒定律得

[JZ]mAvA=（mA+mB）v，

粘在一起的兩小球飛出臺面后做平拋運動，設運動的時間為t，由平拋運動規律，在豎直方向上有

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

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1.1臨床資料    

選取我院2014年9月至2015年9月收治的重癥肺炎患兒72例，根據人院先后順序分為:(1)對照組(n=36):男21例，女15例，年齡2個月一3歲，平均(1.23士0.8)歲;(2)觀察組(n=36):男22例，女14例，年齡1個月一2.8歲，平均(1.22士0.6 )歲。2組患兒年齡、性別等一般資料無統計學差異((P>0.05 )，具有可比性。    

納人標準:所有病例均為重癥肺炎，達到1992年美國胸科學會和歐洲危重病學會推薦ALI診斷標準，單純應用吸氧或無創輔助通氣(CPAP輔助通氣)不能緩解呼吸困難，需應用氣管插管機械通氣治療且機械通氣時間)48 h。嚴重心臟基礎病變、神經源性呼吸衰竭、免疫力低下引起肺炎而導致呼吸衰竭、手術麻醉需機械通氣的病例未納人本研究。

1.2干預方法    

2組患兒均予以常規的抗感染、化痰、止咳、平喘等對癥支持治療。對照組在此基礎上由PICU工作3年以上責任護士采用翻身、引流及傳統的人工叩背排痰，五指并攏，掌呈凹狀，用腕關節的力量，從肺底自下而上，有節律地叩擊背部，護理人員需要依據患兒自身的機體情況掌握力量，以患兒能承受為宜，頻率5060次/min。觀察組以機械振動排痰機(PTJ-5000多頻振動排痰機)代替叩背，同樣由PICU工作3年以上責任護士進行操作，包括對患兒進行查體，分析疾病情況、身體狀況以及耐受程度，針對性地進行叩擊治療。患兒采取側臥位，接通機器電源，選擇較低的頻率進行治療，使用一次性叩擊頭，護理人員一手拿叩擊頭，另一手引導叩擊頭，輕加壓力，由外向內、從下至上地對患兒的肺部進行叩擊和振動排痰。通常保持排痰10 min/次，3次//d ,于餐前或餐后2h進行。

1.3觀察指標    

責任護士遵醫囑對2組患兒每晚及晨起排痰前及排痰后0.5 h行血氣分析，觀察患兒血液酸堿度(pH)、動脈血氧分壓(Pa02)以及動脈血二氧化碳分壓(PaC 02)等指標。記錄2組患兒機械通氣治療后胸部X線檢查次數，觀察患兒胸部X線影像、機械通氣時間、胸部聽診結果改善所需時間。1.4統計學分析    采用SPSS 21.0軟件進行統計學分析，計量資料采用X士S表示，采用t檢驗進行比較，P } 0.05為差異有統計學意義。

2結果2.1    

2組患兒每晚及晨起排痰前及排痰后0.5 h血氣分析指標的比較    如表1所示，2組患兒排痰治療前血液pH值、Pa02及PaC 02無統計學差異(P>0.05 );排痰治療后，觀察組血氣分析指標則均優于對照組，差異有統計學意義(P<0.05 )。2.2       

2組患兒胸部檢查結果的比較    

如表2所示，觀察組患兒胸部X線片檢查、機械通氣時間、胸部聽診結果改善所需時間明顯低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05 )。

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【關鍵詞】分體空調器；室外機配管；振動控制；相關策略

0 前言

我國現階段空調器的發展是非常迅速的，對于現在的空調器而言，最大的故障就是空調無法制冷制熱，或者是能力不夠，這就說明室外機很有可能是系統內部的冷媒不足，配管有裂管導致泄露冷媒了。所以說空調器室外機配管機械振動的控制是非常重要的。下面，筆者針對現階段空調配管的機械振動的介紹以及相關的控制策略等作了詳細的介紹。希望能對大家有一定的幫助。

