機(jī)械振動監(jiān)測系統(tǒng)工作原理

由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工作過程中會產(chǎn)生振動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械出現(xiàn)故障時振動的幅度、頻率、方向等信息會發(fā)生改變。因此可以利用振動信息的改變來監(jiān)測機(jī)械運(yùn)行的情況，通過BR-Mini2432測震系統(tǒng)對信號采集、存儲并通過網(wǎng)絡(luò)傳送到用戶終端，最終由客戶終端專用分析軟件進(jìn)行分析。根據(jù)用戶設(shè)定的報警門限值得出機(jī)械振動是否超標(biāo)、是否出現(xiàn)損壞，更進(jìn)一步得到已壞的位置等用戶所需要的結(jié)果。達(dá)到心中有數(shù)而防患于未然。監(jiān)測點(diǎn)多、數(shù)量大的情況下、可以用多個BR-Mini24組成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對整個監(jiān)測點(diǎn)實(shí)時監(jiān)控的目的，同時設(shè)置報警界線，對檢測點(diǎn)的運(yùn)行情況作出科學(xué)的預(yù)警和評定！

達(dá)到指導(dǎo)設(shè)備工程師對設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)“心中有數(shù)”,做到故障提前發(fā)現(xiàn)、及時維修,“防患于未然”。最大程度上提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性,給企業(yè)帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的目的。

機(jī)械振動監(jiān)測系統(tǒng)是主要集傳感技術(shù)、采集技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)為一體的測震系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械運(yùn)行情況遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測、故障診斷、微振測試等；被廣泛用于橋梁動態(tài)測試、機(jī)械振動分析，4通道全并行采集，24位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，最高50KSPS高速采樣，大于100dB的高動態(tài)范圍，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，傳輸距離無限擴(kuò)展等諸多優(yōu)點(diǎn)，支持Windows 95/98/NT/2000/XP/win7操作系統(tǒng)，項目管理式設(shè)計界面，科學(xué)的數(shù)據(jù)文件管理方式，模塊化功能設(shè)計。

采樣頻率：最高50KHz（1Hz～50KHz可調(diào)）；

量 程：±10V；

直流誤差：<0.005%F.S；±2mV；

適用頻率：0～10KHz；

輸入阻抗：1MΩ/20pF；

供電方式：內(nèi)置鋰電池>20小時或AC 220V(市電)；

工作溫度：-10～60 ℃；

外形尺寸：218 mm × 140 mm × 72 mm；

重 量：1.25 Kg；

防護(hù)等級：IP52（防大顆粒灰塵進(jìn)入，防水淋濺）

功能參數(shù)

顯 示：全中文顯示，320x240高亮LCD；

輸入方式：電壓輸入；

通信接口：標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口（交叉網(wǎng)線）；

記錄長度：記錄時長任意可調(diào)；

記錄方式：循環(huán)記錄、連續(xù)記錄、自動記錄等；

工作模式：智能模式、用戶模式、聯(lián)機(jī)模式、實(shí)時模式等；

觸發(fā)方式：自動觸發(fā)、電平觸發(fā)、手動觸發(fā)、定時觸發(fā)等；

觸發(fā)電平：根據(jù)測試量任意可調(diào)，步長0.1%；

傳感器參數(shù)

量 程：±2g

測量方向：三維方向，XYZ坐標(biāo)系；

頻帶范圍：1~1500Hz（-3dB）；

靈 敏 度：600mV/g （可定制高輸出型）；

非線性度：0.5%；

幅值準(zhǔn)確度：±5%；

信號分辨率：≤0.002g（2g量程）；

工作溫度：-40℃~70℃；

尺 寸：25mm X 25mm X 25mm（可定制）

重 量：≤20克；2100433B

機(jī)械振動臺符合美國及歐洲運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)及 EN、ANSI、UL、ASTM、ISTA國際運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)。

由美國邁阿密大學(xué)Singiresu S. Rao教授所著的《機(jī)械振動（第4版）》一書，給人的第一感覺是銳意創(chuàng)新，引領(lǐng)潮流。其翔實(shí)的內(nèi)容、理論與實(shí)用并重的風(fēng)格、與廣泛應(yīng)用的計算機(jī)軟件的完美結(jié)合不僅反映了作者深厚的專業(yè)積淀，同時也反映了美國作為世界第一科技強(qiáng)國所崇尚的學(xué)術(shù)風(fēng)范。

作為一門傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，機(jī)械振動理論與應(yīng)用可以惠及許多專業(yè)的工科大學(xué)生，翔實(shí)的內(nèi)容不僅可以為將來從事具體工作打下堅實(shí)的理論基礎(chǔ)，還可以拓寬專業(yè)視野，激發(fā)專業(yè)嗅覺；理論與實(shí)用并重是當(dāng)今學(xué)術(shù)界的主流趨勢，本書的風(fēng)格同樣可以影響它的使用者；本書的使用者可以充分領(lǐng)略現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)在振動分析中的魅力，這種魅力同樣可以助推他們在從事振動理論與應(yīng)用方面的研究時取得更大的成就。

