​机械振动学基础(机械振动学程耀东答案)

机械振动学基础(机械振动学程耀东答案)

机械振动学基础，以及机械设计中的几个重要问题。本书可作为高等院校机械工程专业本科生、研究生教材，也可供从事机械设计的工程技术人员参考。全书基础篇、机械结构篇、电气控制篇、传动与液压系统篇、工程应用篇、附录篇等六个部分。

1、机械振荡和电磁振荡区别？

优质回答1：

1.

二者的产生不同,机械波是机械振动在媒质中的传播过程,它的根源是由于机械振动;而电磁波的产生是电磁振荡电路(按课本上的知识),或者说是变化的电场和变化的磁场,并不是机械振动。

2.

机械波不是一种独立的物质,它只是机械振动在介质中传播的过程,它所传播的只是振动的能量和振动的形式,所以,机械波的传播就需要波源和介质两个条件;而电磁波本身就是一种特殊的物质(电磁场由发射源向远处传播),它所传递的是电磁场这种特殊的物质和能量,所以电磁波的传播并不需要其它介质来传递,在真空中也可以传播。

3.

机械波可以是纵波,也可以是横波;而电磁波则是横波,没有纵波的形式。

4.

机械波是连续波,在传递过程中没有间断点;而电磁波则不是连续的,而是一份一份的

优质回答2：

电磁振荡与机械振动的比较: 电磁振荡

1.电场能和磁场能相互转化

2.T,f由电路决定T=2πT大小与充电多少无关

3.LC振荡电路的振荡电流和电压都是按正弦规律变化的

4.振荡起来后,若无能量补充,则作阻尼振荡

5.电磁运动

6.不需要媒质传播

7.传递能量的一种方式 机械振动 1.势能与动能相互转化 2.T,f由振动系统结构决定,T大小与振幅无关 3.弹簧振子的位移和速度是按正弦 规律变化的 4.振荡起来后,若无能量补充,则作 阻尼振荡. 5.机械运动 6.必须媒质传播 7.传递能量的一种方式

2、机械波和机械振动有什么关系？

波或波动是扰动或物理信息在空间上传播的一种物理现象.扰动的形式是任意的.波的传播速度总是有限的.除了电磁波和引力波能够在真空中传播外,大部分波如机械波只能在介质中传播. 机械波只是波的一种形式,除此之外,还有声波、电磁波、光波等. 振动是物体经过它的平衡位置所作的往复运动或某一物理量在其平衡值附近的来回变动.振动的形式有多样,机械振动只是其中的一种,除此之外,还有电磁振荡等.

3、机器振动主要原因有哪些？

电机振动噪音的原因及解决措施一般评估电动机的品质除了运转时之各特性外，以人之五感判断电机振动及电机振动噪音的情形较多。而电动机产生的电机振动电机振动噪音，主要有：

1、机械电机振动电机振动噪音，为转子的不平衡重量，产生相当转数的电机振动。

2、电动机轴承的转动，正常的情形产生自然音，精密小型电动机或高速电动机情形以外，几乎不会有问题。但轴承自然的电机振动与电动机构成部材料的共振，轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向电机振动，润滑不良产生摩擦音等问题产生。

3、电刷滑动，具有电刷的dc电动机或整流子电动机，会产生电刷的电机振动噪音。

4、流体电机振动噪音，风扇或转子引起通风电机振动噪音对电动机很难避免，很多情形左右电动机整体的电机振动噪音，除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外，也有必要注意通风上的共鸣。

5、电磁的电机振动噪音，为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之电机振动噪音，又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的电机振动噪音。一、机械性电机振动的产生原因与对策

1、转子的不平衡电机振动

a、原因：

·制造时的残留不平衡。

·长期间运转产生尘埃的多量附着。

·运转时热应力引起轴弯曲。

·转子配件的热位移引起不平衡载重。

·转子配件的离心力引起变形或偏心。

·外力（皮带、齿轮、直结不良等）引起轴弯曲。

·轴承的装置不良（轴的精度或锁紧）引起轴弯曲或轴承的内部变形。

b、对策：

·抑制转子不平衡量。

·维护到容许不平衡量以内。

·轴与铁心过度紧配的改善。

·对热膨胀的异方性，设计改善。

·强度设计或装配的改善。

·轴强度设计的修正，轴联结器的种类变更以及直结对中心的修正。

·轴承端面与轴附段部或锁紧螺帽的防止偏靠。

2、轴承之异常电机振动与电机振动噪音

a、原因：

·轴承内部的伤。

·轴承的轴方向异常电机振动，轴方向弹簧常数与转子质量组成电机振动系统的激振。

·摩擦音：圆柱滚动轴承或大径高速滚珠轴承产生润滑不良与轴承间隙起因。

b、对策：

·轴承的替换。

·适当轴方向弹簧预压给轴承间隙的变动。

·选择软的滑脂或低温性优秀的滑脂，残留间隙使小(须注意温升问题)。

3、电刷滑动音

a、原因：

·整流子与电刷的滑动时的电机振动电刷保持器激振产生

b、对策：

·握刷的弹性支持、选择电刷材质与形状、抑制侧压引起的电刷电机振动及提高整流子的精度等。

二、流体电机振动噪音的产生与对策

电动机的流体电机振动噪音中，主要为冷却用的风扇引起的电机振动噪音。此外，转子铁心的槽开口部接近静止侧的部份，变成显著气笛音，再则通风路等如存在共鸣空间，产生显著的共鸣者。

