从时域到频域:振动分析的范式转变
固有频率:由产品本身质量与刚度分布决定的特征频率。当外部激励频率与固有频率重合或接近时,将引发共振,导致振幅急剧放大,加速材料疲劳、连接松动或结构断裂。这是最常见的失效诱因。 故障特征频率:特定于各类故障模式的频率。例如,轴承滚动体通过故障频率、齿轮的啮合频率及其边频带、叶片的通过频率、转子不平衡的工频及其倍频等。这些频率的出现或增长,直接预示了特定部件的损伤状态。 调制频率:由于负载波动、不对中、松动等非线性因素,导致振动信号中产生幅值调制或频率调制现象,在频谱上表现为以啮合频率或转频为中心的边频带。分析边频带的间隔与形态,是诊断复杂故障的关键。
跨越产品全生命周期的价值
设计验证与优化阶段:通过模态测试与工作振动测试,识别产品的实际固有频率,避免与主要激励频率重合。识别应力集中点在振动下的响应,优化结构,提升其抗疲劳寿命。 生产制造与质量控制阶段:作为出厂测试的一部分,确保产品没有制造缺陷(如严重不平衡、不对中)引发的异常振动频率成分。 预测性维护与健康管理阶段:如前文案例所示,这是频谱分析技术应用最广泛、价值最直接的领域。通过建立设备健康的频谱基线,持续监测特征频率点的幅值变化、新频率成分的出现,实现故障的早期、精准诊断,变“事后维修”或“定期维修”为“按需维修”,大幅提升设备可用性与安全性,降低运维成本。