1 空調配管機械振動的簡單介紹

分體空調器室外機配管的機械振動是空調器在運行中的一個中間環節，其中配管的振動是可以影響整個機器的運轉，甚至能夠改變運行狀態。空調器室外機配管的機械振動是不可能消除的，只有更改室外機配管設計，使配管本身的固有頻率避開整機的運行頻率才能有效地控制配管的機械振動。如何更好地對現階段空調器室外機配管機械振動進行有效的控制就成了現在的主要問題。下面針對配管的機械振動產生的原因以及其中的特點跟危害作了一個簡單的介紹。

1.1 分體空調室外機配管機械振動的原因

室外機配管是指與壓縮機的排氣口與回氣口相連的部分，對配管機械振動的原因進行分析，發現配管的振動是由壓縮機以脈沖信號輸送冷媒的時候，冷媒撞擊銅管內壁所形成的，這就可見其重要性了。

在整個的空調器中，配管是冷媒的主要載體，它主要的作用就是將壓縮機，冷凝器、蒸發器等三個部件連接在一起，共同組成了空調器室外機的核心，配管就是其中起到核心以及相關的連接作用的部分。而配管的機械振動原因主要有：由于壓縮機吸、排氣的周期性，使得出口管路內的氣流發生氣流脈動。氣流脈動不僅造成連接管道上的控制儀表失靈、氣閥工況變壞、壓縮機容積效率降低。強烈的氣流脈動，使管道發生劇烈振動，輕則造成泄漏，重則由破裂而引起爆炸，造成嚴重事故。

1.2 空調配管機械振動的特點

分體空調器室外機配管的機械振動的特點非常明確。由于制冷系統內部的冷媒脈沖式壓力與壓縮機的振動都直接作用于配管上，而對于定速機壓縮機的壓縮頻率不是太高，比如對于我國50Hz的電源規格，定速壓縮機的運行頻率一般都保持在48.5Hz左右，在這個頻率段配管的固有頻率還是比較容易重疊在這個頻率階，從而導致整機共振，激發配管的振動。而對于變頻壓縮機，則由于壓縮機運行頻率可以通過電控程序調節，可以從10Hz到100Hz無極變速，這樣則大大加大了配管設計的困難程度。

1.3 空調配管機械振動的危害

分體空調器室外機配管的振動所引起的共振噪聲，一方面對于人們的生活產生了一定的影響，長期在這種噪聲環境下的人們容易睡眠不好，神經衰弱；另外的一個方面就是振動會加大空調配管機械振動的影響，配管的較大振動可能導致管路的疲勞斷裂，產生配管泄漏，整機無法運行。配管振動的控制，對降低整機的振動噪聲，以及提高相關產品的可靠性，有著重要的作用。如何更好的對現階段的機械振動進行有效的控制就是主要的任務了。

2 空調配管機械振動的控制

對于現在的空調配管機械振動的控制而言，并不是一件非常容易的事情，主要的原因有兩點，一是容易產生與其他部件之間的共振，二是對于現階段的科學技術的限制，沒有一項適合控制配管振動的技術。現階段主要采用的方法就是在配管機械振動最大的位置添加配重塊或者阻尼塊，通過改變配管本身的固有頻率來達到避開整機運行頻率的目的，從而避開共振點，減少配管振動。這樣做有一定的利處，但對于本質的問題并沒有很好的解決。更多的是沒有將根本原因、振動的源頭等問題考慮在內，這樣就直接導致了表里不一，給人一種錯覺，頭痛就治頭，腳痛就治腳。沒有從根本上、系統上分析配管振動。下面筆者就分別從減少空調配管機械振動與其他零件振動的共振，提高現有的科學技術來控制配管的機械振動等從根本上解決問題的兩個方面上，做一個簡單的介紹。

2.1 減少空調配管機械振動的方法

1）消除管系的激振力，針對不同的激振原因采取不同措施。

2）提高管路系統的結構剛度，從而提高管路系統的固有頻率，使之遠離激振頻率從而避免共振的發生，并減小管系結構的振動幅值。

3）增加管路系統結構阻尼。管道振動控制依據是否有源還是無源，又可分為主動控制與被動控制。

4）配管的固有頻率主要取決于配管的質量的大小與其分布、管道的剛度以及支撐情況等，因此要改變配管的固有頻率就需要改變配管的結構與支承的情況。

2.2 提高現有的科學技術來控制配管的機械振動

1）想提高分體空調室外機配管的可靠性，最行之有效的方法就是采用計算機輔助設計。采用三維模型設計，首先能確保配管的裝配模型與實際樣機生產的裝配狀態保持一致。這么做可以有效地提前預判配管的裝配是否正確，可以保證配管裝配得橫平豎直。首先就保證了配管的狀態是正常的，不會因為錯誤裝配而令配管東歪西倒從而導致配管機械振動變大。

