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旋转机器是任何制造过程的核心，适当的维护是维护工程师的首要任务。适当的维护策略对制造业的成功起着至关重要的作用（Silvestri等人，2020）。图2显示了P-F曲线（Nowlan和Heap，1978），其描述了设备如何发生故障以及故障的早期识别如何允许有时间计划和安排故障项目的更换或恢复而不会导致制造放缓。P表示潜在故障（基于历史数据），F表示P-F曲线中的功能故障（实际故障）（Du Toit，2014）。

现在实际应用于工业现场的故障诊断技术，大部分是由相关专家对振动信号（振动速度，振动加速度）进行频谱分析得到的，主要是看故障频率及其倍频的明显程度（即突出程度：它是个相对的概念，突出是相对于周围频带而言的，可以简单的理解为故障频率及其倍频比较鹤立鸡群。突出程度有专家根据经验和对比健康状态下的频谱得来的，通常是根据经验得来的。

故障部件频率范围轴承保持架故障频率0.3810.4f0.3810.4f轴旋转频率fff轴承滚动体故障频率z10，只冲击单侧滚道(z > 10，只冲击单侧滚道)z10，只冲击单侧滚道0.18×z×f0.18×z×f轴承滚动体故障频率z10，只冲击单侧滚道(z < 10，只冲击单侧滚道)z10，只冲击单侧滚道0.23×z×f0.23×z×f轴承滚动体故障频率z10，冲击双侧滚道(z > 10，冲击双侧滚道)z10。

轴承工作时的噪声强度改变,温度明显升高,超声波、声发射、振动尖峰能量迅速增大,随后逐渐减小,轴承外圈处于损坏之前的故障状态;振动速度总量和振动位移总量明显增大,振动加速度总量减小;频率较低的轴承故障频率尖峰占优势,振动频谱中噪声地平非常高。在这个阶段末,甚至可以检测出工作轴1倍转速频率的振动幅值增大,通常还引起许多转速谐波频率分量的增大。离散的轴承故障频率和自振频率实际开始消失,而被随机宽带高频“噪声地平”取代。

轴承内圈故障频率调制共振频率是一种低频故障信号调制高频共振频率的振幅调制现象，通过信号处理可以识别故障特征频率，从而进行故障诊断。

从发生故障的旋转机械中测量到的振动信号将包含具有频率调制效应的故障诱导脉冲，我们可以从中提取相应的故障特征。此外，我们还可以在与故障相关的振动信号的共振频带内观察到带有故障特征频率区间的特定频谱分布。为了探索这两种故障特征模式之间的内在关系，本文首次在频域中将故障诱导脉冲与具有均匀间隔的谐波群（即特定频带内的一组谐波）等同起来。这种既定关系不仅揭示了与故障相关的振动信号的调制模式和频谱分布所隐含的故障特征的一致性，还提供了一种基于谐波分解的策略，用于检测已识别共振频带内的故障诱发周期脉冲。

参考：https://www.bilibili.com/video/BV1pp411d7Zg/?

有效的振动分析首先始于从工业标准的振动传感器，如加速度传感器获得一个准确的时域变化的信号。一个手持式数字仪器一般接入原始的模拟信号，并为用户的多种要求进行处理。根据用户对分析的要求和原始信号的最初单位，信号可被直接处理或经由数学积分器变换成振动测量的其他单位。根据感兴趣的频率，信号可能要经过一系列高通滤波器和低通滤波器的调理。根据期望得到的结果，信号可能被多次采样和平均。如果在数字仪器中需进行时间波形分析，那么确定采样点数和采样速率是必要的。观察的时间长度等于采样周期乘以采样点数。

不同设备的传感器安装方式设备状态监测的测点通常选在设备轴承或靠近轴承的位置，通过在轴向、垂直方向、水平方向部署振动传感器来实现设备振动信号的采集。如何高效利用状态监测传感器，即传感器安装在什么位置，既可以减少传感器的使用数量，还可以尽可能的保证设备状态监测的效果；对于可以同时测量多方向振动的传感器，如果不同方向的性能指标存在差异，应当优先测量哪个方向更为合理。安装位置应尽量选择设备结构刚度较高的部位，例如设备的轴承座、端盖等，减少振动信息在传递路径中的损失；安装方向应优先选择振动强度大的方向。

经过本次培训, 您将会了解您的加速度传感器或压电速度传感器的不同安装方法的优缺点. 通过更好的了解这些基本理论, 您可以根据您的特定工业应用的数据类型来决定使用哪种硬件和技术方法.利用曲面磁座的磁性安装专用安装垫, 如电机肋片座垫.环氧垫;包括快速连接螺栓, 平面磁座铁芯和永久安装垫.柱头螺栓安装为了能比较这些安装方式的优缺点, 我们根据它们的用法分为便携式和永久式安装。当分析人员决定哪种安装硬件最适合当前的工业应用后, 选择正确的安装技术和衬垫。