1、风扇电机振动噪音的大小：

电动机一般求两方向转动，风扇的叶片为径向直线叶片，效率不良，而且电机振动噪音大。电机振动噪音值约由下式来求。但测定电动机的轴中心高度，距离有1m的情形。

电机振动噪音db(a)=70logd+50logn+

d：叶片的外径（m），n:每秒的转数，：常数32～36，

由上式，降低电机振动噪音位准，以减少风扇的外径较重要。但吐出风量与风压低下，与这些的配合变成重要。风扇在外框的内部时有减音或遮音效果。

2、风扇电机振动噪音的频率依不同类型而有差异。

·压力电机振动噪音，为风扇的叶片空气受压力冲击产生。

·扰流噪声，为叶片周边空气流动的扰乱起因者，径向直线叶片的风扇，电动机的用途上可说不可避免。

·风扇与其它部份的干涉引起的气笛音，为接近转动叶片存在其它部份空气如流通，产生激烈的气笛音。

三、电磁电机振动噪音（感应电动机）

有关电磁电机振动噪音，其电磁电机振动噪音由耳朵的听感感度良好频率100hz以上的频率带域，单一或复数的特定频率音组成，特别与定子共振时变成显著的电机振动噪音。感应电动机较dc电动机常有电磁电机振动噪音问题，因此以感应电动机为中心说明。电磁电机振动噪音感应电动机通称“磁音”，对此种的研究，首先要了解正弦波电流的电磁电机振动噪音。

1、正弦波电流的电磁电机振动噪音：

因正弦波电流，感应电动机的气隙产生的磁通，加转矩产生的基本（主）磁通，存在高谐波磁通。这些的磁通使定子与转子铁心互相吸引的电磁力波作用，定子铁心变形为多角形，转轴弯曲移位产生电机振动。主要产生电磁噪声之气隙高谐波磁通原因者，有

a、绕线分布引起的磁动势高谐波。

b、定子或转子铁槽产生的槽高谐波。

c、铁心饱和产生的饱和高谐波。

d、偏心引起的偏心高谐波

e、电压、线圈、磁路等不平衡引起的高谐波。

f、槽磁导高谐波等。

g、相带高谐波，气隙存在为数很多的空间高谐波磁与电源波形畸变等引起时间高谐波磁通。

2.电磁电机振动噪音防止对策：

a.由电机设计上

·适当槽数组合

·采用特殊槽

·斜槽化

·选择线圈节距

·正弦波绕线

·采用分数槽绕线

·气隙、齿、轭铁部之磁通密度的适当化

·转子槽部极与厚度的均等化

·采用磁性楔

·气隙的扩大

b.由机械设计上

·消除静的偏心，提高加工·装配精度。

·对外力提高轴的弯曲刚性，装配精密。

·全闭槽消除齿尖厚度不同，提高制造技术。

·磁路使不造成不平衡的构造以及制造，特别转子导体的电阻，绝缘或轴的断面形状。

·定子、转子避免与电动机构成部材料的共振。

·避免与电动机装置机构产生共振。

·定子铁心或轴承支持部的弹性、防振支持。

·由电动机外部的遮音或防音的构造。

c.在使用上，消除电源电压的不平衡。

·电磁电机振动噪音的原因变成电磁加振力，这些的高谐波磁通因互相干涉产生电磁力波引起。

但并非所有电动机的电机振动噪音问题，皆由电磁力波所引起的。有些是因与定子或转子的自然电机振动数一致或接近的情形形成共振状态。所以电磁电机振动噪音产生的因素，不单单只因为电磁力波的频率，我们还需要了解电动机各部份的电机振动体自然电机振动频率

原因很多，有专门讲振动的书籍

4、转动机械振动值的标准？

1、一般是50µm，小功率泵小点，大功率水泵和压缩机在20µm左右一般也可以参考电建规范汽轮机组篇，是按照转速高低来要求的，测量位移双振幅。

2、   旋转机械振动分析：汽轮机、发电机、燃气轮机、压缩机、风机、泵等都属于旋转机械，是电力、石化和冶金等行业的关键设备。这些设备出现故障后，大多会带来严重的经济损失。以100MW～600MW汽轮发电机组为例，出现故障后，多启动一次的直接经济代价（仅考虑燃油和厂用电消耗）约5万～30万元。机组容量越大，经济损失越大。振动在设备故障中占了很大比重，是影响设备安全、稳定运行的重要因素。振动又是设备的“体温计”，直接反映了设备健康状况，是设备安全评估的重要指标。一台机组正常运行时，其振动值和振动变化值都应该比较小。一旦机组振动值变大，或振动变得不稳定，都说明设备出现了一定程度的故障。振动对机组安全、稳定运行的危害主要表现在：(1) 振动过大将会导致轴承乌金疲劳损坏。(2) 过大振动将会造成通流部分磨损，严重时将会导致大轴弯曲。统计数据表明，汽轮发电机组60％以上的大轴弯曲事故就是由于摩擦引起的。(3) 振动过大还将使部件承受大幅交变应力，容易造成转子、联结螺栓、管道、地基等的损坏。近五十多年来，国内外发生过多起汽轮发电机组轴系断裂恶性事故。

5、振动值的单位如何读？

优质回答1：

这个是毫米每秒，振动一般可以用以下三个单位表示：mm、mm/s、mm/s²，即振幅、振动速度（振速）、振动加速度。

振幅是表象，速度和加速度是转子激振力的程度。振动一般可以用以下三个单位表示:mm、mm/s、mm/(s^2)。mm振动位移:一般用于低转速机械的振动评定; 7丝就是70um，是振动位移值振动单位mm是振动位移，指的是被检测设备左右（水平方向）、上下（垂直方向）、前后（轴向）晃动的幅度；mm/s是的振动速度，是振动的快慢。

优质回答2：

振动值的单位读作赫兹