2）運行有限元分析軟件分析配管。管道系統是一個彈性的連續體，要獲得振動分析的精確求解要求滿足一定的邊界條件的偏微分方程。由于管道系統的實際結構是非常復雜的，所以要得到其精確解是有很大困難的。但對于工程問題來說，能得到較好的近似解，再輔以經驗判斷，實驗數據驗證的話也就可以滿足需求。有限元法提供了解決管道系統振動分析的一個適宜的方法。

3）目前國內大多數企業的做法是利用配管振動測試來評價其可靠性，通常是以配管振幅最大部位的振幅測試值進行評價，如果超出企業內定標準，即視為不合格。振幅測試簡便易行，但是測試依據不夠科學。其原因是：反映配管工作可靠性的最直接的指標是應力，對于不同的機型而言，配管最大振幅高，并不一定意味著該配管的應力就大。而實際情況就是配管運行一段時間后發生疲勞斷裂的位置往往不是機械振幅最大的位置，而是配管應力最大的位置。所以應該把應力測試作為有效檢驗配管可靠性的實驗手段。

3 結語

本文通過對于現階段的分體空調室外機配管機械振動產生的原因以及相關的控制方法等作了詳細的介紹，主要對于現階段切實可行的解決辦法。旨在找到一種合適的方式方法對現階段的空調器配管機械振動進行有效的控制。配管的振動對在整機的振動噪聲，以及相關的空調器的工作可靠性有著非常大的影響，現階段的主要為任務就是對于配管的合理的設計，對于減振降噪，提高產品可靠性方面，以及降低成本等，都有重要意義。

【參考文獻】

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[3]韋英奇，張奠磐，李治文.空調機系統管振動分析和減振措施[J].流體機械，2001（06）.

[3]楊元濤.空調壓縮機管路系統振動分析及其軟件開發[D].華中科技大學，2011.

篇7

關鍵詞：機械振動；能量法；廣義坐標；勢能函數

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）07-0169-03

機械振動是各高等院校面向機械工程專業學生開設的一門專業基礎課程，為解決機械系統的振動問題提供必要的基礎理論和方法[1，2]，涵蓋基于力學理論的振動建模與運用數學方法對振動方程的求解，其中振動微分方程的建立是研究振動問題的基礎和核心。

建立振動方程的常用方法包括牛頓第二運動定律、柔度影響系數法以及拉格朗日方程法等，其中拉格朗日方程不需要考慮系統內各部件之間的約束力，只需要計算系統的動能和廣義力，對于保守系統則只需要計算系統的動能和勢能，因此又被稱為能量法[3]。對于約束多而自由度較少的動力學系統，應用能量法建立振動方程要比其他方法簡便很多，但是能量法應用中存在一些難以理解和易于混淆的要點問題，本文基于多年教學實踐和效果反饋，化解和突破教學難點，對教師講授和學生學習中普遍存在的難點問題進行剖析和釋疑，深化學生對能量法的理解，使其能夠在將來的工程實際中學以致用。

一、能量法在振動微分方程建立中的應用

同樣，若選取滑輪上方彈簧無初始變形位置為零勢能點，所得到的勢能函數增量與前述相同。

可見，能量法應用中需要注意勢能函數指的是相對于靜平衡位置的總勢能增量（包括重力勢能和彈性勢能），與零勢能位置的選取無關。

三、結束語

通過多年的教學實踐和學生反饋，針對能量法在振動建模中的應用中的要點和難點問題進行了討論，包括以下幾個方面：

1.動能函數描述的關鍵點在于自由度數與廣義坐標的確定，以及系統各慣性單元運動形式的判定；動能函數的形式不僅與系統的剛體運動形式相關，也隨所選取的廣義坐標不同而具有不同的形式。

2.勢能函數的正確描述需要對重力勢能和彈性勢能的正確理解和應用，需要注意勢能函數指的是相對于靜平衡位置的總勢能增量（包括重力勢能和彈性勢能），與零勢能位置的選取無關。

本文針對能量法的基本思想及其應用實踐，對教師講授和學生學習中普遍存在的難點問題進行剖析和釋疑，促進學生對能量法的深入理解，強化學生對工程實際振動問題的準確建模和分析能力。

參考文獻：

[1]姜偉，孫月華，候清泉，徐鵬.“機械振動基礎”課程的教學內容改革與實踐[J].教育教學論壇，2015，（6）：99-100.

