基础频率(Fundamental Frequency)也叫基本频率(Base Frequency)在测定回转体的振动或噪声时把旋转转速作为基本频率。谐振(Harmonics)在基本频率的整数倍的频率上发生尖峰。谐振发生的原因是旋转机械通常由轴承,齿轮,风叶等构成,这些零部件发生振动时通常振动频率是旋转频率的整数倍。谐振的分析(Harmonic Analysis)旋转速度一定时进行测定。从谐振的成分可以分析出是哪个机械零件发生的振动。通过这个分析进而诊断出是哪个机械零件异常。
阶次(Order)
它是指旋转速度对应的谐振频率成分的一种别称。与旋转速度相当的基本频率:第一阶(First Order)旋转速度对应频率的2倍的谐振频率:第二阶(Second Order)Freq=RPM×Order/60 Order=Freq×60/RPM。
阶次的分析(Order Analysis)是在速度变动时测定。显示的图形以阶次而不是以频率作为坐标。旋转速度变动时,在高频部分会发生Smearing现象(模糊现象)。不可使用固定的采样频率(Sampling Frequency)。
旋转速度变化时谐振Harmonic分析
模糊Smearing现象,在短时间内旋转速度变动太大时发生。进行FFT 时一个波内发生Sine Sweep信号。很多频率成分混合在一起。特征频率的峰值看不到,根据旋转速度不同进行Resampling或者使用KalmanFilter。
旋转速度一定时的Harmonic Analysis和Order Analysis的关系
以3000RPM旋转的冷却风机。1次Order : 3000RPM = 50Hz。旋转速度一定时频谱分析和阶次分析一样。随着转速不同进行重采样(Resampling): 叫做阶次跟踪(Order Tracking)。1 个周期的采样个数固定。例如每一周期采5个样。
3000RPM : 50转/sec ——250 Hz采样频率(Sampling Frequency)
6000RPM : 100转/sec ——500 Hz采样频率(Sampling Frequency)
Time(sec) ——RPM。
Frequency(Hz) ——Order。
RPM 测定
使用转速测定仪(Tachometer)。1转产生N 个脉冲。转速不是成平滑增减的. ——需要对RPM进行平均处理及曲线拟合(Curve Fitting) 。
RPM=60×N/Period Period=T(i)-T(i-1)(sec)
测试方法
最少需要一个转速通道,可以有多个加速度通道。Run Up/Run Down(和Run Up/Coast Down),Run Up : 一边增加转速一边测定振动。Run Down(CoastDown) : 一边减小转速一边测定振动。这是因为机械的振动特性在转速增加和减小时会有不同。