振动分析中的敲击：原因及识别

定义：什么是振动节拍？

在振动分析中， 打 或 殴打 是一种独特的现象，其特征是振动信号振幅周期性地上升和下降。当两个频率非常接近但不完全相同的独立振动信号同时出现并相互结合时，就会发生这种调制。由此产生的时间波形看起来像一个正弦波，其振幅以有节奏的模式缓慢地增加和减小。

殴打背后的物理学

拍频是相长干涉和相消干涉的结果。当两个振动波的波峰对齐（同相）时，它们的振幅会叠加，从而产生更高的总振幅。当一个波的波峰与另一个波的波谷对齐（异相）时，它们会相互抵消，从而产生较低的总振幅。这种持续的增强和抵消循环产生了特征性的“拍频”或“颤音”声音和振动模式。

这种调幅的频率称为 拍频，等于两个源频率的绝对差。

拍频 = |频率 1 – 频率 2|

例如，如果两台机器分别以 29.5 Hz 和 30.5 Hz 的频率产生振动，则最终的拍频为 |29.5 – 30.5| = 1.0 Hz。这意味着整体振动幅度每秒会上升和下降一次。

工业机械跳动的常见原因

拍频的存在是一个有价值的诊断线索，因为它表明存在两个间距很近的驱动频率。工业环境中的常见来源包括：

• 公共结构上的多台机器： 最经典的例子是两台设计完全相同的泵或风扇运行在同一平台或管道系统上，如果它们的运行转速稍有不同（例如1780 RPM和1785 RPM），就会产生低频跳动。
• 电动机： 电机的旋转频率和电频率（例如感应电机中的极点通过频率）之间可能会发生拍频。
• 多级泵或压缩机： 以略微不同的有效速度运行的不同阶段之间的相互作用。
• 变速箱： 两个齿数相似的齿轮之间的相互作用。
• 液压或气动脉动： 两种不同流动相关湍流源之间的相互作用。

如何识别振动数据中的跳动

时间波形分析

时间波形是观察拍频最直接的方式。信号会呈现出清晰、重复的幅度调制模式。两个连续幅度峰值（或谷值）之间的时间就是拍频的周期。

频谱（FFT）分析

在频谱中，一个节拍将显示为 两个截然不同的山峰彼此非常接近标准FFT可能没有足够的分辨率来区分它们，使它们看起来像一个单一的宽峰。为了正确诊断搏动，分析师必须使用高分辨率FFT（通过增加谱线数量）。这样才能清晰地分辨出导致搏动的两个独立频率成分。

殴打有问题吗？

捶打本身并非故障，而是频率相互作用的症状。然而，它可能会带来问题：

• 恼人的噪音： 与持续的噪音相比，起伏的声音对人员来说更加明显和烦人。
• 峰值幅度问题： 建设性干扰阶段的最大振幅可能几乎是单个信号振幅的两倍。即使平均振动在可接受范围内，该峰值水平也可能超过报警限值或对组件造成过大应力。
• 掩盖其他问题： 波动的信号有时会使识别其他潜在的振动问题变得困难。

解决有问题的节拍通常涉及识别两个源频率并尝试改变其中一台机器的速度或引入阻尼以减轻振幅峰值。

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