[2]張曉燕，姜愛峰.初探機械振動課程的教學方式與方法[A]//第十五屆北方七省市區力學學會學術會議論文集（二）[C].2014，357-359.

[3]李有堂.機械振動理論與應用[M].北京：科學出版社，2012.

篇8

本書主要介紹了振動與波的相關理論，目的是理解振動與波的基本概念，以及各種物理現象的分析方法。全書共分9章：1. 自由振動，介紹了振動的基本概念，研究了單自由度或多自由度的機械與電磁振動系統實例；2. 諧振的疊加和傅里葉分析，研究了振動的疊加，介紹了傅里葉分析方法；3. 強迫振動，分析了強迫振動及其響應；4. 波在無限介質中的傳播，介紹了波在無限介質傳播的基本概念：波動方程及其求解方法、能量密度、能量傳遞等；5. 機械波，介紹了彈性波、聲波及面波；6. 電磁波，總結了電磁基本定律，分析了絕緣體、導體以及等離子體中的電磁波特性；7. 波的反射與折射；8. 干涉與衍射；9. 駐波與波導。附錄中提供了必要的數學公式、積分以及向量分析等內容。書中每章的最后包含有一個“小結”，用來總結該章主要結論。“問題求解提示”一節中包含了章節內容的相關提示、需要注意避免的錯誤、近似方法以及進一步的闡述。書中每章提供了“概念”與“問題”兩種習題，使讀者能夠鞏固所學知識。

本書作者Tamer Bécherrawy教授曾經在黎巴嫩大學（Lebanese University）、法國Savoy大學、IUFM、Nancy大學等學校教授物理學，曾擔任黎巴嫩大學物理系主任，在高能粒子物理學領域發表了許多文章。

本書的讀者主要是相關專業的本科生，書中部分章節比較難理解，已標示為“*”，在學習過程中可跳過這些章節，不會影響知識的連貫性。

篇9

[關鍵詞]軋鋼機械；振動預測；內部隱患；診斷手法；細化措施

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0004-01

軋鋼機械通常被規劃至大型旋轉機械領域范疇之內，是相關工業生產過程中必不可少的關鍵工藝項目。該類軋機利用內部轉軸組件結構為核心要領，并按照內部制備格式對旋轉軸、齒輪傳動件等實現整體帶動。經過相關工程實踐研究發現，大部分旋轉機械在前期運轉環節中多少都會產生不正常的振動反應，所以沿著這類現象進行運轉規律挖掘，就有助于從相關振動信號中進行常見故障識別，之后運用科學防護措施進行整改改進，維持工序銜接的高質量水準，避免內部隱患的長期蔓延。