引進(jìn)原版教材雖然是吸收國外先進(jìn)知識的一條捷徑，但一個不可回避的問題是國人的英語水平而譯著就可以作到兩者兼顧。本書中文譯本的面市必將推動我國機(jī)械振動課程的教材建設(shè)。

本版保留了前幾版以盡可能簡潔的方式介紹機(jī)械振動的基本理論與應(yīng)用的風(fēng)格，強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)理論分析的融合，對基本原理的解釋更加詳盡，習(xí)題和例題更加豐富多彩。一些重要的變化原著作者已在前言中作了說明。

目前國內(nèi)出版的關(guān)于機(jī)械振動方面的新書無論是在內(nèi)容的系統(tǒng)與全面上，還是在實(shí)用性與計算技術(shù)的融合上，都不能與本書相比。

原著包括14章正文內(nèi)容和6個附錄，適合于不同層次和學(xué)時的“機(jī)械振動”課程選用。由于振動分析中的數(shù)值積分方法（原著第11章）和有限元方法（原著第12章）的內(nèi)容，在后續(xù)課程中有更詳盡的介紹，再加上篇幅的限制，所以這兩章和原著第13.11（非線性振動的數(shù)值分析方法）未作編譯。至于原著中的6個附錄（數(shù)學(xué)關(guān)系、梁和板的變形、矩陣及其運(yùn)算、拉普拉斯變換對、單位制和MATLAB簡介），則只保留了拉普拉斯變換對和單位制。此外，第7章內(nèi)容變化較大。一是增加了李茲法和子空間迭代法這兩節(jié)內(nèi)容；二是對瑞利法和矩陣迭代法進(jìn)行了改寫。這主要是基于如下考慮： 一是李茲法和子空間迭代法在利用計算機(jī)求多自由度系統(tǒng)的前若干階固有頻率和固有振型方面的優(yōu)勢是其他方法都不能比擬的；二是原著對瑞利法和矩陣迭代法的介紹還不夠深入、系統(tǒng)。例如，瑞利法中并未區(qū)別瑞利第一商和第二商的概念；矩陣迭代法中，不是從討論如何求第一階固有頻率及其振型開始，再過渡到如何在此基礎(chǔ)上求出各高階固有頻率和高階振型。

第1章介紹振動理論的基礎(chǔ)知識；第2章討論有阻尼單自由度系統(tǒng)和無阻尼單自由度系統(tǒng)的自由振動；第3章討論單自由度系統(tǒng)在簡諧激勵下的受迫振動問題；第4章討論單自由度系統(tǒng)在任意激勵下的受迫振動問題；第5章討論兩自由度系統(tǒng)的自由振動和受迫振動問題；第6章借助矩陣運(yùn)算討論多自由度系統(tǒng)的振動分析方法；第7章介紹確定多自由度系統(tǒng)固有頻率和固有振型的近似方法如Rayleigh法、Dunkerley法和矩陣迭代法等；第8章討論彈性體包括弦、桿、軸、梁和薄膜的振動問題；第9章討論振動的控制問題；第10章介紹振動的測量與信號分析問題；第11章（對應(yīng)原著第13章）介紹非線性振動問題的分析方法；第12章（對應(yīng)原著第14章）介紹隨機(jī)振動問題的處理方法。

機(jī)械振動（第4版）第1～8章的部分內(nèi)容可以作為本書的基本部分；第9～10章可以作為本書的拓展部分；第11, 12章可以作為本書的提高部分。指導(dǎo)者也完全可以根據(jù)需要選用本書的部分內(nèi)容作為輔導(dǎo)材料。

本書第2, 4, 5, 12章和11.8～11.14節(jié)由李欣業(yè)執(zhí)筆，第3章由胡竟湘執(zhí)筆，第6, 8章由楊理誠執(zhí)筆，第7章由鐘順執(zhí)筆，第9, 10章由張明路執(zhí)筆，第11.1～11.7節(jié)由李銀山執(zhí)筆。

特別感謝清華大學(xué)出版社張秋玲教授，作為本書的責(zé)任編輯，她的慧眼相識才使得此譯著的出版成為可能。同時在編輯過程中，為保證譯著的質(zhì)量，她與譯者進(jìn)行了大量的溝通與求證。

碩士研究生楊彥龍、張華彪、楊延鵬、張麗娟和許多本科生在部分章節(jié)、習(xí)題和程序的編譯及校對方面提供了大量的幫助，在此一并致謝。

衷心感謝中國工程院院士陳予恕教授為本書作序。

限于水平，錯誤與不妥之處難免，懇請廣大同行與讀者指正。