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工业风机是工业生产中核心动力设备，电机轴作为传动关键部件，其抗振性能直接影响风机运行稳定性。机械环境试验中的振动测试，通过模拟实际工况振动载荷，评估电机轴结构强度、疲劳特性及装配可靠性，是发现轴颈磨损、平衡不良等潜在缺陷的关键手段，对预防风机停机故障、降低维护成本具有重要意义。
振动测试的试验标准与规范
工业风机电机轴振动测试需遵循明确标准，常用的有GB/T 2423《电工电子产品环境试验》（规定正弦/随机振动试验程序）、ISO 10816-3《工业机器振动评价》（针对非旋转部件振动限值）、JB/T 8689《通风机振动检测及其限值》（风机行业专用，明确转速1500r/min以下风机振动速度有效值≤4.6mm/s）。
不同标准侧重不同：GB/T 2423适用于耐久性试验，ISO 10816侧重运行状态评价，JB/T 8689结合风机结构给出针对性要求。试验前需根据电机轴应用场景（如电力、化工）选准标准，避免因标准不适导致结果偏差。
部分企业会补充内部规范，覆盖高温等特殊工况，需基于行业标准并结合产品实际使用情况制定，确保试验有效性。
测试系统的组成与校准
振动测试系统由传感器、数据采集仪、分析软件及激励设备组成。传感器常用压电加速度传感器（高频振动，1Hz~20kHz）、磁电式速度传感器（中低频，0.5Hz~1kHz）；数据采集仪需高采样率（≥2倍信号最高频率）、16位以上分辨率；分析软件如B&K PULSE具备FFT、模态分析功能；激励设备用振动台，电动振动台适用于高频冲击，液压振动台适用于低频大振幅。
系统校准是关键：传感器用标准加速度计（如B&K 8305）校准灵敏度与频率响应，数据采集仪校准增益与信噪比，振动台用激光测振仪校准振幅与频率精度。校准周期一般每年1次，设备碰撞或维修后需重新校准。
振动测试的工况模拟
需模拟电机轴实际工况：稳态振动用正弦振动（模拟额定转速下的振动，频率为基频25Hz~50Hz），负载波动用随机振动（模拟风量变化，谱密度0.01~0.1g²/Hz），启停冲击用冲击振动（模拟启动时10g加速度、10ms脉冲），高温环境用恒温箱+振动台模拟热振动（考虑温度对材料弹性模量的影响）。
模拟时需还原安装方式（如刚性/弹性联轴器、轴承类型），避免安装方式差异改变振动传递特性，确保试验真实性。
振动参数的选取与监测
振动参数包括幅值（加速度反映冲击、速度反映能量、位移反映低频振幅）、频率（基频对应转速、倍频对应不平衡/不对中、边带对应轴承故障）、相位（判断振动来源）。监测位置选轴承座、轴伸端、联轴器等关键部位，采集轴向、径向水平、径向垂直三个方向信号。
监测时机分试验前基线测试（参考基准）、试验中实时监测（设置报警阈值，如振动速度超限值1.5倍时报警）、试验后残余测试（评估轴损伤情况）。
振动信号的采集与预处理
采集需满足采样率≥2倍信号最高频率（如25Hz基频取512Hz采样率）、采样时长≥10个周期（保证统计有效性）。预处理包括滤波（低通消高频干扰、高通消低频漂移）、去趋势（消温度导致的基线偏移）、时域平均（消随机噪声，提高信噪比）。
预处理后信号需无明显噪声（信噪比≥20dB）、无趋势（均值接近零），才能用于后续分析。
振动数据的分析方法
时域分析用峰值（冲击强度）、有效值（能量）判断振动强度；频域分析通过FFT识别基频（不平衡）、倍频（不对中）、边带（轴承故障）；时频分析用小波变换处理启停等非平稳信号；模态分析识别固有频率（避免共振）。
例如，频域中基频幅值占60%说明不平衡，2倍基频占30%说明不对中，需结合多方法定位故障。
异常振动的识别与判定
异常振动判定依据：幅值超标准（如速度有效值5mm/s超4.6mm/s限值）、频率出现异常成分（3倍基频超基频50%说明轴弯曲）、相位突变（从0°变90°说明振动源变化）、趋势增大（有效值从3mm/s增至5mm/s说明轴承磨损）。
常见故障：不平衡（基频主导）、不对中（2倍频主导）、轴承损伤（边带频率）。发现异常需立即停试，记录试验条件与参数，拆解验证故障原因。
测试过程中的注意事项
安全防护：振动台装防护网，设备接地良好，人员远离运动部件；高温试验用耐高温手套。试件安装：还原实际轴承与固定方式，确保紧固件力矩一致，传感器刚性连接（螺纹/磁吸/胶粘）且方向正确。
试验条件控制：保持恒温恒湿（20±5℃、45%~75%RH），避免电磁干扰；数据记录需详细，包括转速、负载、温度及试件状态。异常处理：立即停试，检查试件与设备，排除故障后重新校准再试。
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