激光测振仪——机械松动的各种频谱形态

机械松动的核心机制是非线性与冲击，松动在机械上引入了一个间隙，这个间隙使得系统的支撑刚度从线性变为高度非线性。在线性区，转子在间隙内自由运动，刚度变低；在非线性区，部件接触约束面，刚度瞬间变得很高，这种“软-硬"切换或“碰撞"效应，是产生所有复杂频谱特征的根源。

典型频谱1：1倍转速频率大，而谐波很小

松动早期故障。虽然间隙存在，但转子在运行中尚未（或很少）与约束面发生强烈的周期性碰撞。此时系统的非线性冲击效应尚不明显，主要表现为静力学特性的改变（刚度降低）。转子的轴心静态位置会偏移，使得原有的质量不平衡力在刚度降低的方向上被显著放大，表现为1×转速频率振动急剧增大。频谱以基频占绝对优势，多出现在地脚螺栓轻微松动时。

典型频谱2：1倍转速频率及谐波。

典型的的松动故障。间隙已经较大，部件在转子旋转过程中与约束面发生清晰、稳定的周期性碰撞。此时非线性冲击效应主导了振动特征。频谱从1倍转频开始幅值依次减小，此类频谱多发生在间隙配合部位，由于间隙与不平衡耦合而产生；频谱排列参差不齐，多为转动部件活动造成。

典型频谱3：1倍转速频率及奇数谐波。

很多资料引为松动的主要特征，但现实中很少见，这是一种理想化的理论模型。假设转子在纯径向间隙内，每旋转一周只发生一次对称的单边冲击（例如，只在间隙底部撞击一次）。这种“半波冲击"的时域波形在数学上是半波对称的，其傅里叶级数展开后，偶次余弦项系数为零，主要剩下基频（1×）和奇次谐波（3×， 5×…）。

现实中由于存在不对中、重力或双向间隙等原因，冲击变得不对称，从而引入强烈的偶次谐波（2×, 4×）。因此，“丰富谐波"比“纯奇次谐波"更普遍。

典型频谱4：1倍转速频率及谐波，某个高次谐波为主频。

此类频谱现实中经常得见，如，某部件数×转速。在机械松动中多因当某个谐波频率恰好接近或等于该机械系统中的某个固有频率时，引发的局部共振，导致该阶次谐波的幅值异常巨大，甚至超过1×。

典型频谱5：1倍转速频率及谐波、次谐波。

次谐波的产生是严重松动和强非线性的标志。次谐波意味着转子运动不再是每转重复一次，而是需要旋转多圈才完成一个完整的振动周期。例如，1/2×次谐波，表示转子的冲击运动是“每两转重复一次"。这可能是因为转子第一次撞击后弹开，第二次旋转时未能再次撞击，到第三转才又撞击。

凯视迈（KathMatic）KV系列激光多普勒测振仪是公司自主研发的第二代多普勒测振仪，相较于第一代产品，该系列在多个方面进行了全面升级。

它配备了更高质量的激光模组、镀膜更加丰富的光学镜头、散热效率更高的结构、传输速度更快的信号端口以及通讯配置更为丰富的系统，这些改进使得仪器在较差环境下的稳定性和易用性得到了显著提升。

该仪器基于多普勒原理，采用红外激光作为测量媒介，能够非接触式地采集目标物体的振动信号。采用先进的光学技术和信号处理技术，能够在极短的时间内采集大量的振动数据。 在需要高速测量的场合，超高采样频率能够确保测量的准确性和实时性。

KV系列激光多普勒测振仪凭借其先进的技术、优异的参数、稳定的运行以及小巧便携的特

点，成为了超声领域、模态试验、疲劳试验、在线质量检测以及机械结构健康监测等领域的理想辅助工具。欢迎私信或留言咨询~