一、軋鋼機械在運轉前期的振動監測論述

因為軋鋼機械在實際運行狀態中由于不同轉速的跳躍反應，實際功率在一定空載和高負荷周期內部存在一定的上漲現象，所以后期結構部件損害和故障停機事故也時有發生。在對待不同設備、部件搭建節點等實現系統分析過程中，能夠將故障位置點及時搜索并有力克制。為了穩固必要監測數據在工業技術的可比性作用，在實施數據測定過程中，必須按照相關實施細則進行如下操作控制：首先，單位次數機器部件測量的具體工況條件要保持一致，并且在同類工序中運用的測量儀器和灌輸方式也要穩定在統一樣式；其次，過程中需要對單個位置點進行反復測量，只要長期堅持此種做法，才不會令振源過分擴張，并且維持查探數據的準確應用實效，避免現實計算活動中出現的誤差效用；再次，測量過程中的參數選取要維持相同模型基礎，按照統一工藝生產和維護標準分析，當內部振動頻率高于1000Hz時，其數據采集終端實際顯示的參數數值會按照速度標準作為主體延展方向；而頻率滿足在100～1000赫茲范圍內部運動時，內部必要數據的參數輸出也會按照速度模式為主；至于頻率控制空間在10～100赫茲之內收縮的作用力度，其相關數據采集器的輸出參數則需要透過位移結果實施灌輸。在整個監測工程的必要階段中，軋鋼機械實際制備測量結果因為測點位置不同，也會存在一定的差異作用。所以在測點段選取上也要圍繞一定的標準要求進行細化布置：首先，測點位置最好在信號接收和反應動作明顯的部位，包括軸承座等；其次，測點位置最好按照工藝標準在內部線路排列形態中選取最短的振動信號進行通道傳遞，并以此抵抗中間傳遞介質的阻礙作用；再次，測點相關方向性特征應該得到重視和強調，因此布置點應該首要定位在不同延展方向的中心點上。大部分狀況中，振動監測設備的測點工作會選擇在水平、垂直和軸向這三類疏導方位形態中進行測定工作布置，特別是對某種回應頻率不足的振動現象，更需要圍繞這類測點布置要領進行內部靈敏度響應和測量。最后，對于軋鋼機械這類工程設施，因為傳遞函數波動范圍較大，所以在測振過程中應該進行多點位置測量和計算，利用權值技巧維持校正工藝精準性作用。具體設計標準如圖1所示：

二、落實監測工作的具體方式研究

透過智能軸承檢測設備對軋鋼機械進行重點位置檢測，具體程序排列規則表現為：首先，將最佳測點位置選好同時保證其不存在位移作用，在監測工作布置前要確保儀器設備的清潔；其次，在落實多點檢測工作過程中需要將必要數據資料記錄完整；再次，將整合得到的數據資源轉換成為一定形態的曲線圖，將軋鋼機械名稱、位置段和測量數據等全部標清，保證測點振動變化狀況的全程跟蹤；最后，如果其間振動反應產生異常性質變化，說明內部故障問題已經滋生。

三、軋鋼的常見故障問題以及相關應對策略分析

（一）基座松動現象

結構部件搭接節點產生的松動現象屬于某種非線性振動特征，本身存在高度不平衡特性，是引起振動方向觀測中最為顯著的位置點，并且這種效應尤其在垂直方向的振動回應結果最為強烈。因為零件松動現象伴生的振動現象基本難以明確探析方向特征。基座松動現象的振動特征主要呈現為：隨著內部機理負荷的不斷增加而對應提升，但相關轉速比較穩定，基頻諧波效應是不定向的。松動屬于非線形的振動特征，常與不平衡相伴相生。引起振動方向最為明顯的要數地腳松動了，地腳松動主要在垂直方向的振動最為強烈。因零件配合松動所造成的振動，沒有較為明顯的方向特征。裝配或基座松動的振動特征為：松動產生的振動會因隨負荷的不斷增加而不斷增大，但其轉速卻沒有明顯的規律變化，呈跳躍式變化，時而大，時而小。而其振動頻率特征則表現為：存在基頻成分，但基頻的奇數倍頻往往要高于基頻的幅值，同時伴有的諧波成分常以0.3倍、0.5倍、3倍、5倍、7倍的倍頻出現，且頻譜結構呈梳狀。

（二）轉子不對中現象

這是軋鋼機械設備運行環節中經常出現的技術故障問題，具體指軸承中心與轉子結構不產生對中銜接。這類問題包括部件角度、排列方向和綜合空間形態模式的不對中現象。并且當轉子衍生不對中問題時，就會令相關結構成為某種附加彎矩，在附加激勵作用下，軸承振動問題開始逐漸滋生并擴散。總的來講，振動監測工作的安排需要沿著監測活動周期要求進行同步設定，將不同監測數據及時記錄和高度整合，并細化分析，希望能夠更加科學地掌握軋鋼工作環節中的必要狀態效果，為后期故障診斷和方案制定提供更加豐富的線索資料。

結語

基于振動監測的設備故障診斷技術屬于某種綜合學科的項目工藝改良工種，主要將監測收集的不同數據實行建模處理，包含旋轉機械振動的常規原則和設備檢驗機理等。利用此類技術能夠同時滿足不同測點的統計驗證要求，對設備故障及時發現和高效運行產生一定的輔助功效，進而降低人工維修的勞動強度和資金追加數量結果，維持企業長期運營的內部活力。

參考文獻

[1] 郭永強.軋鋼技術的分類及在生產中的應用[J].硅谷，2010，15（04）.