在这章，我们学习了如何测量机械振动。我们讨论了确定哪些机器需要监测的方法，以及确定机器为关键机器的要素。我们也了解了测量仪器如何工作，并描述了加速度计的功能。我们强调仔细安装加速度计的重要性，因为测量的准确性很大程度上取决于加速度计怎样安装。我们提供了如何设定测量参数的指导原则。简言之，为测量设置参数就是指定如何进行测量的细节。这包括怎样采集数据，采集多少或多快，以及被采集的数据怎样处理和显示。我们也强调了以系统的方式采集和存储数据的重要性。

振动幅值是反映振动大小的量。一个具有高幅值的机器是正经历大的、快速的、强有力振动性运动的机器。机器的幅值越大，机器承受的运动或应力就越剧烈，机器就越容易损坏。因此，振动幅值是一种有关机械振动严重性的指示。一般来说，振动幅值或严重性涉及到：(a) 振动运动的尺寸(b) 运动的速度（c) 与运动有关的力在许多情况下，机器的振动速率或速度幅值给出反映机器状况的最有用信息。什么是速度？速度是只在特定方向上测量的速率，如下显示。

我们大部分人都很熟悉振动—一个振动的物体会前后运动。一个振动物体处于振荡状态。在我们的日常生活中振动实例处处可见，一个运动的钟摆处于振动状态，被拨动的吉他弦产生振动，行驶在颠簸路面的汽车不断振动，地质活动引发大面积的振动形成地震。我们可通过各种方式感受物体的振动，我们能接触一个振动物体并感受其振动，我们也可看到一个振动体的前后移动，有时振动可以产生能听到的声音或能感觉到的热。在工厂有一种振动是我们关心的：机械振动。什么是机械振动？机械振动就是。

本标准等同采用国际标准1S010816-1:1995《机械振动-------在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第1部分：总则》。

skf官网

在国际标准中选用振动速度作为衡量振动激烈程度的参量这是考虑到：振动速度可以反映出振动的能量，绝大多数机械设备的结构损坏都是由于震动速度过大引起的，机器的噪声与振动速度成正比；对于同一机器的同一部分，相等的振动速度产生相同的应力；而且对于大多数的机器来说都具有相当平坦的速度频谱等。机器的振动烈度定义为：在机器表面的重要位置上（例如：轴承安装点处等）沿垂向、纵向、横向三个方向上所测得的振动的最大有效值。

希尔伯特黄变换简单介绍

提示：分析scipy.signal.hilbert和scipy.fftpack.hilbert在应用的区别。

振动位移：理解成路程，单位是mm，一般用于低转速机械的振动评定；振动速度：理解成速度，单位是mm/s，一般用于中速转动机械的振动评定；振动加速度：理解成运动加速度，单位mm/s²，一般用于高速转动机械的振动评定。振动位移、速度和加速度的定义如下【1】。振动物体 （或质点） 每秒钟振动的次数称为振动频率。对简谐振动而言，振动物理量加速度、速度和位移三者与振动频率存在如下关系。

Normal Baseline Data里面的数据的采样频率是12k。每个.mat文件下，都包含在该故障下，或驱动端或风扇端或基座采集到的数据。数据集官网。

提示：振动信号幅值成分分析手段。

趋势向和趋势向的导数。

提示：轴承接触角和受力分析。

提示：振动信号的时域和频域特征保存与分析平台推荐。

滚动轴承是以内外两个滚道与一组滚子为基础结构的特殊零件， 是机械装置（尤其是包含旋转运动的机械装置） 中非常重要的零件， 在日常生活、 工业生产以及国防建设等各个领域中应用极为广泛。滚动轴承的结构虽然看似简单， 实际构造却十分精密， 制造工艺相当复杂， 对安装维护有很高的要求。滚动轴承由于通常还起到支撑作用， 所以对整个机械装置的运行状态有非常重要的影响。因此， 对滚动轴承进行状态监测与故障诊断是机械设备维护工作中的重要内容之一。滚动轴承故障诊断技术即设备故障诊断技术在滚动轴承诊断领域里的具体运用。

滚动轴承的精度主要分为尺寸精度与旋转精度。精度等级已标准化， 分为 0级、 6 级、 6X 级、 5 级、 4 级、 2 级六个等级， 等级依次升高。内径、外径、 宽度及装配宽度的允许偏差；滚子组内复圆直径及外复圆直径的允许偏差；倒角尺寸的允许界限值；宽度的允许变动量。内圈及外圈的允许径向圆跳动和轴向圆跳动；内圈的允许横向跳动；外径面倾斜度的允许变动量；推力轴承滚道厚度的允许变动量；圆锥孔的允许偏差和允许变动量。滚动轴承寿命与轴承的制造、 装配、 使用紧密相关。

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