[2] 陳欽財.如何延長軸瓦使用壽命[J].農機使用與維修，2010，21（06）.

篇10

【關鍵詞】機械加工,振動分析,控制措施

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A

一.前言

在機械加工的過程中，整個工藝系統會經常發生一些振動，給加工過程帶來了很大的麻煩。產生振動時，機械加工的正常的切削過程會受到很大的干擾和破壞，致使零件加工的表面會出現一些振紋，影響了零件加工的精度。因此，對機械加工過程中的振動進行深入的研究，進而對振動進行有效的控制是非常必要的。

二.機械加工過程中振動的基本類型

1.自由振動

當振動系統在激振力的作用下，破壞了機械加工的正常工作狀態時，就是自由振動。由于阻尼存在于系統中，所以自由振動經常會發生衰減情況，因此，在一般情況下，自由振動對機械加工過程產生的影響不是很大。自由振動的主要特性是由系統的本身來決定的，也就是說振動所具有的頻率、振動的振型主要是取決于振動系統的質量和剛度。 

2. 強迫振動

強迫振動是物體受到一個周期變化的外力作用而產生的振動。如在磨削過程中，由于電動機、高速旋轉的砂輪及皮帶輪等不平衡，三角皮帶的厚薄或長短不一致，油泵工作不平穩等，都會引起機床的強迫振動，它將激起機床各部件之間的相對振動幅值，影響機床加工工件的精度，如粗糙度和圓度。對于刀具或做回轉運動的機床，振動還會影響回轉精度。強迫振動的特點是：①強迫振動本身不能改變干擾力，干擾力一般與切削過程無關(除由切削過程本身所引起的強迫振動外)。干擾力消除，振動停止。如外界振源產生的干擾力，只要振源消除，導致振動的干擾力自然就不存在了。②強迫振動的頻率與外界周期干擾力的頻率相同，或是它的整倍數。③干擾力的頻率與系統的固有頻率的比值等于或接近與1時，產生共振，振幅達到最大值。此時對機床9O_T_過程的影響最大。④強迫振動的振幅與干擾力，系統的剛度及阻尼大小有關。干擾力越大、剛度及阻尼越小，則振幅越大，對機床的加工過程影響也就越大。 3.自激振動

是由振動系統本身在振動過程中激發產生的交變力所引起的不衰減的振動，就是0激振動。即使不受到任何外界周期性干擾力的作用，振動也會發生。如在磨削過程中砂輪對工件產生的摩擦會引起自激振動。工件、機床系統剛性差，或砂輪特性選擇不當，都會使摩擦力加大，從而使自激振動加劇。或由于刀具剛性差、刀具幾何角度不正確引起的振動，都屬于自激振動。自激振動的特點是：①自激振動的頻率等于或接近系統的固有頻率。按頻率的高低可分為高頻顫振(一般頻率在500～50O0Hz)及低頻顫振(一般頻率為50 500Hz o②自激振動能否產生及其振幅的大小，決定于每一振動內系統所獲得的能量與阻尼消耗能量的對比情況。③由于持續自激振動的干擾力是由振動過程本身激發的，故振動中止，干擾力及能量補充過程立即消失。

三.產生振動的主要原因

通過統計分析我們可以清晰的看出，金屬切削加工過程中產生振動的類型基本分為兩種：自激振動和受迫振動。因此，在機械制造過程中，根據這兩種不同類型的振動，可以通過機床不同的運行狀態來分析振動產生的原因。

1.空轉時存在的振動及原因分析

當機床在空轉時也有可能產生一定的振動。造成振動的主要原因可能是床鞍導軌之間的爬行，也可能是是由于外部傳來的振動，例如：地基周期或者非周期的干擾力。此外，機床內部振源也會使機床強迫振動，例如：機床主軸、電機等各種旋轉體的不平衡等式。

2.切削過程中產生的振動及原因分析

在金屬切削加工過程中，一般分為自由震動、自激振動和強迫振動。自由震動主要是受到外界傳來的沖擊力，機械系統本身產生周期性或者非周期性的沖擊力，如：間隙、凸輪與杠桿的沖擊，材料不均勻的硬點引起的沖擊。自激振動大部分情況下是受再生效應和振動耦合等方面的影響形成的。強迫振動主要是切屑形成的周期性、斷續切削的交變力等原因造成的。 

四.機械加工過程中的振動產生的影響 在機械加工的具體切削過程中所產生的振動，對加工質量以及生產率產生的影響主要體現在以下幾個方面：

1.當振動的頻率很低時，就會產生一定的波度，振動的頻率高時，就會導致加工面粗糙。

2.在加工過程中產生了振動，在很大程度上阻礙了切削用量的提高，甚至更為嚴重的是導致切削不能正常的進行，影響了機械加工的生產效率。

3.在切削過程中所產生的振動，可能會使刀尖刀刃崩碎，特別是那些韌性非常差的道具，刀具的材質是陶瓷的或者是硬質合金的要注意可能會引起的消振問題。

4.在機械加工過程中，如果出現了振動，那么就會使機床和夾具等一些零件的鏈接處出現松動現象，使得期間的縫隙增大，導致剛度與精度降低，同時縮短了使用壽命。 

五.機械加工中振動的控制措施

1.控制強迫振動的途徑 強迫振動是由于外界周期性干擾力引起的，因此為了消除受迫振動，應先找出振源，然后采取適應的措施加以控制。

(1)減小或消除振源的激振力。對轉速在600r／min以上的零件如砂輪、卡盤、電動機轉子等必須經過平衡，特別是高速旋轉的零件，如砂輪，因其本身砂粒的分布不均勻和工作時表面磨損不均勻等原因，容易造成主軸的振動，因此對于新換的砂輪必須進行修整前和修整后的兩次平衡。提高齒輪的制造精度和裝配精度，特別是提高齒輪的工作平穩性精度，從而減少因周期性的沖擊而引起的振動，并可減少噪聲；提高滾動軸承的制造和裝配精度，以減少因滾動軸承的缺陷而引起的振動：選用長短一致、厚薄均勻的傳動帶等。 

(2)調整振源頻率。避免激振力的頻率與系統的固有頻率接近，以防止共振。采取更換電動機的轉速或改變主軸的轉速來避開共振區；用提高接觸面精度、降低結合面的粗糙度、消除間隙、提高接觸剛度等方法，來提高系統的剛度和固有頻率。

2. 控制自激振動的途徑 (1)合理選用刀具的幾何參數 試驗和理論研究表明，刀具的幾何參數中，對振動影響最大的是主偏角Kr和前角γ0。由于切屑越寬越容易產生振動，而Kr越小，切削寬度越寬，因此越易產生振動，前角γ0越大，切削力越小，振幅也越小。

(2)提高工藝系統的抗振性 工藝系統本身的抗振性能是影響顫振的主要因素之一。應設法提高工藝系統的接觸剛度，如對接觸面進行刮研，減小主軸系統的軸承間隙，對滾動軸承施加一定的預緊力，提高頂尖孔的研磨質量等。加工細長軸時，使用中心架或跟刀架，盡量縮短鏜桿和刀具的懸伸量，用死頂尖代活頂尖，采用彈性刀桿等都能收到較好的減振效果。

(3)采用減振裝置 當采用上述措施仍然達不到消振的目的時，可考慮使用減振裝置。減振裝置通常都是附加在工藝系統中，用來吸收或消耗振動時的能量，達到減振的目的。它對抑制強迫振動和顫振同樣有效，是提高工藝系統抗振性的一個重要途徑，但它并不能提高工藝系統的剛度。

六.結束語

綜上所述，在機械加工過程中所產生的振動是非常復雜的，只有進行詳細的研究分析，掌握機械加工過程中產生振動的基本類型，并且找出產生振動的原因，探討機械加工過程中振動產生的影響，才能采取更有效的措施來控制或者消除振動的發生，以保證加工零件的質量，提高機械加工生產的效率。

參考文獻：

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[2]伏振峰.淺析提高機械加工質量的有效途徑[J].機電信息，2012（8）. 

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